NTC熱敏電阻.doc

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1、熱敏電阻器(thermistor)——型號MZ、MF： 是一種對溫度反應(yīng)較敏感、阻值會隨著溫度的變化而變化的非線性電阻器，通常由單晶、多晶半導(dǎo)體材料制成。 文字符號： “RT”或“R” 熱敏電阻器的種類： A．按結(jié)構(gòu)及形狀分類——圓片形（片狀）、圓柱形（柱形）、圓圈形（墊圈形）等多種熱敏電阻器。 B．按溫度變化的靈敏度分類——高靈敏度型（突變型）、低靈敏度型（緩變型）熱敏電阻器。 C．按受熱方式分類——直熱式熱敏電阻器、旁熱式熱敏電阻器。 D．按溫變（溫度變化）特性分類——正溫度系數(shù)（PTC）、負正溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻器。 熱敏電阻器的主要參數(shù)：除標稱阻值、額

2、定功率和允許偏差等基本指標外，還有如下指標： 1）測量功率：指在規(guī)定的環(huán)境溫度下，電阻體受測量電源加熱而引起阻值變化不超過0.1％時所消耗的功率。 2）材料常數(shù)：是反應(yīng)熱敏電阻器熱靈敏度的指標。通常，該值越大，熱敏電阻器的靈敏度和電阻率越高。 3）電阻溫度系數(shù)：表示熱敏電阻器在零功率條件下，其溫度每變化1℃所引起電阻值的相對變化量。 4）熱時間常數(shù)：指熱敏電阻器的熱惰性。即在無功功率狀態(tài)下，當環(huán)境溫度突變時，電阻體溫度由初值變化到最終溫度之差的63.2％所需的時間。 5）耗散系數(shù)：指熱敏電阻器的溫度每增加1℃所耗散的功率。 6）開關(guān)溫度：指熱敏電阻器的零功率電阻值為最低

3、電阻值兩倍時所對應(yīng)的溫度。 7）最高工作溫度：指熱敏電阻器在規(guī)定的標準條件下，長期連續(xù)工作時所允許承受的最高溫度。 8）標稱電壓：指穩(wěn)壓用熱敏電阻器在規(guī)定的溫度下，與標稱工作電流所對應(yīng)的電壓值。 9）工作電流：指穩(wěn)壓用熱敏電阻器在在正常工作狀態(tài)下的規(guī)定電流值。 10）穩(wěn)壓范圍：指穩(wěn)壓用熱敏電阻器在規(guī)定的環(huán)境溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定電壓的范圍值。 11）最大電壓：指在規(guī)定的環(huán)境溫度下，熱敏電阻器正常工作時所允許連續(xù)施加的最高電壓值。 12）絕緣電阻：指在規(guī)定的環(huán)境條件下，熱敏電阻器的電阻體與絕緣外殼之間的電阻值。 ●正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC—positive temperat

4、ure coefficient thermistor） 結(jié)構(gòu)——用鈦酸鋇（BaTiO3）、鍶（Sr）、鋯（Zr）等材料制成的。 屬直熱式熱敏電阻器。 特性——電阻值與溫度變化成正比關(guān)系，即當溫度升高時電阻值隨之增大。在常溫下，其電阻值較小，僅有幾歐姆～幾十歐姆；當流經(jīng)它的電流超過額定值時，其電阻值能在幾秒鐘內(nèi)迅速增大至數(shù)百歐姆～數(shù)千歐姆以上。 作用與應(yīng)用——廣泛應(yīng)用于彩色電視機消磁電路、電冰箱壓縮機啟動電路及過熱或過電流保護等電路中、還可用于電驅(qū)蚊器和卷發(fā)器、電熱墊、暖器等小家電中。 ●負溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC—negative temperature coefficient t

5、hermistor） 結(jié)構(gòu)——用錳（Mn）、鈷（Co）、鎳（Ni）、銅（Cu）、鋁（Al）等金屬氧化物（具有半導(dǎo)體性質(zhì)）或碳化硅（SiC）等材料采用陶瓷工藝制成的。 特性——電阻值與溫度變化成反比關(guān)系，即當溫度升高時，電阻值隨之減小。 作用與應(yīng)用——廣泛應(yīng)用于電冰箱、空調(diào)器、微波爐、電烤箱、復(fù)印機、打印機等家電及辦公產(chǎn)品中，作溫度檢測、溫度補償、溫度控制、微波功率測量及穩(wěn)壓控制用。 熱敏電阻是開發(fā)早、種類多、發(fā)展較成熟的敏感元器件．熱敏電阻由半導(dǎo)體陶瓷材料組成，利用的原理是溫度引起電阻變化．若電子和空穴的濃度分別為n、p，遷移率分別為μn、μp，則半導(dǎo)體的電導(dǎo)為： σ=q（nμn+p

6、μp） 因為n、p、μn、μp都是依賴溫度T的函數(shù)，所以電導(dǎo)是溫度的函數(shù)，因此可由測量電導(dǎo)而推算出溫度的高低，并能做出電阻-溫度特性曲線．這就是半導(dǎo)體熱敏電阻的工作原理． 熱敏電阻包括正溫度系數(shù)（PTC）和負溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻，以及臨界溫度熱敏電阻（CTR）．它們的電阻-溫度特性如圖1所示．熱敏電阻的主要特點是：①靈敏度較高，其電阻溫度系數(shù)要比金屬大10～100倍以上，能檢測出10-6℃的溫度變化；②工作溫度范圍寬，常溫器件適用于-55℃～315℃，高溫器件適用溫度高于315℃（目前最高可達到2000℃），低溫器件適用于-273℃～55℃；③體積小，能夠測量其他溫度計無法測量的空隙

7、、腔體及生物體內(nèi)血管的溫度；④使用方便，電阻值可在0.1～100kΩ間任意選擇；⑤易加工成復(fù)雜的形狀，可大批量生產(chǎn)；⑥穩(wěn)定性好、過載能力強． 由于半導(dǎo)體熱敏電阻有獨特的性能，所以在應(yīng)用方面，它不僅可以作為測量元件（如測量溫度、流量、液位等），還可以作為控制元件（如熱敏開關(guān)、限流器）和電路補償元件．熱敏電阻廣泛用于家用電器、電力工業(yè)、通訊、軍事科學(xué)、宇航等各個領(lǐng)域，發(fā)展前景極其廣闊． 一、PTC熱敏電阻 PTC（Positive Temperature Coeff1Cient）是指在某一溫度下電阻急劇增加、具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻現(xiàn)象或材料，可專門用作恒定溫度傳感器．該材料是以BaTi

8、O3或SrTiO3或PbTiO3為主要成分的燒結(jié)體，其中摻入微量的Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La等氧化物進行原子價控制而使之半導(dǎo)化，常將這種半導(dǎo)體化的BaTiO3等材料簡稱為半導(dǎo)（體）瓷；同時還添加增大其正電阻溫度系數(shù)的Mn、Fe、Cu、Cr的氧化物和起其他作用的添加物，采用一般陶瓷工藝成形、高溫?zé)Y(jié)而使鈦酸鉑等及其固溶體半導(dǎo)化，從而得到正特性的熱敏電阻材料．其溫度系數(shù)及居里點溫度隨組分及燒結(jié)條件（尤其是冷卻溫度）不同而變化． 鈦酸鋇晶體屬于鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)，是一種鐵電材料，純鈦酸鋇是一種絕緣材料．在鈦酸鋇材料中加入微量稀土元素，進行適當熱處理后，在居里溫度附近，電阻率陡增幾個數(shù)量級，產(chǎn)生PT

