热敏电阻参数及应用六大类

    热电阻在家电开拓研制范畴里，工程人员在运用热敏电阻的进程中，有时对一些首要参数的细节发生歧义，缘由之一是某些参数的界说和内容缺乏一致的规范和标准。跟着国度规范《直热式负温度系数热敏电阻器（**局部：总标准）》GB/T 6663.1-2007/IEC 60539-1:2002（以下简称“国标”）的施行（07年9月1日），状况开端有所改动。国内热敏电阻器出产家都该当依照“国标”标注热敏电阻的参数，运用者也可以依据 “国标”向厂家讨取热敏电阻的参数。

    热敏电阻器是一种随（感应）温度的转变其电阻值呈明显转变的热敏感半导体元件。温度升高时阻值下降的热敏电阻器，称为负温度系数热敏电阻器（NTC）。家电范畴里很多运用的是NTC。

    自热:当我们对NTC进行测量和运用时总会经过必然量的电流，这一电流使NTC本身发生热量。NTC的自热会招致其阻值下降，在测量及使用进程中呈现动态转变，所以节制自热是运用NTC的要害。当NTC用于温度测量时，该当尽量防止自热；当NTC用于液位或风速测量时，则需求应用自热。

    零功率电阻：界说见“国标”（2.2.18）。零功率电阻是热电阻器*根本的参数，厂家给出的热敏电阻器的阻值都属于零功率，，但“零功率”一词轻易使人隐晦（由于物理寄义上的零功率检测是不存在的），所以，了解它的工程寄义是界说中后一句的内容“……自热招致的电阻值转变相关于总的测量误差可以疏忽不计”。凡间，对NTC的零功率测量是在恒温槽中进行，影响总的测量误差有二个首要要素：一是经过NTC的电流，一是恒温槽精度。普通说来，削减经过NTC的电流的办法比拟多，一旦电流下降到必然水平，影响总误差的往往是恒温槽的精度。

    情况温度转变惹起的热工夫常数（τa）：普通状况下，NTC在不变的室温前提下,敏捷进入设定（和要求介质）的温度情况内，测量其温度上升规则幅度Tί所需求的工夫。温度Tί 的上升幅度为室温Ta至设定温度Tb差值的63.2%所需的工夫。τa反映NTC在测量温度时的呼应速度。

    耗散系数（δ）：使NTC的温度上升1K所耗费的功率称为耗散系数。“国标”4.10.2给出的δ核算办法如下：

              δ=U TH·I TH /（T b- T a） W /℃

    式中： U TH为NTC的端电压； I TH 为流过NTC的电流；T b为自热不变温度；T a 为室内温度。

    可见，NTC温度的上升指的是自热温度。从别的一个角度看，自热形成的温升可以应用δ核算出来。

    例如：已知δ为0.1 W /℃，测量U TH·I TH为0.5 W，则：

             （T b- T a）=U TH·I TH /δ  ℃=0.5 /0.1 ℃=5 ℃

       自热使NTC高于情况温度5℃。

   2 自热及耗散系数的特征

    测量耗散系数δ时，“国标”要求在静止的空气中进行。凡间是在规则容器的玻璃框罩内进行测量。当我们做实行时可以察看到一些景象，在一个空气相对不变（觉得不到活动的空气）的室内，玻璃框内的温度与室温一致。先测量零功率电阻值，当摘失落玻璃框罩后，电阻值未发作转变；然后测量耗散系数，当自热到达热均衡时，即经过NTC的电流和它的端电压呈不变形态，当摘失落玻璃框罩后，电流或端电压呈现动摇，落空不变形态。阐明室内微弱的同温度气流影响了耗散系数，而未影响零功率电阻值。明显，NTC发生自热之后呈现对活动空气的敏感反映，这是一个可以应用的特征。

3  影响测量温度的参数

    NTC具有价钱低价、阻值随温度转变明显的特点，而普遍用于温度测量。凡间采用一只精细电阻与NTC串联（见图1），NTC阻值的转变改变为电压转变直接进入比拟电路或单片机的A/D的输入接口，不用经由扩大处置，电路组成极为简略。运用NTC时除了选择适宜的R值和B值之外，还该当思索到测量速度和精度。

    选择适宜的τa ：τa 值直接反映NTC测量温度的呼应速度，但不是越小越好，确定τa值需求比拟与衡量。由于τa值与它的封装尺寸有关，NTC的封装尺寸小，则τa值小，机械强度低；封装尺寸大，则τa值大，机械强度高。

    确定电流局限：可依据厂家供应的非自热*大功率或应用耗散系数来确定任务电流的局限。

    但是，需求惹起留意的是不少厂家供应的δ值是NTC二次封装之前参数，但采用这个δ参数确定的电流固然不会发生自热，然则过于保存，影响选择参数的宽松度，由于二次封装之后的非自热*大功率曾经进步。应用耗散系数确定电流局限的办法是先确定NTC精度，再确定答应的自热功耗。例如，NTC的精度为0.1℃，则自热温度不超越0.1℃就可以知足精度要求，也就是说，小于0.1δ的功率为不发生自热的功率。

