NTC熱敏電阻

NTC熱敏電阻

NTC是Negative Temperature Coefficient 的縮寫,意思是負的溫度係數,泛指負溫度係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係數熱敏電阻器。NTC是指隨溫度上升電阻呈指數關係減小、具有負溫度係數的熱敏電阻現象和材料。

工作原理

NTC負溫度係數熱敏電阻工作原理

NTC是NegativeTemperatureCoefficient的縮寫,意思是負的溫度係數,泛指負溫度係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係數熱敏電阻器。它是以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料,採用陶瓷工藝製造而成的。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、矽等半導體材料。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範圍在10O~1000000歐姆,溫度係數-2%~-6.5%。NTC熱敏電阻器可NTC熱敏電阻器廣泛用於測溫、控溫、溫度補償等方面.

NTC負溫度係數熱敏電阻構成

NTC(NegativeTemperatureCoeff1Cient)是指隨溫度上升電阻呈指數關係減小、具有負溫度係數的熱敏電阻現象和材料.該材料是利用錳、銅、矽、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、燒結等工藝而成的半導體陶瓷,可製成具有負溫度係數(NTC)的熱敏電阻.其電阻率和材料常數隨材料成分比例、燒結氣氛、燒結溫度和結構狀態不同而變化.現在還出現了以碳化矽、硒化錫、氮化鉭等為代表的非氧化物系NTC熱敏電阻材料.

NTC熱敏半導瓷大多是尖晶石結構或其他結構的氧化物陶瓷,具有負的溫度係數,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.陶瓷晶粒本身由於溫度變化而使電阻率發生變化,這是由半導體特性決定的.

NTC負溫度係數熱敏電阻歷史

NTC熱敏電阻器的發展經歷了漫長的階段.1834年,科學家首次發現了硫化銀有負溫度係數的特性.1930年,科學家發現氧化亞銅-氧化銅也具有負溫度係數的性能,並將之成功地運用在航空儀器的溫度補償電路中.隨後,由於電晶體技術的不斷發展,熱敏電阻器的研究取得重大進展.1960年研製出了NTC熱敏電阻器.

NTC負溫度係數熱敏電阻溫度範圍

它的測量範圍一般為-10~+300℃,也可做到-200~+10℃,甚至可用於+300~+1200℃環境中作測溫用。負溫度係數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.它不僅適用於糧倉測溫儀,同時也可套用於食品儲存、醫藥衛生、科學種田、海洋、深井、高空、冰川等方面的溫度測量.

專業術語

功率電阻溫度係數(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。
αT:溫度T(K)時的零功率電阻溫度係數。
RT:溫度T(K)時的零功率電阻值。
T:溫度(T)。
B:材料常數。
耗散係數(δ)
在規定環境溫度下,NTC熱敏電阻耗散係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。
δ:NTC熱敏電阻耗散係數,(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,與其耗散係數成反比。
τ:熱時間常數(S)。
C:NTC熱敏電阻的熱容量。
δ:NTC熱敏電阻的耗散係數。
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: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於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於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的係數。
 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。NTC負溫度係數熱敏電阻R-T特性B值相同,阻值不同的R-T特性曲線示意圖相同阻值,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
環氧封裝系列NTC熱敏電阻
玻璃封裝系列NTC熱敏電阻

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套用電路原理圖
溫度測量(惠斯登電橋電路)
溫度控制
套用設計
電子溫度計、電子萬年曆、電子鐘溫度顯示、電子禮品;
冷暖設備、加熱恆溫電器;
汽車電子溫度測控電路
溫度感測器、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。

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