9、C效應(yīng)，此效應(yīng)與BaTiO3晶體的鐵電性及其在居里溫度附近材料的相變有關(guān)．鈦酸鋇半導(dǎo)瓷是一種多晶材料，晶粒之間存在著晶粒間界面．該半導(dǎo)瓷當達到某一特定溫度或電壓，晶體粒界就發(fā)生變化，從而電阻急劇變化． 鈦酸鋇半導(dǎo)瓷的PTC效應(yīng)起因于粒界（晶粒間界）．對于導(dǎo)電電子來說，晶粒間界面相當于一個勢壘．當溫度低時，由于鈦酸鋇內(nèi)電場的作用，導(dǎo)致電子極容易越過勢壘，則電阻值較小．當溫度升高到居里點溫度（即臨界溫度）附近時，內(nèi)電場受到破壞，它不能幫助導(dǎo)電電子越過勢壘．這相當于勢壘升高，電阻值突然增大，產(chǎn)生PTC效應(yīng)．鈦酸鋇半導(dǎo)瓷的PTC效應(yīng)的物理模型有海望表面勢壘模型、丹尼爾斯等人的鋇缺位模型和疊加勢壘模型

10、，它們分別從不同方面對PTC效應(yīng)作出了合理解釋． 實驗表明，在工作溫度范圍內(nèi)，PTC熱敏電阻的電阻-溫度特性可近似用實驗公式表示： RT=RT0expBp（T-T0） 式中RT、RT0表示溫度為T、T0時電阻值，Bp為該種材料的材料常數(shù)． PTC效應(yīng)起源于陶瓷的粒界和粒界間析出相的性質(zhì)，并隨雜質(zhì)種類、濃度、燒結(jié)條件等而產(chǎn)生顯著變化．最近，進入實用化的熱敏電阻中有利用硅片的硅溫度敏感元件，這是體型且精度高的PTC熱敏電阻，由n型硅構(gòu)成，因其中的雜質(zhì)產(chǎn)生的電子散射隨溫度上升而增加，從而電阻增加． PTC熱敏電阻于1950年出現(xiàn)，隨后1954年出現(xiàn)了以鈦酸鋇為主要材料的PTC熱敏電阻．PT

11、C熱敏電阻在工業(yè)上可用作溫度的測量與控制，也用于汽車某部位的溫度檢測與調(diào)節(jié)，還大量用于民用設(shè)備，如控制瞬間開水器的水溫、空調(diào)器與冷庫的溫度，利用本身加熱作氣體分析和風(fēng)速機等方面．下面簡介一例對加熱器、馬達、變壓器、大功率晶體管等電器的加熱和過熱保護方面的應(yīng)用。 PTC熱敏電阻除用作加熱元件外，同時還能起到“開關(guān)”的作用，兼有敏感元件、加熱器和開關(guān)三種功能，稱之為“熱敏開關(guān)”，如圖2和3所示．電流通過元件后引起溫度升高，即發(fā)熱體的溫度上升，當超過居里點溫度后，電阻增加，從而限制電流增加，于是電流的下降導(dǎo)致元件溫度降低，電阻值的減小又使電路電流增加，元件溫度升高，周而復(fù)始，因此具有使溫度保持在特

12、定范圍的功能，又起到開關(guān)作用．利用這種阻溫特性做成加熱源，作為加熱元件應(yīng)用的有暖風(fēng)器、電烙鐵、烘衣柜、空調(diào)等，還可對電器起到過熱保護作用． 二、NTC熱敏電阻 NTC（Negative Temperature Coeff1Cient）是指隨溫度上升電阻呈指數(shù)關(guān)系減小、具有負溫度系數(shù)的熱敏電阻現(xiàn)象和材料．該材料是利用錳、銅、硅、鈷、鐵、鎳、鋅等兩種或兩種以上的金屬氧化物進行充分混合、成型、燒結(jié)等工藝而成的半導(dǎo)體陶瓷，可制成具有負溫度系數(shù)（NTC）的熱敏電阻．其電阻率和材料常數(shù)隨材料成分比例、燒結(jié)氣氛、燒結(jié)溫度和結(jié)構(gòu)狀態(tài)不同而變化．現(xiàn)在還出現(xiàn)了以碳化硅、硒化錫、氮化鉭等為代表的非氧化物系N

13、TC熱敏電阻材料． NTC熱敏半導(dǎo)瓷大多是尖晶石結(jié)構(gòu)或其他結(jié)構(gòu)的氧化物陶瓷，具有負的溫度系數(shù)，電阻值可近似表示為： 式中RT、RT0分別為溫度T、T0時的電阻值，Bn為材料常數(shù)．陶瓷晶粒本身由于溫度變化而使電阻率發(fā)生變化，這是由半導(dǎo)體特性決定的． NTC熱敏電阻器的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的階段．1834年，科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)了硫化銀有負溫度系數(shù)的特性．1930年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)氧化亞銅-氧化銅也具有負溫度系數(shù)的性能，并將之成功地運用在航空儀器的溫度補償電路中．隨后，由于晶體管技術(shù)的不斷發(fā)展，熱敏電阻器的研究取得重大進展．1960年研制出了N1C熱敏電阻器．NTC熱敏電阻器廣泛用于測溫、控溫、溫度補償

14、等方面．下面介紹一個溫度測量的應(yīng)用實例，NTC熱敏電阻測溫用原理如圖4所示． 它的測量范圍一般為-10～+300℃，也可做到-200～+10℃，甚至可用于+300～+1200℃環(huán)境中作測溫用．RT為NTC熱敏電阻器；R2和R3是電橋平衡電阻；R1為起始電阻；R4為滿刻度電阻，校驗表頭，也稱校驗電阻；R7、R8和W為分壓電阻，為電橋提供一個穩(wěn)定的直流電源．R6與表頭（微安表）串聯(lián)，起修正表頭刻度和限制流經(jīng)表頭的電流的作用．R5與表頭并聯(lián)，起保護作用．在不平衡電橋臂（即R1、RT）接入一只熱敏元件RT作溫度傳感探頭．由于熱敏電阻器的阻值隨溫度的變化而變化，因而使接在電橋?qū)蔷€間的表頭指示也相

15、應(yīng)變化．這就是熱敏電阻器溫度計的工作原理． 熱敏電阻器溫度計的精度可以達到0.1℃，感溫時間可少至10s以下．它不僅適用于糧倉測溫儀，同時也可應(yīng)用于食品儲存、醫(yī)藥衛(wèi)生、科學(xué)種田、海洋、深井、高空、冰川等方面的溫度測量． 三、CTR熱敏電阻 臨界溫度熱敏電阻CTR（Crit1Cal Temperature Resistor）具有負電阻突變特性，在某一溫度下，電阻值隨溫度的增加激劇減小，具有很大的負溫度系數(shù)．構(gòu)成材料是釩、鋇、鍶、磷等元素氧化物的混合燒結(jié)體，是半玻璃狀的半導(dǎo)體，也稱CTR為玻璃態(tài)熱敏電阻．驟變溫度隨添加鍺、鎢、鉬等的氧化物而變．這是由于不同雜質(zhì)的摻入，使氧化釩的晶格間隔不同造

