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[導(dǎo)讀]NTC熱敏電阻的主要技術(shù)參數(shù)

零功率電阻值 RT(Ω)

RT指在規(guī)定溫度 T 時(shí),采用引起電阻值變化相對(duì)于總的測(cè)量誤差來說可以忽略不計(jì)的測(cè)量功率測(cè)得的電阻值。奧沃精誠(chéng)

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(shí)的 NTC 熱敏電阻阻值。

RN :在額定溫度 TN ( K )時(shí)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(yàn)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?yàn)椴牧铣?shù) B 本身也是溫度 T 的函數(shù)。

額定零功率電阻值 R25 (Ω)奧沃精誠(chéng)

根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定,額定零功率電阻值是 NTC 熱敏電阻在基準(zhǔn)溫度 25 ℃ 時(shí)測(cè)得的電阻值 R25,這個(gè)電阻值就是 NTC 熱敏電阻的標(biāo)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:


NTC熱敏電阻的主要技術(shù)參數(shù)

RT1 :溫度 T1 ( K )時(shí)的零功率電阻值。

RT2 :溫度 T2 ( K )時(shí)的零功率電阻值。

T1, T2 :兩個(gè)被指定的溫度( K )。

對(duì)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(dòng)功率電阻值的相對(duì)變化與引起該變化的溫度變化值之比值。


NTC熱敏電阻的主要技術(shù)參數(shù)

αT :溫度 T ( K )時(shí)的零功率電阻溫度系數(shù)。

RT :溫度 T ( K )時(shí)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。


NTC熱敏電阻的主要技術(shù)參數(shù)

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(shí),電阻體相應(yīng)的溫度變化( K )。

熱時(shí)間常數(shù)(τ)

在零功率條件下,當(dāng)溫度突變時(shí),熱敏電阻的溫度變化了始未兩個(gè)溫度差的 63.2% 時(shí)所需的時(shí)間,熱時(shí)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。


NTC熱敏電阻的主要技術(shù)參數(shù)

τ:熱時(shí)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(zhǎng)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(zhǎng)期連續(xù)工作所允許的最高溫度。即:


NTC熱敏電阻的主要技術(shù)參數(shù)

T0-環(huán)境溫度。

測(cè)量功率Pm

熱敏電阻在規(guī)定的環(huán)境溫度下, 阻體受測(cè)量電流加熱引起的阻值變化相對(duì)于總的測(cè)量誤差來說可以忽略不計(jì)時(shí)所消耗的功率。

一般要求阻值變化大于0.1%,則這時(shí)的測(cè)量功率Pm為:


NTC熱敏電阻的主要技術(shù)參數(shù)

電阻溫度特性

NTC熱敏電阻的溫度特性可用下式近似表示:

NTC熱敏電阻的主要技術(shù)參數(shù)

式中:

RT:溫度T時(shí)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(dá)式為:


NTC熱敏電阻的主要技術(shù)參數(shù)

式中:RT:熱敏電阻器在溫度T時(shí)的零功率電阻值。

T:為絕對(duì)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(shí)的電阻值

Ro: 溫度T0(K)時(shí)的電阻值

B: B 值

*T(K)= t(oC)+273.15

但實(shí)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(dá)5K/°C。因此在較大的溫度范圍內(nèi)應(yīng)用式1時(shí),將與實(shí)測(cè)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(jì)算時(shí),則可降低與實(shí)測(cè)值之間的誤差,可認(rèn)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)條件不同造成的B值的波動(dòng)會(huì)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(dòng)量時(shí),只需考慮常數(shù)E即可。

? 常數(shù)C、D、E的計(jì)算

常數(shù)C、D、E可由4點(diǎn)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(jì)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。


NTC熱敏電阻的主要技術(shù)參數(shù)

? 電阻值計(jì)算例

試根據(jù)電阻-溫度特性表,求25°C時(shí)的電阻值為5(kΩ),B值偏差為50(K)的熱敏電阻在10°C~30°C的電阻值。

? 步 驟

(1) 根據(jù)電阻-溫度特性表,求常數(shù)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


NTC熱敏電阻的主要技術(shù)參數(shù)

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1°C(K)時(shí)的零負(fù)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。


NTC熱敏電阻的主要技術(shù)參數(shù)

這里α前的負(fù)號(hào)(-),表示當(dāng)溫度上升時(shí)零負(fù)載電阻降低。

散熱系數(shù) (JIS-C2570)

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1°C時(shí)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。


NTC熱敏電阻的主要技術(shù)參數(shù)

產(chǎn)品目錄記載值為下列測(cè)定條件下的典型值。

(1)25°C靜止空氣中。

(2)軸向引腳、經(jīng)向引腳型在出廠狀態(tài)下測(cè)定。

額定功率(JIS-C2570)

在額定環(huán)境溫度下,可連續(xù)負(fù)載運(yùn)行的功率最大值。

產(chǎn)品目錄記載值是以25°C為額定環(huán)境溫度、由下式計(jì)算出的值。

(式) 額定功率=散熱系數(shù)×(最高使用溫度-25)

最大運(yùn)行功率

最大運(yùn)行功率=t×散熱系數(shù) … (3.3)

這是使用熱敏電阻進(jìn)行溫度檢測(cè)或溫度補(bǔ)償時(shí),自身發(fā)熱產(chǎn)生的溫度上升容許值所對(duì)應(yīng)功率。(JIS中未定義。)容許溫度上升t°C時(shí),最大運(yùn)行功率可由下式計(jì)算。

應(yīng)環(huán)境溫度變化的熱響應(yīng)時(shí)間常數(shù)(JIS-C2570)

指在零負(fù)載狀態(tài)下,當(dāng)熱敏電阻的環(huán)境溫度發(fā)生急劇變化時(shí),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(shí)間。

熱敏電阻的環(huán)境溫度從T1變?yōu)門2時(shí),經(jīng)過時(shí)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(shí)間常數(shù)。

上式中,若令t=τ時(shí),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(shí)間即為熱響應(yīng)時(shí)間常數(shù)。

經(jīng)過時(shí)間與熱敏電阻溫度變化率的關(guān)系如下表所示。


NTC熱敏電阻的主要技術(shù)參數(shù)


NTC熱敏電阻的主要技術(shù)參數(shù)

產(chǎn)品目錄記錄值為下列測(cè)定條件下的典型值。

(1)靜止空氣中環(huán)境溫度從50°C至25°C變化時(shí),熱敏電阻的溫度變化至34.2°C所需時(shí)間。

(2)軸向引腳、徑向引腳型在出廠狀態(tài)下測(cè)定。

另外應(yīng)注意,散熱系數(shù)、熱響應(yīng)時(shí)間常數(shù)隨環(huán)境溫度、組裝條件而變化。

NTC負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻R-T特性


NTC熱敏電阻的主要技術(shù)參數(shù)

B 值相同, 阻值不同的 R-T 特性曲線示意圖


NTC熱敏<a href=電阻的主要技術(shù)參數(shù)" src="/images/21ic_nopic.gif" data-src="abc4d2Sp/Zw40nmwNVfP96vAjAYkWEp3MSQIIrINLYNETuMr/WoGOLCQXrKeOc/ABgI1Jr9IStpEvg1+IQ" class="delay_img" alt="NTC熱敏電阻型號(hào)" width="490" height="400" />
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