热敏电阻的基本特性 :
NTC热敏电阻是指具有负温度系数的热敏电阻。是使用单一高纯度材料、具有 接近理论密度结构的高性能陶瓷。因此,在实现小型化的同时,还具有电阻值、 温度特性波动小、对各种温度变化响应快的特点,可进行高灵敏度、高精度的 检测。本公司提供各种形状、特性的小型、高可靠性产品,可满足广大客户的 应用需求。
电阻-温度特性
热敏电阻的电阻-温度特性可近似地用式1表示。
(式1) R=R o exp {B(I/T-I/T o )}
R |
: 温度T(K)时的电阻值 |
Ro |
: 温度T0(K)时的电阻值 |
B |
: B 值 |
*T(K)= t(oC)+273.15 |
但实际上,热敏电阻的B值并非是恒定的,其变化大小因材料构成而异,最大甚至可达5K/°C。因此在较大的温度范围内应用式1时,将与实测值之间存在一定误差。
此处,若将式1中的B值用式2所示的作为温度的函数计算时,则可降低与实测值之间的误差,可认为近似相等。
(式2) B T =CT 2 +DT+E
上式中,C、D、E为常数。
另外,因生产条件不同造成的B值的波动会引起常数E发生变化,但常数C、D 不变。因此,在探讨B值的波动量时,只需考虑常数E即可。
? 常数C、D、E的计算
常数C、D、E可由4点的(温度、电阻值)数据 (T 0 , R 0 ). (T 1 , R 1 ). (T 2 , R 2 ) and (T 3 , R 3 ),通过式3~6计算。
首先由式样3根据T 0 和T 1 ,T 2 ,T 3 的电阻值求出B 1 ,B 2 ,B 3 ,然后代入以下各式样。
? 电阻值计算例
试根据电阻-温度特性表,求25°C时的电阻值为5(kΩ),B值偏差为50(K)的热敏电阻在10°C~30°C的电阻值。
? 步 骤
(1) 根据电阻-温度特性表,求常数C、D、E。
T o =25+273.15 T 1 =10+273.15 T 2 =20+273.15 T 3 =30+273.15
(2) 代入B T =CT 2 +DT+E+50,求B T 。
(3) 将数值代入R=5exp {(B T I/T-I/298.15)},求R。
*T : 10+273.15~30+273.15
? 电阻-温度特性图如图1所示
电阻温度系数
所谓电阻温度系数(α),是指在任意温度下温度变化1°C(K)时的零负载电阻变化率。电阻温度系数(α)与B值的关系,可将式1微分得到。
这里α前的负号(-),表示当温度上升时零负载电阻降低。
散热系数 (JIS-C2570)
散热系数(δ)是指在热平衡状态下,热敏电阻元件通过自身发热使其温度上升1°C时所需的功率。
在热平衡状态下,热敏电阻的温度T 1 、环境温度T2及消耗功率P之间关系如下式所示。
产品目录记载值为下列测定条件下的典型值。
(1) |
25°C静止空气中。 |
(2) |
轴向引脚、经向引脚型在出厂状态下测定。 |
额定功率(JIS-C2570)
在额定环境温度下,可连续负载运行的功率最大值。
产品目录记载值是以25°C为额定环境温度、由下式计算出的值。
(式) 额定功率=散热系数×(最高使用温度-25)
最大运行功率
最大运行功率=t×散热系数 … (3.3)
这是使用热敏电阻进行温度检测或温度补偿时,自身发热产生的温度上升容许值所对应功率。(JIS中未定义。)容许温度上升t°C时,最大运行功率可由下式计算。
对应环境温度变化的热响应时间常数(JIS-C2570)
指在零负载状态下,当热敏电阻的环境温度发生急剧变化时,热敏电阻元件产生最初温度与最终温度两者温度差的63.2%的温度变化所需的时间。
热敏电阻的环境温度从T 1 变为T 2 时,经过时间t与热敏电阻的温度T之间存在以下关系。
T= |
(T 1 -T 2 )exp(-t/τ)+T 2 ......(3.1) |
|
(T 2 -T 1 ){1-exp(-t/τ)}+T 1 .....(3.2) |
常数τ称热响应时间常数。
上式中,若令t=τ时,则(T-T 1 )/(T 2 -T 1 )=0.632。
换言之,如上面的定义所述,热敏电阻产生初始温度差63.2%的温度变化所需的时间即为热响应时间常数。
经过时间与热敏电阻温度变化率的关系如下表所示。
产品目录记录值为下列测定条件下的典型值。
(1) |
静止空气中环境温度从50°C至25°C变化时,热敏电阻的温度变化至34.2°C所需时间。 |
(2) |
轴向引脚、径向引脚型在出厂状态下测定。 |
另外应注意,散热系数、热响应时间常数随环境温度、组装条件而变化。
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