16、成的．若在適當?shù)倪€原氣氛中五氧化二釩變成二氧化釩，則電阻急變溫度變大；若進一步還原為三氧化二釩，則急變消失．產(chǎn)生電阻急變的溫度對應(yīng)于半玻璃半導(dǎo)體物性急變的位置，因此產(chǎn)生半導(dǎo)體-金屬相移．CTR能夠作為控溫報警等應(yīng)用． 熱敏電阻的理論研究和應(yīng)用開發(fā)已取得了引人注目的成果．隨著高、精、尖科技的應(yīng)用，對熱敏電阻的導(dǎo)電機理和應(yīng)用的更深層次的探索，以及對性能優(yōu)良的新材料的深入研究，將會取得迅速發(fā)展． 電阻知識 導(dǎo)電體對電流的阻礙作用稱為電阻，用符號R表示，單位為歐姆、千歐、兆歐，分別用Ω、KΩ、MΩ表示。一、電阻的型號命名方法： 國產(chǎn)電阻器的型號由四部分組成（不適用敏感電阻） 第一

17、部分：主稱 ，用字母表示，表示產(chǎn)品的名字。如R表示電阻，W表示電位器。 第二部分：材料 ，用字母表示，表示電阻體用什么材料組成，T-碳膜、H-合成碳膜、S-有機實心、N-無機實心、J-金屬膜、Y-氮化膜、C-沉積膜、I-玻璃釉膜、X-線繞。 第三部分：分類，一般用數(shù)字表示，個別類型用字母表示，表示產(chǎn)品屬于什么類型。1-普通、2-普通、3-超高頻 、4-高阻、5-高溫、6-精密、7-精密、8-高壓、9-特殊、G-高功率、T-可調(diào)。 第四部分:序號，用數(shù)字表示，表示同類產(chǎn)品中不同品種，以區(qū)分產(chǎn)品的外型尺寸和性能指標等 例如：R T 1 1 型普通碳膜電阻 二、電阻器的分類

18、1、線繞電阻器：通用線繞電阻器、精密線繞電阻器、大功率線繞電阻器、高頻線繞電阻器。 2、薄膜電阻器：碳膜電阻器、合成碳膜電阻器、金屬膜電阻器、金屬氧化膜電阻器、化學(xué)沉積膜電阻器、玻璃釉膜電阻器、金屬氮化膜電阻器。 3、實心電阻器：無機合成實心碳質(zhì)電阻器、有機合成實心碳質(zhì)電阻器。 4、敏感電阻器：壓敏電阻器、熱敏電阻器、光敏電阻器、力敏電阻器、氣敏電阻器、濕敏電阻器。 三、主要特性參數(shù) 1、標稱阻值：電阻器上面所標示的阻值。 2、允許誤差：標稱阻值與實際阻值的差值跟標稱阻值之比的百分數(shù)稱阻值偏差，它表示電阻器的精度。允許誤差與精度等級對應(yīng)關(guān)系如下：0.5%-0.05、

19、1%-0.1(或00)、2%-0.2(或0)、5%-Ⅰ級、10%-Ⅱ級、20%-Ⅲ級 3、額定功率：在正常的大氣壓力90-106.6KPa及環(huán)境溫度為－55℃～＋70℃的條件下，電阻器長期工作所允許耗散的最大功率。 線繞電阻器額定功率系列為（W）：1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500 非線繞電阻器額定功率系列為（W）：1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、5、10、25、50、100 4、額定電壓：由阻值和額定功率換算出的電壓。 5、最高工作電壓：允許的最大連續(xù)工作電壓。在低氣壓工作時，最高

20、工作電壓較低。 6、溫度系數(shù)：溫度每變化1℃所引起的電阻值的相對變化。溫度系數(shù)越小，電阻的穩(wěn)定性越好。阻值隨溫度升高而增大的為正溫度系數(shù)，反之為負溫度系數(shù)。 7、老化系數(shù)：電阻器在額定功率長期負荷下，阻值相對變化的百分數(shù)，它是表示電阻器壽命長短的參數(shù)。 8、電壓系數(shù)：在規(guī)定的電壓范圍內(nèi)，電壓每變化1伏，電阻器的相對變化量。 9、噪聲：產(chǎn)生于電阻器中的一種不規(guī)則的電壓起伏，包括熱噪聲和電流噪聲兩部分，熱噪聲是由于導(dǎo)體內(nèi)部不規(guī)則的電子自由運動，使導(dǎo)體任意兩點的電壓不規(guī)則變化。 四、電阻器阻值標示方法 1、直標法：用數(shù)字和單位符號在電阻器表面標出阻值，其允許誤差直接用百分

21、數(shù)表示，若電阻上未注偏差，則均為20%。 2、文字符號法：用阿拉伯數(shù)字和文字符號兩者有規(guī)律的組合來表示標稱阻值，其允許偏差也用文字符號表示。符號前面的數(shù)字表示整數(shù)阻值，后面的數(shù)字依次表示第一位小數(shù)阻值和第二位小數(shù)阻值。 表示允許誤差的文字符號 文字符號 D F G J K M 允許偏差 0.5% 1% 2% 5% 10% 20% 3、數(shù)碼法：在電阻器上用三位數(shù)碼表示標稱值的標志方法。數(shù)碼從左到右，第一、二位為有效值，第三位為指數(shù)，即零的個數(shù)，單位為歐。偏差通常采用文字符號表示。 4、色標法：用不同顏色的帶或點在電阻器表面標出標稱阻值和允許偏差。國外電阻大部分采用色標法。

22、 黑-0、棕-1、紅-2、橙-3、黃-4、綠-5、藍-6、紫-7、灰-8、白-9、金-5%、銀-10%、無色-20% 當電阻為四環(huán)時，最后一環(huán)必為金色或銀色，前兩位為有效數(shù)字， 第三位為乘方數(shù)，第四位為偏差。 當電阻為五環(huán)時，最后一環(huán)與前面四環(huán)距離較大。前三位為有效數(shù)字， 第四位為乘方數(shù)， 第五位為偏差。 五、常用電阻器 1、電位器 電位器是一種機電元件，他靠電刷在電阻體上的滑動，取得與電刷位移成一定關(guān)系的輸出電壓。 1.1 合成碳膜電位器 電阻體是用經(jīng)過研磨的碳黑，石墨，石英等材料涂敷于基體表面而成，該工藝簡單，是目前應(yīng)用最廣泛的電位器。特點是分辯力高

23、耐磨性好，壽命較長。缺點是電流噪聲，非線性大， 耐潮性以及阻值穩(wěn)定性差。 1.2 有機實心電位器 有機實心電位器是一種新型電位器，它是用加熱塑壓的方法，將有機電阻粉壓在絕緣體的凹槽內(nèi)。有機實心電位器與碳膜電位器相比具有耐熱性好、功率大、可靠性高、耐磨性好的優(yōu)點。但溫度系數(shù)大、動噪聲大、耐潮性能差、制造工藝復(fù)雜、阻值精度較差。在小型化、高可靠、高耐磨性的電子設(shè)備以及交、直流電路中用作調(diào)節(jié)電壓、電流。 1.3 金屬玻璃鈾電位器 用絲網(wǎng)印刷法按照一定圖形，將金屬玻璃鈾電阻漿料涂覆在陶瓷基體上，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。特點是：阻值范圍寬，耐熱性好，過載能力強，耐潮，耐磨等都很好，是很有前途的電

