熱明電阻傳感器2有用 重要

熱敏電阻溫度傳感器姓名：蘇衍保，倪希同班級：14級控制理論與控制工程3班學院：電氣與自動化工程學院目錄1）發(fā)展現(xiàn)狀2）機理3）特性4）信號調理5）措施6）主要應用7）思路初識熱敏電阻傳感器篇5

熱敏電阻是利用某種半導體材料的電阻率隨溫度變化而變化的性質制成的。

在溫度傳感器中應用最多的有熱電偶、熱電阻（如鉑、銅電阻溫度計等）和熱敏電阻。熱敏電阻發(fā)展最為迅速，由于其性能得到不斷改進，穩(wěn)定性已大為提高，在許多場合下（-40～＋350℃）熱敏電阻已逐漸取代傳統(tǒng)的溫度傳感器。主要講述熱敏電阻的特點、分類，基本參數(shù)，主要特性和應用等。

一、熱敏電阻溫度傳感器概論（一）熱敏電阻的特點1．電阻溫度系數(shù)的范圍甚寬2．材料加工容易、性能好3．阻值在1Ω～10MΩ之間可供自由選擇4．穩(wěn)定性好5．原料資源豐富，價格低廉

二、熱敏電阻的特點與分類在工作范圍內，按陶瓷半導體的電阻與溫度

的特性關系，熱敏電阻可以分成三種類型

1．正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）PositiveTemperatureCoefficient

2．負溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）NegativeTemperatureCoefficient

3．突變型負溫度系數(shù)熱敏電阻器（CTR）

ChopTemperatureResistor

（二）熱敏電阻的分類

走進熱敏電阻傳感器的世界篇

——熱敏電阻的特性一熱敏電阻器的電阻——溫度特性（RT—T）

溫度T/oC熱敏電阻的電阻--溫度特性曲線1-NTC；2-CTR；

3PTCρT—T與RT—T特性曲線一致。RT、RT0——溫度為T、T0時熱敏電阻器的電阻值；

BN——NTC熱敏電阻的材料常數(shù)。由測試結果表明，不管是由氧化物材料，還是由單晶體材料制成的NTC熱敏電阻器，在不太寬的溫度范圍（小于450℃），都能利用該式，它僅是一個經(jīng)驗公式。1負電阻溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻器的溫度特性NTC的電阻—溫度關系的一般數(shù)學表達式為：為了使用方便，常取環(huán)境溫度為25℃作為參考溫度（即T0=25℃），則NTC熱敏電阻器的電阻—溫度關系式：02550751001250.511.522.533.5(25oC,1)RT/RT0--T特性曲線RT/R25T/℃2.正電阻溫度系數(shù)（PTC）熱敏電阻器的電阻—溫度特性其特性是利用正溫度熱敏材料，在居里點附近結構發(fā)生相變引起導電率突變來取得的，典型特性曲線如圖104103102100100200PTC熱敏電阻器的電阻—溫度曲線T/oC電阻/ΩTp1Tp2

經(jīng)實驗證實：在工作溫度范圍內，正溫度系數(shù)熱敏電阻器的電阻—溫度特性可近似用下面的實驗公式表示：式中RT、RT0——溫度分別為T、T0時的電阻值；

BP——正溫度系數(shù)熱敏電阻器的材料常數(shù)。若對上式取對數(shù)，則得：以lnRT、T分別作為縱坐標和橫坐標，得到下圖。

）可見：正溫度系數(shù)熱敏電阻器的電阻溫度系數(shù)αtp

，正好等于它的材料常數(shù)BP的值。lnRr1lnRr2BPβmRBP=tgβ=mR/mrT1T2lnRr0mrlnRT~T表示的PTC熱敏電阻器電阻—溫度曲線lnRrT若對上式微分，可得PTC熱敏電阻的電阻溫度系數(shù)αtp(NTC)電阻網(wǎng)絡（線性化網(wǎng)絡）：精密電阻與熱敏電阻串、并聯(lián)二、熱敏電阻的線性化處理A①串聯(lián)法ATR②并聯(lián)法TRαβ

