熱敏電阻也可作為電子線路元件用于儀表線路溫度補償和溫差電偶冷端溫度補償等。利用NTC熱敏電阻的自熱特性可實現自動增益控制,構成RC振蕩器穩幅電路,延遲電路和保護電路。在自熱溫度遠大于環境溫度時阻值還與環境的散熱條件有關,因此在流速計、流量計、氣體分析儀、熱導分析中常利用熱敏電阻這一特性,制成專用的檢測元件。
1 過液面控制
將兩只負溫度系數熱敏電阻置于容器高、低液面安全位置,并施加定值加熱電流。處于底部浸沒于液體中的熱敏電阻表面溫度與周界溫度相同,而處于高處暴露于空氣中的熱敏電阻表面溫度則高于周界溫度。若液面淹沒高處電阻,使其表面溢度下降阻值增高,判斷電路可利用阻值變化而及時通知報警裝置,動作電路切斷進液管路,起到過液面保護作用。若液面下降到低位,底部熱敏電阻逐漸暴露于空氣中,此時表面溫度升高阻值下降,判斷電路可利用阻值變化而及時通知動作電路打開進液管路供液。
2 溫度測量
作為測量溫度的熱敏電阻一般結構簡單。由于本身阻值較大,所以可忽略連接處的接觸電阻,并可應用在數千米之外的遠距離遙測過程。
3 溫度補償
利用負溫度特性,可在某些電子裝置中起到補償作用。當過載而使電流和溫度增加時,熱敏電阻阻值加大反向下拉電流,起到補償、保護等作用。此時應注意熱敏電阻需串接在電子線路中。
4 溫度拉制
在機電保護與控制中,常將臨界點熱敏電阻串接在繼電器控制回路中,當某一設備遇突發性故障發生過載時,引起溫度增高。若達到臨界點阻值突然下降,繼電器電流超過動作電流額定值而動作,起到切斷、保護作用。
5 溫度保護
熱敏電阻在一些設備的功能管理中起著非常關鍵的作用,如無線話機、筆記本計算機、等。如果充電電阻很大,這些設備的電池完成充電就會很快。但同時也會存在過熱的危險。如果過熱使得溫度超過電池的居里溫度,電池的損壞就不能恢復。但如果充電電壓太低,則電池充電時間就會長到無法忍受。在電池中使用熱敏電阻,就可以檢測過熱的電阻或電池的過熱,從而調整充電的速度。其結果是,電池開始充電時的電壓會比較大,這樣,在比較短的時間內就可以以較大的充電電壓快速充電。而當將要達到臨界電壓或臨界溫度時,可以控制充電的速度使之降低,然后,再比較平穩地完成充電。
6 過熱保護
例如筆記本計算機越來越小的尺寸,主板對溫度是非常敏感的,而主板又是非常接近發熱的電源電阻,不斷提高的CPU 主頻不僅提高了CPU 的速度,也使得它的工作溫度高。在這種場合,表面封裝式熱敏電阻既可以快速響應又有過熱的保護,也比較容易使用。
熱敏電阻無處不在,空調測溫,加熱控溫,保護限溫都是采用熱敏電阻,熱敏電阻成本低廉,構造簡單使得應用廣泛。熱敏電阻的阻值隨著溫度的變化而變化,變化的阻值就可以得到不同的分壓,從而間接換算出溫度值,根據測量的溫度范圍需要選擇不同的參考電阻,這樣才能得到最優的采集線性段。電阻雖然簡單,然而它的參數你真的了解嗎?
熱敏電阻分壓
從熱敏電阻的變化關系分為正溫度系數和負溫度系數的熱敏電阻,正溫度系數就是溫度升高,阻值降低;負溫度系數則是溫度升高,阻值降低。在測溫領域通常都采用負溫度系數,也就是常說的NTC,由于負溫度系數的熱敏電阻的線性度較好,在測量中引起的誤差小,所以用的最廣泛。
以下為熱敏電阻溫度表,給出了0~100度所對應的阻值,這只是中心值,并未帶誤差值,要實際中還需要考慮誤差范圍。
NTC溫度阻值表
熱敏電阻中最重要的參數是B值,B值反應的是溫度與阻值的變化率,值越大表明溫度每變化1度,其阻值變化越大,即靈敏度越高。B值是負溫度系數熱敏電阻器的熱敏指數,它被定義為兩個溫度下零功率電阻值的自然對數之差與兩個溫度倒數之差的比值。
式1
除非特別指出,B值是由T1=25℃(298.15K)和T2=50℃(323.15K)的零功率電阻值計算而得到的。根據式1,若已知B值的情況下,可以得出目標溫度對應的阻值,如下式2
式2
若是廠家只給出B值,是否就不需要提供阻值表了呢?
現在很多人產生了這個誤區,以為有了B值就可以推算出想要的溫度阻值,其實不難看出,熱敏電阻的特性是溫度與阻值呈非線性關系,也就是說這種關系沒法說得清,更沒法用公式全部給出。
溫度與阻值曲線
如上圖所示,在0-100度時所對應的阻值曲線,既然難以給出這種關系,那么給出某一個區間還是可以的,故提出了B值的概念,B值是溫度25度~50度這個區間的關系公式,并在某一個誤差區間給出。
意思就是說在25~50度這個區間用公式是完全沒有問題的,超出這個范圍,那么B值是不同的,所以不在這個范圍用公式得出的阻值也是不對的。
阻值相同B值不同
阻值相同,而B值不同,這是大家的共識,若不同廠家的熱敏電阻,B值相同,用公式來推導那豈不是阻值全是一樣的?
阻值不同B值相同
以上為三款B值相同的熱敏電阻,然而阻值卻不同。由此可知,B值只是一個針對每款熱敏電阻的某區間參數,它只反應此熱敏電阻的部分特性,并不是一個嚴謹的參數,在實際應用中,需要提供檢測溫度范圍內的阻值表才是正確的做法,你覺得呢?