24、位器品種，缺點是接觸電阻和電流噪聲大。 1.4 繞線電位器 繞線電位器是將康銅絲或鎳鉻合金絲作為電阻體，并把它繞在絕緣骨架上制成。繞線電位器特點是接觸電阻小，精度高，溫度系數(shù)小，其缺點是分辨力差，阻值偏低，高頻特性差。主要用作分壓器、變阻器、儀器中調(diào)零和工作點等。 1.5 金屬膜電位器 金屬膜電位器的電阻體可由合金膜、金屬氧化膜、金屬箔等分別組成。特點是分辯力高、耐高溫、溫度系數(shù)小、動噪聲小、平滑性好。 1.6 導(dǎo)電塑料電位器 用特殊工藝將DAP（鄰苯二甲酸二稀丙脂）電阻漿料覆在絕緣機體上，加熱聚合成電阻膜，或?qū)AP電阻粉熱塑壓在絕緣基體的凹槽內(nèi)形成的實心體作為電阻體

25、。特點是：平滑性好、分辯力優(yōu)異耐磨性好、壽命長、動噪聲小、可靠性極高、耐化學(xué)腐蝕。用于宇宙裝置、導(dǎo)彈、飛機雷達天線的伺服系統(tǒng)等。 1.7 帶開關(guān)的電位器 有旋轉(zhuǎn)式開關(guān)電位器、推拉式開關(guān)電位器、推推開關(guān)式電位器 1.8 預(yù)調(diào)式電位器 預(yù)調(diào)式電位器在電路中，一旦調(diào)試好，用蠟封住調(diào)節(jié)位置，在一般情況下不再調(diào)節(jié)。 1.9 直滑式電位器 采用直滑方式改變電阻值。 1.10 雙連電位器 有異軸雙連電位器和同軸雙連電位器 1.11 無觸點電位器 無觸點電位器消除了機械接觸，壽命長、可靠性高，分光電式電位器、磁敏式電位器等。 2、實芯碳質(zhì)電阻器 用碳質(zhì)顆粒壯導(dǎo)電

26、物質(zhì)、填料和粘合劑混合制成一個實體的電阻器。特點：價格低廉，但其阻值誤差、噪聲電壓都大，穩(wěn)定性差，目前較少用。 3、繞線電阻器 用高阻合金線繞在絕緣骨架上制成，外面涂有耐熱的釉絕緣層或絕緣漆。繞線電阻具有較低的溫度系數(shù)，阻值精度高， 穩(wěn)定性好，耐熱耐腐蝕，主要做精密大功率電阻使用，缺點是高頻性能差，時間常數(shù)大。 4、薄膜電阻器 用蒸發(fā)的方法將一定電阻率材料蒸鍍于絕緣材料表面制成。主要如下： 4.1 碳膜電阻器 將結(jié)晶碳沉積在陶瓷棒骨架上制成。碳膜電阻器成本低、性能穩(wěn)定、阻值范圍寬、溫度系數(shù)和電壓系數(shù)低，是目前應(yīng)用最廣泛的電阻器。 4.2 金屬膜電阻器。 用真空蒸

27、發(fā)的方法將合金材料蒸鍍于陶瓷棒骨架表面。金屬膜電阻比碳膜電阻的精度高，穩(wěn)定性好，噪聲， 溫度系數(shù)小。在儀器儀表及通訊設(shè)備中大量采用。 4.3 金屬氧化膜電阻器 在絕緣棒上沉積一層金屬氧化物。由于其本身即是氧化物，所以高溫下穩(wěn)定，耐熱沖擊，負載能力強。 4.4 合成膜電阻 將導(dǎo)電合成物懸浮液涂敷在基體上而得，因此也叫漆膜電阻。由于其導(dǎo)電層呈現(xiàn)顆粒狀結(jié)構(gòu)，所以其噪聲大，精度低，主要用他制造高壓， 高阻， 小型電阻器。 5、金屬玻璃鈾電阻器 將金屬粉和玻璃鈾粉混合，采用絲網(wǎng)印刷法印在基板上。 耐潮濕， 高溫， 溫度系數(shù)小，主要應(yīng)用于厚膜電路。 6、貼片電阻SMT 片狀

28、電阻是金屬玻璃鈾電阻的一種形式，他的電阻體是高可靠的釕系列玻璃鈾材料經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)而成，電極采用銀鈀合金漿料。體積小，精度高，穩(wěn)定性好，由于其為片狀元件，所以高頻性能好。 7、敏感電阻 敏感電阻是指器件特性對溫度，電壓，濕度，光照，氣體， 磁場，壓力等作用敏感的電阻器。 敏感電阻的符號是在普通電阻的符號中加一斜線，并在旁標注敏感電阻的類型，如：t. v等。 7.1、壓敏電阻 主要有碳化硅和氧化鋅壓敏電阻，氧化鋅具有更多的優(yōu)良特性。 7.2、濕敏電阻 由感濕層，電極，絕緣體組成，濕敏電阻主要包括氯化鋰濕敏電阻，碳濕敏電阻，氧化物濕敏電阻。氯化鋰濕敏電阻隨濕度上升而電阻減小，

29、缺點為測試范圍小，特性重復(fù)性不好，受溫度影響大。碳濕敏電阻缺點為低溫靈敏度低，阻值受溫度影響大，由老化特性，較少使用。氧化物濕敏電阻性能較優(yōu)越，可長期使用，溫度影響小，阻值與濕度變化呈線性關(guān)系。有氧化錫，鎳鐵酸鹽，等材料。 7.3、光敏電阻 光敏電阻是電導(dǎo)率隨著光量力的變化而變化的電子元件，當某種物質(zhì)受到光照時，載流子的濃度增加從而增加了電導(dǎo)率，這就是光電導(dǎo)效應(yīng)。 7.4、氣敏電阻 利用某些半導(dǎo)體吸收某種氣體后發(fā)生氧化還原反應(yīng)制成，主要成分是金屬氧化物，主要品種有：金屬氧化物氣敏電阻、復(fù)合氧化物氣敏電阻、陶瓷氣敏電阻等。 7.5、力敏電阻 力敏電阻是一種阻值隨壓力變化而

30、變化的電阻，國外稱為壓電電阻器。所謂壓力電阻效應(yīng)即半導(dǎo)體材料的電阻率隨機械應(yīng)力的變化而變化的效應(yīng)?？芍瞥筛鞣N力矩計，半導(dǎo)體話筒，壓力傳感器等。主要品種有硅力敏電阻器，硒碲合金力敏電阻器，相對而言，合金電阻器具有更高靈敏度。 7.6、熱敏電阻 熱敏電阻是敏感元件的一類,其電阻值會隨著熱敏電阻本體溫度的變化呈現(xiàn)出階躍性的變化,具有半導(dǎo)體特性. 熱敏電阻按照溫度系數(shù)的不同分為: 正溫度系數(shù)熱敏電阻(簡稱PTC熱敏電阻) 負溫度系數(shù)熱敏電阻(簡稱NTC熱敏電阻) 正溫度熱敏電阻(PTC Thermistor) PTC是Positive Temperature Coeffic