abcdUmU0I0ImU/VI/mANTC熱敏電阻的靜態(tài)伏安特性（二）熱敏電阻器的伏安特性（U—I）表示加在其兩端的電壓和通過的電流，在熱敏電阻器和周圍介質熱平衡（即加在元件上的電功率和耗散功率相等）時的互相關系。1.負溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻器的伏安特性該曲線是在環(huán)境溫度為T0時的靜態(tài)介質中測出的靜態(tài)U—I曲線.熱敏電阻的端電壓UT和通過它的電流I有如下關系：T0——環(huán)境溫度；△T——熱敏電阻的溫升。

104103102101105Um10110210310010-1ImPTC熱敏電阻器的靜態(tài)伏安特性2．正溫度系數(shù)（PTC）熱敏電阻器的伏安特性（三）功率-溫度特性（PT—T）描述熱敏電阻器的電阻體與外加功率之間的關系,與電阻器所處的環(huán)境溫度、介質種類和狀態(tài)等相關。（四）熱敏電阻器的動態(tài)特性熱敏電阻器的電阻值的變化完全是由熱現(xiàn)象引起的。因此，它的變化必然有時間上的滯后現(xiàn)象。這種電阻值隨時間變化的特性，叫做熱敏電阻器的動態(tài)特性。動態(tài)特性種類：周圍溫度變化所引起的加熱特性；周圍溫度變化所引起的冷卻特性；熱敏電阻器通電加熱所引起的自熱特性。當熱敏電阻器由溫度T0增加到TU時，其電阻值RTr隨時間t的變化規(guī)律為：

式中RTt——時間為t時，熱敏電阻的阻值；

T0——環(huán)境溫度；Tu——介質溫度(Tu>T0);RTa——溫度Ta時,熱敏電阻器的電阻值；

t——時間。當熱敏電阻由溫度Tu冷卻T0時，其電阻值RTt與時間的關系為：參

數(shù)單

位定

義標稱阻值RH（冷電阻）Ω(25±0.2)℃時測得的阻值。溫度系數(shù)αt1/℃20℃時的電阻溫度系數(shù)。散熱系數(shù)H（耗散系數(shù)）W/℃自身發(fā)熱使溫度比環(huán)境溫度高出1℃所需要的功率。時間常數(shù)τ秒（s）從溫度t0的介質移入溫度為t的介質中，溫度升高Δt=0.632(t-t0)所需時間。熱敏電阻的主要參數(shù)熱敏電阻器的應用篇伏安特性的位置在儀器儀表中的應用

U

m

的左邊溫度計、溫度差計、溫度補償、微小溫度檢測、溫度報警、溫度繼電器、濕度計、分子量測定、水分計、熱計、紅外探測器、熱傳導測定、比熱測定U

m的附近液位測定、液位檢測U

m的右邊流速計、流量計、氣體分析儀、真空計、熱導分析旁熱型熱敏電阻器風速計、液面計、真空計1、檢測和電路用的熱敏電阻器

（U

m—峰值電壓）檢測用的熱敏電阻在儀表中的應用

電路元件熱敏電阻器在儀表中應用分類

在儀器儀表中的應用U

m

的左邊偏置線圖的溫度補償、儀表溫度補償、熱電偶溫度補償、晶體管溫度補償U

m的附近恒壓電路、延遲電路、保護電路U

m的右邊自動增益控制電路、RC振蕩器、振幅穩(wěn)定電路測溫用的熱敏電阻器，其工作點的選取，由熱敏電阻的伏安特性決定。伏安特性的位置溫度檢測用的各種熱敏電阻器探頭

1—熱敏電阻；2—鉑絲；3—銀焊；4—釷鎂絲；5—絕緣柱；6—玻璃（二）

測溫用的熱敏電阻器1、各種熱敏電阻傳感器結構2、

測表面電阻用的熱敏電阻器安裝方法

圖為測表面溫度用的熱敏電阻器的各種安裝方式。

測量物體表面溫度時熱敏電阻器的安裝方式正確錯誤3、

熱敏電阻測溫電橋