    其它需求留意的要素：①NTC二次封装之后，τa的参数值较封装之前增大了。②统一型号、规格的NTC在分歧介��中，其δ、τa等参数值相差很大，需留意参数的介质。③在活动的空气中，NTC略为发生一点自热对精度的影响不大。④NTC感温头不克不及触碰非探测物体，例如，在家用空调器里，翅片前面测量室温的感温头不克不及触碰着翅片。

   4风速测量道理

    依据上述对耗散系数δ测量的描绘，NTC处于自热形态中对空气活动显示的敏理性，标明它具有测量风速的潜力。在统一温度和电气前提下，例如在不变的室温情况下，给NTC供应一个发生自热的恒定电流（见图二）。起首将NTC置于静止空气中，此时端电压*小，然后将风速由小到大逐步添加，响应地，端电压逐步升高。由于活动的空气使NTC的自热温度下降，阻值添加，空气流速越大，温度下降越分明，阻值添加更明显，反过来，当我们晓得NTC自热下降的水平（端电压值的巨细）就可以晓得风速的巨细，这就是NTC测量风速的根本道理。

    实践测量时空气的温度是分歧的，由于空气温度的下降也会招致自热温度的下降，所以测量风速的时分还要测量空气温度。一旦晓得空气温度，还又晓得在这一温度前提下随风速添加而自热温度下降的参数（端电压值的巨细），经由对这两个数据的处置就就可以完成对风速的测量。

    与液位测量一样，风速测量也要完成一些根底任务。但是，风速测量的根底或核算任务量比液位测量要多很多倍，液位测量只需获取两种介质分歧温度下的参数，也就是两组数据，而风速测量必需获取测量（风速、温度）局限内的每个温度点上分歧风速的数据，为一个族系列。

5液位测量道理

    气体和液体是分明分歧的介质， 运用NTC在对它们进行测量时，假如可以分辩出这两种介质，就处理了液位测量的问题。NTC在非自热形态也就是零功率形态下测量温度时，是无法依据测量后果判别被测对象的是什么介质。当NTC处于自热形态时，在介质温度一样的状况下，NTC在分歧的介质中耗散系数（δ）是分歧的，当NTC被置于分歧的介质中时，一样电气前提下会呈现分歧的电功能反映，这是测量液位的根本根据。

    以一样温度的水和空气为例，在统一电气前提下，例如给NTC供应一个恒定电流（见图2），使其在空气中发生自热，热均衡之后NTC两头电压相对不变，接着，将它放入水中，两头电压上升。由于NTC从空气中进入水中后，温度下降，招致阻值上升，端电压升高。水的热容量是空气的2.5倍， NTC在水中的自热温度要到达与空气一样的自热温度需求2.5倍的功率。

    在实践的液位测量中，水和空气的温度往往纷歧致，当空气温度偏低，而水温偏高时，依据电压值的巨细则无法判别NTC是在水中照样在空气中。但是，关于一个温度点而言，NTC在水中和空气平分别有个两电压值，换言之，当我们晓得一个温度点，还又预先晓得这个温度点上水和空气辨别的电压值，就可以依据所测量到的电压值判别NTC是在水中照样在空气中。也就是说，测量液位的进程中还必需还测量温度，而普通状况下，NTC在自热形态下不克不及测量温度，这就需求添加一个测量温度的NTC。应用两只NTC，一只处于非自热形态，另一只处于自热形态，经由电子电路的处置就可以对水位进行测量了。同理，其它气体和液体介质的液位测量的问题都可以获得处理。

    需求指出，设计液位测量电路需求完成一些根底性的任务，缘由是分歧电路的NTC所在于的自热形态纷歧定一样，需求经过实验或核算获取测量温度局限内每个温度点上两种介质的电气参数，为两个对应系列。凡间，先明定测量方案，再确定电路，然后依据电路要求测量或核算出每个温度前提下两种介质的数据。有时模仿电路需求绘制出NTC在两种介质的温度电压曲线（统一温度参照系中的曲线），而数字及单片机电路需求对两种介质的电气参数列表。

        6其他的使用

    NTC除了用于温度测量之外，测量液位和风速也有很多可比优势，具有替代其它测量及节制方法的潜力。

    关于NTC在水位测量上的一个使用实例见《家电科技》杂志2008年第21期中有具体引见，（在此不再赘述）。 其它象热水壶、咖啡壶、加湿器等家电的缺水报警都可以思索采用NTC的液位测量技能。

    NTC还可以普遍应在测量风速及风量的场合，特点是不只价钱低价，并且电路构造极为简略。例如：①家用空调器的过滤网除尘提醒。装置在出风口的NTC检测风速，当检测到的风速与风量挡位的风速比拟降低到了规则的幅度，提醒用户洁净过滤网；②相同的思绪也可以完成吸尘器的除尘提醒；③燃气热水器的排风监测。当NTC检测到排风中止（或被堵）的毛病时，割断气源及报警；④ 凉气计量，对集中凉气供给系统进行独自计量，出风口装置的NTC计量风速（再思索风口面积、均匀风速等要素），可以完成集中供冷辨别计费。