31、ient 的縮寫,意思是正的溫度系數(shù),泛指正溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件.通常我們提到的PTC是指正溫度系數(shù)熱敏電阻,簡稱PTC熱敏電阻. PTC熱敏電阻是一種典型具有溫度敏感性的半導(dǎo)體電阻,超過一定的溫度(居里溫度)時, 它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的增高. PTC熱敏電阻根據(jù)其材質(zhì)的不同分為: 陶瓷PTC熱敏電阻 有機高分子PTC熱敏電阻 目前大量被使用的PTC熱敏電阻種類: 恒溫加熱用PTC熱敏電阻 過流保護用PTC熱敏電阻 空氣加熱用PTC熱敏電阻 延時啟動用PTC熱敏電阻 傳 感 器用PTC熱敏電阻 自動消磁用PTC熱敏電阻

32、 一般情況下,有機高分子PTC熱敏電阻適合過流保護用途,陶瓷PTC熱敏電阻可適用于以上所列各種用途. 負溫度熱敏電阻(NTC Thermistor) NTC是Negative Temperature Coefficient 的縮寫,意思是負的溫度系數(shù),泛指負溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件.通常我們提到的NTC是指負溫度系數(shù)熱敏電阻,簡稱NTC熱敏電阻. NTC熱敏電阻是一種典型具有溫度敏感性的半導(dǎo)體電阻,它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的減小. NTC熱敏電阻是以錳、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(dǎo)體性質(zhì)，因為在導(dǎo)電方式上完

33、全類似鍺、硅等半導(dǎo)體材料.溫度低時，這些氧化物材料的載流子（電子和孔穴）數(shù)目少，所以其電阻值較高；隨著溫度的升高，載流子數(shù)目增加，所以電阻值降低. NTC熱敏電阻根據(jù)其用途的不同分為: 功率型NTC熱敏電阻 補償型NTC熱敏電阻 測溫型NTC熱敏電阻 NTC熱敏電阻器給許多溫度測量與控制設(shè)備提供實用的，低成本的解決方案，適用于-55 ℃到+300 ℃的溫度范圍內(nèi)。 MF58型玻殼精密型 MF58型熱敏電阻器采用陶瓷工藝與半導(dǎo)體工藝相結(jié)合的工藝技術(shù)制作而成，為兩端軸向引出線玻璃封裝結(jié)構(gòu)。 MF52 E型珠狀精密型 MF52 E型熱敏電阻器是采用新材料、新工藝生產(chǎn)的小體

34、積的環(huán)氧樹脂包封型NTC熱敏電阻器，具有高精度和快速反應(yīng)等優(yōu)點。 主要參數(shù) 額定零功率電阻值R25 (Ω) R25允許偏差（%） B值(25/50 ℃)/（K） B值允許偏差（%） 耗散系數(shù) ≥2.0mW/ ℃ 熱時間常數(shù) ≤7S 額定功率 ≤50mW 工作溫度范圍: -55 ~+300 ℃ 應(yīng)用原理及實例 溫度測量（惠斯登電橋電路） 溫度控制 為了避免電子電路中在開機瞬間產(chǎn)生的浪涌電流，在電源電路中串接一個功率型NTC熱敏電阻，能有效的抑制開機時的浪涌電流，并在完成浪涌電流抑制作用后，由于通過其電流的持續(xù)作用，功率型熱敏電阻的阻值將下降的一個非常

35、小的程度，它消耗的功率可以忽略不計，不會對正常的工作電流造成影響，所以在電源回路中使用功率型NTC熱敏電阻，是抑制開機浪涌電流保護電子設(shè)備免遭破壞的最為簡便而有效的措施。 功率型NTC熱敏電阻器的選用原則 1.電阻器的最大工作電流〉實際電源回路的工作電流 2.功率型電阻器的標稱電阻值 R≥1.414*E/Im 式中 E為線路電壓 Im為浪涌電流 對于轉(zhuǎn)換電源，逆變電源，開關(guān)電源，UPS電源， Im=100倍工作電流 對于燈絲，加熱器等回路 Im=30倍工作電流 3.B值越大，殘余電阻越小，工作時溫升越小 4.一般說，時間常數(shù)與耗散系數(shù)的乘積越大，則表示電阻

36、器的熱容量越大，電阻器抑制浪涌電流的能力也越強。 下圖為使用MF72熱敏電阻前后浪涌電流得比較曲線圖，虛線為使用熱敏電阻前，實線為使用熱敏電阻后。 下圖為MF72-3D25的R-T阻溫特性曲線 NTC負溫度系數(shù)熱敏電阻專業(yè)術(shù)語 零功率電阻值 RT（Ω） RT指在規(guī)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(guān)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

37、。 T ：規(guī)定溫度（ K ）。 B ： NTC 熱敏電阻的材料常數(shù)，又叫熱敏指數(shù)。 exp ：以自然數(shù) e 為底的指數(shù)（ e = 2.71828 …）。 該關(guān)系式是經(jīng)驗公式，只在額定溫度 TN 或額定電阻阻值 RN 的有限范圍內(nèi)才具有一定的精確度，因為材料常數(shù) B 本身也是溫度 T 的函數(shù)。 額定零功率電阻值 R25 （Ω） 根據(jù)國標規(guī)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。 最大穩(wěn)態(tài)電流 在環(huán)境溫度為25℃時允許施加在熱敏電

38、阻器上的最大連續(xù)電流。 25℃下最大電流時近似電阻值 （Ω） 25℃下最大電流時近似電阻值就是在環(huán)境溫度25℃時，對熱敏電阻施加允許的最大連續(xù)電流時，熱敏電阻剩余的阻值，亦稱最大殘余電阻值。 材料常數(shù)（熱敏指數(shù)） B 值（ K ） B 值被定義為： 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(shù)（αT ） 在規(guī)定溫度下， NTC 熱敏電阻零動功率電阻

39、值的相對變化與引起該變化的溫度變化值之比值。 αT ：溫度 T （ K ）時的零功率電阻溫度系數(shù)。 RT ：溫度 T （ K ）時的零功率電阻值。 T ：溫度（ T ）。 B ：材料常數(shù)。 耗散系數(shù)（δ） 在規(guī)定環(huán)境溫度下， NTC 熱敏電阻耗散系數(shù)是電阻中耗散的功率變化與電阻體相應(yīng)的溫度變化之比值。 δ： NTC 熱敏電阻耗散系數(shù)，（ 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(yīng)的溫度變化（ K ）。 熱時間常數(shù)(τ) 在零功率條件下，當溫度突變時，熱敏電阻

40、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(shù)與 NTC 熱敏電阻的熱容量成正比，與其耗散系數(shù)成反比。 τ：熱時間常數(shù)（ S ）。 C： NTC 熱敏電阻的熱容量。 δ： NTC 熱敏電阻的耗散系數(shù)。 額定功率Pn 在規(guī)定的技術(shù)條件下，熱敏電阻器長期連續(xù)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(guī)定的技術(shù)條件下，熱敏電阻器能長期連續(xù)工作所允許的最高溫度。即: T0-環(huán)境溫度。 測量功率Pm 熱敏電阻在規(guī)定的環(huán)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

