什么是NTC熱敏電阻？

NTC代表“負(fù)溫度系數(shù)”。NTC熱敏電阻是具有負(fù)溫度系數(shù)的電阻器，這意味著電阻隨著溫度的升高而降低。它們主要用作電阻溫度傳感器和限流裝置。溫度靈敏度系數(shù)大約是硅溫度傳感器（硅氧化物）的五倍，是電阻溫度檢測(cè)器（RTD）的十倍。NTC傳感器通常在-55°C至200°C的范圍內(nèi)使用。

 

NTC熱敏電阻定義

NTC熱敏電阻是一種熱敏電阻，當(dāng)電阻的核心溫度在工作溫度范圍內(nèi)增加時(shí)，其電阻呈現(xiàn)出大的，精確的和可預(yù)測(cè)的降低。

 

NTC熱敏電阻的特性

與由金屬制成的RTD（電阻溫度檢測(cè)器）不同，NTC熱敏電阻通常由陶瓷或聚合物制成。使用的不同材料導(dǎo)致不同的溫度響應(yīng)以及其他特性。

 

溫度響應(yīng)

雖然大多數(shù)NTC熱敏電阻通常適合在-55°C至200°C的溫度范圍內(nèi)使用，并且它們提供最精確的讀數(shù)，但有一些特殊的NTC熱敏電阻可用于接近絕對(duì)零度的溫度（-273.15） °C）以及專門設(shè)計(jì)用于150°C以上的產(chǎn)品。

 

NTC傳感器的溫度靈敏度表示為“每攝氏度的百分比變化”。根據(jù)所用材料和生產(chǎn)工藝的具體情況，溫度敏感度的典型值范圍為每°C -3％至-6％。

 

NTC特征曲線

 

從圖中可以看出，與鉑合金RTD相比，NTC熱敏電阻具有更陡的電阻 - 溫度斜率，這轉(zhuǎn)化為更好的溫度靈敏度。即便如此，RTD仍然是最精確的傳感器，其精度為測(cè)量溫度的±0.5％，并且它們?cè)?200°C和800°C之間的溫度范圍內(nèi)使用，比NTC溫度傳感器的范圍寬得多。

 

與其他溫度傳感器的比較

與RTD相比，NTC具有更小的尺寸，更快的響應(yīng)，更強(qiáng)的抗沖擊和振動(dòng)性能，并且成本更低。它們的精確度略低于RTD。

 

與熱電偶相比，兩者的精度相似; 然而，熱電偶可以承受非常高的溫度（大約600°C）并且用于這種應(yīng)用，在那里它們有時(shí)被稱為高溫計(jì)。但NTC熱敏電阻在較低溫度下比熱電偶提供更高的靈敏度，穩(wěn)定性和精度，并且使用更少的附加電路，因此總成本更低。由于NTC不需要在處理RTD時(shí)經(jīng)常需要的信號(hào)調(diào)理電路（放大器，電平轉(zhuǎn)換器等），因此成本進(jìn)一步降低。

 

熱容量

熱容量表示將熱敏電阻的溫度升高1℃所需的熱量，通常用mJ /℃表示。當(dāng)使用NTC熱敏電阻傳感器作為浪涌電流限制裝置時(shí)，了解精確的熱容量非常重要，因?yàn)樗x了NTC溫度傳感器的響應(yīng)速度。

 

NTC熱敏電阻的結(jié)構(gòu)和性能

通常涉及制造NTC電阻器的材料是鉑，鎳，鈷，鐵和硅的氧化物，用作純?cè)鼗蛱沾珊途酆衔?。根?jù)所使用的生產(chǎn)工藝，NTC熱敏電阻可分為三組。 

 

1.珠狀熱敏電阻

 

 

這些NTC熱敏電阻由直接燒結(jié)到陶瓷體中的鉑合金引線制成。它們通常提供快速響應(yīng)時(shí)間，更好的穩(wěn)定性并允許在比Disk和Chip NTC傳感器更高的溫度下操作，但它們更脆弱。通常將它們密封在玻璃中，以保護(hù)它們?cè)诮M裝過(guò)程中免受機(jī)械損壞，并提高它們的測(cè)量穩(wěn)定性。典型尺寸的直徑范圍為0.075~5mm。

 

2. 片式熱敏電阻

這些NTC熱敏電阻具有金屬化表面接觸。它們更大，因此比珠型NTC電阻器具有更慢的反應(yīng)時(shí)間。然而，由于它們的尺寸，它們具有更高的耗散常數(shù)（將溫度升高1°C所需的功率），并且由于熱敏電阻消耗的功率與電流的平方成正比，因此它們可以比珠子更好地處理更高的電流型熱敏電阻。盤式熱敏電阻是通過(guò)將氧化物粉末的混合物壓制成圓形模具而制成的，然后在高溫下燒結(jié)。芯片通常通過(guò)帶式澆鑄工藝制造，其中材料漿料作為厚膜展開(kāi)，干燥并切成形狀。典型尺寸的直徑范圍為0.25-25mm。

 

3. 玻璃封裝的NTC熱敏電阻

 

 

典型應(yīng)用

NTC熱敏電阻用于廣泛的應(yīng)用。它們用于測(cè)量溫度，控制溫度和溫度補(bǔ)償。它們還可用于檢測(cè)液體的不存在或存在，作為電源電路中的限流裝置，汽車應(yīng)用中的溫度監(jiān)測(cè)等等。NTC傳感器可分為三組，具體取決于應(yīng)用中使用的電氣特性。

 

1.電阻 - 溫度特性

基于電阻 - 時(shí)間特性的應(yīng)用包括溫度測(cè)量，控制和補(bǔ)償。這些還包括使用NTC熱敏電阻的情況，使得NTC溫度傳感器的溫度與一些其他物理現(xiàn)象有關(guān)。這組應(yīng)用要求熱敏電阻在零功率條件下工作，這意味著通過(guò)它的電流保持盡可能低，以避免加熱探頭。

 

2.當(dāng)前時(shí)間特征

基于電流 - 時(shí)間特性的應(yīng)用包括：時(shí)間延遲，浪涌電流限制，浪涌抑制等等。這些特性與所用NTC熱敏電阻的熱容量和耗散常數(shù)有關(guān)。由于電流通過(guò)，電路通常依賴于NTC熱敏電阻的加熱。在某一點(diǎn)上，它將觸發(fā)電路中的某種變化，具體取決于使用它的應(yīng)用。

 

3.電壓 - 電流特性

基于熱敏電阻的電壓 - 電流特性的應(yīng)用通常涉及環(huán)境條件或電路變化的變化，這導(dǎo)致電路中給定曲線上的工作點(diǎn)的變化。根據(jù)應(yīng)用，它可用于電流限制，溫度補(bǔ)償或溫度測(cè)量。

 

 

根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)，以下符號(hào)用于表示負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。