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技術支持
NTC負溫度系數電阻工作原理
瀏覽次數:次 發布日期:2013-11-29
NTC是Negative Temperature Coefficient 的縮寫,意思是負的溫度系數,泛指負溫度系數很大的半導體材料或元器件,所謂NTC熱敏電阻器就是負溫度系數熱敏電阻器。它是以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料, 采用陶瓷工藝制造而成的。這些金屬氧化物材料都具有半導體性質,因為在導電方式上完全類似鍺、硅等半導體材料。溫度低時,這些氧化物材料的載流子(電子和孔穴)數目少,所以其電阻值較高;隨著溫度的升高,載流子數目增加,所以電阻值降低。NTC熱敏電阻器在室溫下的變化范圍在10O~1000000歐姆,溫度系數-2%~-6.5%。NTC熱敏電阻器可廣泛應用于溫度測量、溫度補償、抑制浪涌電流等場合。

NTC負溫度系數熱敏電阻專業術語

     零功率電阻值 RT(Ω)

     RT指在規定溫度 T 時,采用引起電阻值變化相對于總的測量誤差來說可以忽略不計的測量功率測得的電阻值。

     電阻值和溫度變化的關系式為:

                                  RT = RN expB(1/T – 1/TN)

     RT : 在溫度 T ( K )時的 NTC 熱敏電阻阻值。
     RN : 在額定溫度 TN ( K )時的 NTC 熱敏電阻阻值。
     T   : 規定溫度( K )。
     B   : NTC 熱敏電阻的材料常數,又叫熱敏指數。
     exp: 以自然數 e 為底的指數( e = 2.71828 …)。

     該關系式是經驗公式,只在額定溫度 TN 或額定電阻阻值 RN 的有限范圍內才具有一定的精確度,因為材料常數B 本身也是溫度 T 的函數。

     額定零功率電阻值 R25 (Ω)

     根據國標規定,額定零功率電阻值是 NTC 熱敏電阻在基準溫度 25 ℃ 時測得的電阻值 R25,這個電阻值就是NTC 熱敏電阻的標稱電阻值。通常所說 NTC 熱敏電阻多少阻值,亦指該值。

     材料常數(熱敏指數) B 值( K )

     B 值被定義為:

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     RT1 : 溫度 T1 ( K )時的零功率電阻值。
     RT2 : 溫度 T2 ( K )時的零功率電阻值。
     T1、T2 :兩個被指定的溫度( K )。

     對于常用的 NTC 熱敏電阻, B 值范圍一般在 2000K ~ 6000K 之間。

     零功率電阻溫度系數(αT )

     在規定溫度下, NTC 熱敏電阻零動功率電阻值的相對變化與引起該變化的溫度變化值之比值。

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     αT : 溫度 T ( K )時的零功率電阻溫度系數。
     RT : 溫度 T ( K )時的零功率電阻值。
     T   : 溫度( T )。
     B   : 材料常數。

     耗散系數(δ)

     在規定環境溫度下, NTC 熱敏電阻耗散系數是電阻中耗散的功率變化與電阻體相應的溫度變化之比值。

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     δ: NTC 熱敏電阻耗散系數,( mW/ K )。
     △ P : NTC 熱敏電阻消耗的功率( mW )。
     △ T : NTC 熱敏電阻消耗功率△ P 時,電阻體相應的溫度變化( K )。

     熱時間常數(τ)

     在零功率條件下, 當溫度突變時, 熱敏電阻的溫度變化了始未兩個溫度差的 63.2% 時所需的時間, 熱時間常數與 NTC 熱敏電阻的熱容量成正比,與其耗散系數成反比。

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     τ: 熱時間常數( S )。
     C: NTC 熱敏電阻的熱容量。
     δ: NTC 熱敏電阻的耗散系數。

     額定功率Pn

     在規定的技術條件下,熱敏電阻器長期連續工作所允許消耗的功率。在此功率下,電阻體自身溫度不超過其最高工作溫度。

     最高工作溫度Tmax

     在規定的技術條件下,熱敏電阻器能長期連續工作所允許的最高溫度。即:

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     T0-環境溫度。

     測量功率Pm

     熱敏電阻在規定的環境溫度下,阻體受測量電流加熱引起的阻值變化相對于總的測量誤差來說可以忽略不計時所消耗的功率。
     一般要求阻值變化大于0.1%,則這時的測量功率Pm為:

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     電阻溫度特性

     NTC熱敏電阻的溫度特性可用下式近似表示:點擊在新窗口中打開圖片

     式中:
          RT:溫度T時零功率電阻值。
           A:與熱敏電阻器材料物理特性及幾何尺寸有關的系數?!?br />            B:B值。
           T:溫度(k)。
     更精確的表達式為:

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     式中:

           RT:熱敏電阻器在溫度T時的零功率電阻值。
         T:為絕對溫度值,K;
         A、B、C、D:為特定的常數。


    NTC負溫度系數熱敏電阻R-T特性
 

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B 值相同, 阻值不同的 R-T 特性曲線示意圖

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相同阻值,不同B值的NTC熱敏電阻R-T特性曲線示意圖



    溫度測量、控制用NTC熱敏電阻器

     外形結構

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環氧封裝系列NTC熱敏電阻

點擊在新窗口中打開圖片點擊在新窗口中打開圖片

玻璃封裝系列NTC熱敏電阻

     應用電路原理圖

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溫度測量(惠斯登電橋電路)

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溫度控制

     應用設計

  • 電子溫度計、電子萬年歷、電子鐘溫度顯示、電子禮品;

  • 冷暖設備、加熱恒溫電器;

  • 汽車電子溫度測控電路;

  • 溫度傳感器、溫度儀表;

  • 醫療電子設備、電子盥洗設備;

  • 手機電池及充電電器。

     型號參數

     環氧封裝系列NTC熱敏電阻

型號 額定電阻值

@25℃(KΩ)

B值(25/50℃)

(K)

額定功率

(mw)

耗散系數

(mw/℃)

熱時間常數

(S)

工作溫度

(℃)

MF52E-□□3100 0.1~20 3100 ≤50 ≥2.0

靜止空氣中

≤7

靜止空氣中

-55~+125
MF52E-□□3270 0.2~20 3270
MF52E-□□3380 0.5~50 3380
MF52E-□□3470 0.5~50 3470
MF52E-□□3600 1~100 3600
MF52E-□□3950 5~100 3950
MF52E-□□4000 5~100 4000
MF52E-□□4050 5~200 4050
MF52E-□□4150 10~250 4150
MF52E-□□4300 20~1000 4300
MF52E-□□4500 20~1000 4500

         注: 1.第一方框填標稱阻值,第二方框填精度代號.( F:±1% G:±2% H:±3% J:±5% )

             2:B值(25/50℃)誤差:對于標稱阻值精度±1%的產品其B值對應誤差是±1%,其余B值誤差均為±2%

     玻璃封裝系列NTC熱敏電阻

型號 額定電阻值

@25℃(KΩ)

B值(25/50℃)

(K)

耗散系數

(mw/℃)

熱時間常數

(S)

工作溫度

(℃)

MF58-□□3470 2 3470 ≥2.0

靜止空氣中

≤20

靜止空氣中

-55~+300
MF58-□□3500 3 3500
MF58-□□3500 5 3500
MF58-□□3550 10 3550
MF58-□□3600 15 3600
MF58-□□3700 10 3700
MF58-□□3850 20 3850
MF58-□□3900 30 3900
MF58-□□3950 47 3950
MF58-□□3950 50 3950
MF58-□□3990 100 3990
MF58-□□4100 150 4100

         注: 1.第一方框填標稱阻值,第二方框填精度代號.( F:±1% G:±2% H:±3% J:±5% )

             2:B值(25/50℃)誤差:對于標稱阻值精度±1%的產品其B值對應誤差是±1%,其余B值誤差均為±2%


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