41、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： 熱敏電阻(NTC)的基本參數(shù)及其應(yīng)用(圖) 　　1 NTC的術(shù)語及主要參數(shù) 　　在家電開發(fā)研制領(lǐng)域里，工程人員在運用熱敏電阻的過程中，有時對一些主要參數(shù)的細節(jié)產(chǎn)生歧義，原因之一是某些參數(shù)的定義和內(nèi)容缺乏統(tǒng)一的標準和規(guī)范。隨著國家標準《直熱式負溫度系數(shù)熱敏電阻器（第一部分：總規(guī)范）》GB/T6663.1-2007/IEC60539-1:2002（以下簡稱“國標”）的實施（07年9月1日），情況開始有所改變。國內(nèi)熱敏電阻器生產(chǎn)家都應(yīng)當按照“國標”標注熱敏電阻的參數(shù)，使用者也可以根據(jù)“國標”向廠家索取熱敏

42、電阻的參數(shù)。 　　熱敏電阻器是一種隨（感應(yīng)）溫度的變化其電阻值呈顯著變化的熱敏感半導(dǎo)體元件。溫度升高時阻值下降的熱敏電阻器，稱為負溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）。家電領(lǐng)域里大量使用的是NTC。 　　自熱:當我們對NTC進行測量和運用時總會通過一定量的電流，這一電流使NTC自身產(chǎn)生熱量。NTC的自熱會導(dǎo)致其阻值下降，在測量及應(yīng)用過程中出現(xiàn)動態(tài)變化，所以控制自熱是運用NTC的關(guān)鍵。當NTC用于溫度測量時，應(yīng)當盡量避免自熱；當NTC用于液位或風(fēng)速測量時，則需要利用自熱。 　　零功率電阻：定義見“國標”（2.2.18）。零功率電阻是熱電阻器最基本的參數(shù)，廠家給出的熱敏電阻器的阻值都屬于零功率，，但

43、“零功率”一詞容易使人費解（因為物理含義上的零功率檢測是不存在的），所以，理解它的工程含義是定義中后一句的內(nèi)容“……自熱導(dǎo)致的電阻值變化相對于總的測量誤差可以忽略不計”。通常，對NTC的零功率測量是在恒溫槽中進行，影響總的測量誤差有二個主要因素：一是通過NTC的電流，一是恒溫槽精度。一般說來，減少通過NTC的電流的方法比較多，一旦電流下降到一定程度，影響總誤差的往往是恒溫槽的精度。 　　環(huán)境溫度變化引起的熱時間常數(shù)（τa）：一般情況下，NTC在穩(wěn)定的室溫條件下,迅速進入設(shè)定（和要求介質(zhì)）的溫度環(huán)境內(nèi)，測量其溫度上升規(guī)定幅度T?所需要的時間。溫度T?的上升幅度為室溫Ta至設(shè)定溫度Tb差值的63

44、.2%所需的時間。τa反映NTC在測量溫度時的響應(yīng)速度。 　　耗散系數(shù)（δ）：使NTC的溫度上升1K所消耗的功率稱為耗散系數(shù)?！皣鴺恕?.10.2給出的δ計算方法如下： 　　δ=U THI TH /（T b- T a） W /℃ 　　式中： U TH為NTC的端電壓； I TH 為流過NTC的電流；T b為自熱穩(wěn)定溫度；T a 為室內(nèi)溫度。 　　可見，NTC溫度的上升指的是自熱溫度。從另外一個角度看，自熱造成的溫升可以利用δ計算出來。 　　例如：已知δ為0.1 W /℃，測量U THI TH為0.5 W，則： 　?。═ b- T a）=U THI TH /δ ℃=0.5 /0.1

45、℃=5 ℃ 　　自熱使NTC高于環(huán)境溫度5℃。 　　2 影響測量溫度的參數(shù) 　　NTC 　　具有價格低廉、阻值隨溫度變化顯著的特點，而廣泛用于溫度測量。通常采用一只精密電阻與NTC串聯(lián)（見圖1），NTC阻值的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷鹤兓苯舆M入比較電路或單片機的A/D的輸入接口，不必經(jīng)過放大處理，電路構(gòu)成極為簡單。運用NTC時除了選擇合適的R值和B值之外，還應(yīng)當考慮到測量速度和精度。 　　選擇合適的τa：τa值直接反映NTC測量溫度的響應(yīng)速度，但不是越小越好，確定τa值需要比較與權(quán)衡。因為τa值與它的封裝尺寸有關(guān)，NTC的封裝尺寸小，則τa值小，機械強度低；封裝尺寸大，則τa值大，機械強度高。

46、 　　確定電流范圍：可根據(jù)廠家提供的非自熱最大功率或利用耗散系數(shù)來確定工作電流的范圍。、 　　然而，需要引起注意的是不少廠家提供的δ值是NTC二次封裝之前參數(shù)，但采用這個δ參數(shù)確定的電流雖然不會產(chǎn)生自熱，但是過于保守，影響選擇參數(shù)的寬松度，因為二次封裝之后的非自熱最大功率已經(jīng)提高。利用耗散系數(shù)確定電流范圍的方法是先確定NTC精度，再確定允許的自熱功耗。例如，NTC的精度為0.1℃，則自熱溫度不超過0.1℃就能夠滿足精度要求，也就是說，小于0.1δ的功率為不產(chǎn)生自熱的功率。 　　其它需要注意的因素：①NTC二次封裝之后，τa的參數(shù)值較封裝之前增大了。②同一型號、規(guī)格的NTC在不同介質(zhì)

47、中，其δ、τa等參數(shù)值相差很大，需注意參數(shù)的介質(zhì)。③在流動的空氣中，NTC略為產(chǎn)生一點自熱對精度的影響不大。④NTC感溫頭不能觸碰非探測物體，例如，在家用空調(diào)器里，翅片前面測量室溫的感溫頭不能觸碰到翅片。 　　3 自熱及耗散系數(shù)的特性 　　測量耗散系數(shù)δ時，“國標”要求在靜止的空氣中進行。通常是在規(guī)定容器的玻璃框罩內(nèi)進行測量。當我們做實驗時可以觀察到一些現(xiàn)象，在一個空氣相對穩(wěn)定（感覺不到流動的空氣）的室內(nèi)，玻璃框內(nèi)的溫度與室溫一致。先測量零功率電阻值，當摘掉玻璃框罩后，電阻值未發(fā)生變化；然后測量耗散系數(shù)，當自熱達到熱平衡時，即通過NTC的電流和它的端電壓呈穩(wěn)定狀態(tài)，當摘掉玻璃框罩后，電流或

48、端電壓出現(xiàn)波動，失去穩(wěn)定狀態(tài)。說明室內(nèi)微弱的同溫度氣流影響了耗散系數(shù)，而未影響零功率電阻值。顯然，NTC產(chǎn)生自熱之后出現(xiàn)對流動空氣的敏感反映，這是一個可以利用的特性。 　　4液位測量原理 　　氣體和液體是明顯不同的介質(zhì)，運用NTC在對它們進行測量時，如果可以分辨出這兩種介質(zhì)，就解決了液位測量的問題。NTC在非自熱狀態(tài)也就是零功率狀態(tài)下測量溫度時，是無法根據(jù)測量結(jié)果判斷被測對象的是什么介質(zhì)。當NTC處于自熱狀態(tài)時，在介質(zhì)溫度相同的情況下，NTC在不同的介質(zhì)中耗散系數(shù)（δ）是不同的，當NTC被置于不同的介質(zhì)中時，相同電氣條件下會出現(xiàn)不同的電性能反映，這是測量液位的基本依據(jù)。 　　以相同溫度的

49、水和空氣為例，在同一電氣條件下，例如給NTC提供一個恒定電流（見圖2），使其在空氣中產(chǎn)生自熱，熱平衡之后NTC兩端電壓相對穩(wěn)定，接著，將它放入水中，兩端電壓上升。因為NTC從空氣中進入水中后，溫度下降，導(dǎo)致阻值上升，端電壓升高。水的熱容量是空氣的2.5倍，NTC在水中的自熱溫度要達到與空氣一樣的自熱溫度需要2.5倍的功率。 　　在實際的液位測量中，水和空氣的溫度往往不一致，當空氣溫度偏低，而水溫偏高時，根據(jù)電壓值的大小則無法判斷NTC是在水中還是在空氣中。然而，對于一個溫度點而言，NTC在水中和空氣中分別有個兩電壓值，換言之，當我們知道一個溫度點，同時又預(yù)先知道這個溫度點上水和空氣分別的電壓

50、值，就可以根據(jù)所測量到的電壓值判斷NTC是在水中還是在空氣中。也就是說，測量液位的過程中還必須同時測量溫度，而一般情況下，NTC在自熱狀態(tài)下不能測量溫度，這就需要增加一個測量溫度的NTC。利用兩只NTC，一只處于非自熱狀態(tài)，另一只處于自熱狀態(tài)，經(jīng)過電子電路的處理就可以對水位進行測量了。同理，其它氣體和液體介質(zhì)的液位測量的問題都可以得到解決。 　　需要指出，設(shè)計液位測量電路需要完成一些基礎(chǔ)性的工作，原因是不同電路的NTC所處于的自熱狀態(tài)不一定一樣，需要通過試驗或計算獲取測量溫度范圍內(nèi)每個溫度點上兩種介質(zhì)的電氣參數(shù)，為兩個對應(yīng)系列。通常，先明定測量方案，再確定電路，然后根據(jù)電路要求測量或計算出每

51、個溫度條件下兩種介質(zhì)的數(shù)據(jù)。有時模擬電路需要繪制出NTC在兩種介質(zhì)的溫度電壓曲線（同一溫度參照系中的曲線），而數(shù)字及單片機電路需要對兩種介質(zhì)的電氣參數(shù)列表。 　　5風(fēng)速測量原理 　　根據(jù)上述對耗散系數(shù)δ測量的描述，NTC處于自熱狀態(tài)中對空氣流動表現(xiàn)的敏感性，表明它具有測量風(fēng)速的潛力。在同一溫度和電氣條件下，例如在穩(wěn)定的室溫環(huán)境下，給NTC提供一個產(chǎn)生自熱的恒定電流（見圖二）。首先將NTC置于靜止空氣中，此時端電壓最小，然后將風(fēng)速由小到大逐漸增加，相應(yīng)地，端電壓逐漸升高。因為流動的空氣使NTC的自熱溫度下降，阻值增加，空氣流速越大，溫度下降越明顯，阻值增加更顯著，反過來，當我們知道NTC自熱

52、下降的程度（端電壓值的大小）就可以知道風(fēng)速的大小，這就是NTC測量風(fēng)速的基本原理。 　　實際測量時空氣的溫度是不同的，因為空氣溫度的下降也會導(dǎo)致自熱溫度的下降，所以測量風(fēng)速的時候同時要測量空氣溫度。一旦知道空氣溫度，同時又知道在這一溫度條件下隨風(fēng)速增加而自熱溫度下降的參數(shù)（端電壓值的大?。?，經(jīng)過對這兩個數(shù)據(jù)的處理就就可以完成對風(fēng)速的測量。 　　與液位測量一樣，風(fēng)速測量也要完成一些基礎(chǔ)工作。不過，風(fēng)速測量的基礎(chǔ)或計算工作量比液位測量要多許多倍，液位測量只需獲取兩種介質(zhì)不同溫度下的參數(shù)，也就是兩組數(shù)據(jù)，而風(fēng)速測量必需獲取測量（風(fēng)速、溫度）范圍內(nèi)的每個溫度點上不同風(fēng)速的數(shù)據(jù)，為一個族系列。 　

53、　6其他的應(yīng)用 　　NTC 　　除了用于溫度測量之外，測量液位和風(fēng)速也有許多可比優(yōu)勢，具有取代其它測量及控制方式的潛力。 　　關(guān)于NTC在水位測量上的一個應(yīng)用實例見《家電科技》雜志2008年第21期中有詳細介紹，（在此不再贅述）。其它象熱水壺、咖啡壺、加濕器等家電的缺水報警都可以考慮采用NTC的液位測量技術(shù)。 　　NTC 　　還可以廣泛應(yīng)在測量風(fēng)速及風(fēng)量的場所，特點是不僅價格低廉，而且電路結(jié)構(gòu)極為簡單。例如：①家用空調(diào)器的過濾網(wǎng)除塵提示。安裝在出風(fēng)口的NTC檢測風(fēng)速，當檢測到的風(fēng)速與風(fēng)量擋位的風(fēng)速相比降低到了規(guī)定的幅度，提示用戶清潔過濾網(wǎng)；②同樣的思路也可以實現(xiàn)吸塵器的除塵提示；③燃

54、氣熱水器的排風(fēng)監(jiān)測。當NTC檢測到排風(fēng)停止（或被堵）的故障時，切斷氣源及報警；④冷氣計量，對集中冷氣供應(yīng)系統(tǒng)進行單獨計量，出風(fēng)口安裝的NTC計量風(fēng)速（再考慮風(fēng)口面積、平均風(fēng)速等因素），能夠?qū)崿F(xiàn)集中供冷分別計費。 NTC熱敏電阻是指具有負溫度系數(shù)的熱敏電阻。是使用單一高純度材料、具有 接近理論密度結(jié)構(gòu)的高性能陶瓷。因此，在實現(xiàn)小型化的同時，還具有電阻值、 溫度特性波動小、對各種溫度變化響應(yīng)快的特點，可進行高靈敏度、高精度的 檢測。本公司提供各種形狀、特性的小型、高可靠性產(chǎn)品，可滿足廣大客戶的 應(yīng)用需求。 NTC負溫度系數(shù)熱敏電阻工作原理 NTC是Negative Temp

55、erature Coefficient 的縮寫,意思是負的溫度系數(shù),泛指負溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件，所謂NTC熱敏電阻器就是負溫度系數(shù)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(dǎo)體性質(zhì)，因為在導(dǎo)電方式上完全類似鍺、硅等半導(dǎo)體材料。溫度低時，這些氧化物材料的載流子（電子和孔穴）數(shù)目少，所以其電阻值較高；隨著溫度的升高，載流子數(shù)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(shù)-2%~-6.5%。NTC熱敏電阻器可廣泛應(yīng)用于溫度測量、溫度補償、抑制浪涌電流等場合。 NTC負

56、溫度系數(shù)熱敏電阻專業(yè)術(shù)語 零功率電阻值 RT（Ω） RT指在規(guī)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(guān)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(guī)定溫度（ K ）。 B ： NTC 熱敏電阻的材料常數(shù)，又叫熱敏指數(shù)。 exp ：以自然數(shù) e 為底的指數(shù)（ e = 2.71828 …）。 該關(guān)系式是經(jīng)驗公式，只在額定溫度 TN 或額定電阻

57、阻值 RN 的有限范圍內(nèi)才具有一定的精確度，因為材料常數(shù) B 本身也是溫度 T 的函數(shù)。 額定零功率電阻值 R25 （Ω） 根據(jù)國標規(guī)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(shù)（熱敏指數(shù)） B 值（ K ） B 值被定義為： 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

58、般在 2000K ～ 6000K 之間。 零功率電阻溫度系數(shù)（αT ） 在規(guī)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。 αT ：溫度 T （ K ）時的零功率電阻溫度系數(shù)。 RT ：溫度 T （ K ）時的零功率電阻值。 T ：溫度（ T ）。 B ：材料常數(shù)。 耗散系數(shù)（δ） 在規(guī)定環(huán)境溫度下， NTC 熱敏電阻耗散系數(shù)是電阻中耗散的功率變化與電阻體相應(yīng)的溫度變化之比值。 δ： NTC 熱敏電阻耗散系數(shù)，（ mW/ K ）。 △ P ： NTC 熱敏電阻消耗的功率（ mW ）。 △ T ： NTC 熱敏

59、電阻消耗功率△ P 時，電阻體相應(yīng)的溫度變化（ K ）。 熱時間常數(shù)(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(shù)與 NTC 熱敏電阻的熱容量成正比，與其耗散系數(shù)成反比。 τ：熱時間常數(shù)（ S ）。 C： NTC 熱敏電阻的熱容量。 δ： NTC 熱敏電阻的耗散系數(shù)。 額定功率Pn 在規(guī)定的技術(shù)條件下，熱敏電阻器長期連續(xù)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(guī)定的技術(shù)條件下，熱敏電阻器能長期連續(xù)工作所允許的最高溫度。即: T0-環(huán)境溫

60、度。 測量功率Pm 熱敏電阻在規(guī)定的環(huán)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： 電阻溫度特性 NTC熱敏電阻的溫度特性可用下式近似表示： 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(guān)的系數(shù)?！? B：B值。 T：溫度（k）。 更精確的表達式為： 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(shù)。 熱敏電阻的基本特性 電阻－溫度特性 熱敏

61、電阻的電阻－溫度特性可近似地用式1表示。 (式1) R=Ro exp {B(I/T-I/To)} R : 溫度T(K)時的電阻值 Ro : 溫度T0(K)時的電阻值 B : B 值 *T(K)= t(C)+273.15 但實際上，熱敏電阻的B值并非是恒定的，其變化大小因材料構(gòu)成而異，最大甚至可達5K/C。因此在較大的溫度范圍內(nèi)應(yīng)用式1時，將與實測值之間存在一定誤差。 此處，若將式1中的B值用式2所示的作為溫度的函數(shù)計算時，則可降低與實測值之間的誤差，可認為近似相等。 (式2) BT=CT2+DT+E 上式中，C、D、E為常數(shù)。 另外，因生產(chǎn)條件不同

62、造成的B值的波動會引起常數(shù)E發(fā)生變化，但常數(shù)C、D 不變。因此，在探討B(tài)值的波動量時，只需考慮常數(shù)E即可。 ? 常數(shù)C、D、E的計算 常數(shù)C、D、E可由4點的(溫度、電阻值)數(shù)據(jù) (T0, R0). (T1, R1). (T2, R2) and (T3, R3)，通過式3～6計算。 首先由式樣3根據(jù)T0和T1,T2,T3的電阻值求出B1,B2,B3,然后代入以下各式樣。 ? 電阻值計算例 試根據(jù)電阻－溫度特性表，求25C時的電阻值為5(kΩ)，B值偏差為50(K)的熱敏電阻在10C～30C的電阻值。 ? 步 驟 (1) 根據(jù)電阻－溫度特性表，求常數(shù)C、D

63、、E。 To=25+273.15T1=10+273.15T2=20+273.15T3=30+273.15 (2) 代入BT=CT2+DT+E+50，求BT。 (3) 將數(shù)值代入R=5exp {(BTI/T-I/298.15)}，求R。 *T : 10+273.15～30+273.15 ? 電阻－溫度特性圖如圖1所示 電阻溫度系數(shù) 所謂電阻溫度系數(shù)(α)，是指在任意溫度下溫度變化1C(K)時的零負載電阻變化率。電阻溫度系數(shù)(α)與B值的關(guān)系，可將式1微分得到。 這里α前的負號(－)，表示當溫度上升時零負載電阻降低。 散熱系數(shù) (JIS-C2570)

64、散熱系數(shù)(δ)是指在熱平衡狀態(tài)下，熱敏電阻元件通過自身發(fā)熱使其溫度上升1C時所需的功率。 在熱平衡狀態(tài)下，熱敏電阻的溫度T1、環(huán)境溫度T2及消耗功率P之間關(guān)系如下式所示。 產(chǎn)品目錄記載值為下列測定條件下的典型值。 (1) 25C靜止空氣中。 (2) 軸向引腳、經(jīng)向引腳型在出廠狀態(tài)下測定。 額定功率(JIS-C2570) 在額定環(huán)境溫度下，可連續(xù)負載運行的功率最大值。 產(chǎn)品目錄記載值是以25C為額定環(huán)境溫度、由下式計算出的值。 (式) 額定功率=散熱系數(shù)（最高使用溫度－25） 最大運行功率 最大運行功率=t散熱系數(shù) … (3.3) 這是使用熱敏

65、電阻進行溫度檢測或溫度補償時，自身發(fā)熱產(chǎn)生的溫度上升容許值所對應(yīng)功率。(JIS中未定義。)容許溫度上升tC時，最大運行功率可由下式計算。 應(yīng)環(huán)境溫度變化的熱響應(yīng)時間常數(shù)(JIS-C2570) 指在零負載狀態(tài)下，當熱敏電阻的環(huán)境溫度發(fā)生急劇變化時，熱敏電阻元件產(chǎn)生最初溫度與最終溫度兩者溫度差的63.2%的溫度變化所需的時間。 熱敏電阻的環(huán)境溫度從T1變?yōu)門2時，經(jīng)過時間t與熱敏電阻的溫度T之間存在以下關(guān)系。 T= (T1-T2)exp(-t/τ)+T2......(3.1) (T2-T1){1-exp(-t/τ)}+T1.....(3.2) 常數(shù)τ稱熱響應(yīng)時間常數(shù)。 上式中，若令t=τ時，則(T-T1)/(T2-T1)=0.632。 換言之，如上面的定義所述，熱敏電阻產(chǎn)生初始溫度差63.2%的溫度變化所需的時間即為熱響應(yīng)時間常數(shù)。 經(jīng)過時間與熱敏電阻溫度變化率的關(guān)系如下表所示。 產(chǎn)品目錄記錄值為下列測定條件下的典型值。 (1) 靜止空氣中環(huán)境溫度從50C至25C變化時，熱敏電阻的溫度變化至34.2C所需時間。 (2) 軸向引腳、徑向引腳型在出廠狀態(tài)下測定。 另外應(yīng)注意，散熱系數(shù)、熱響應(yīng)時間常數(shù)隨環(huán)境溫度、組裝條件而變化。 NTC負溫度系數(shù)熱敏電阻R-T特性