NTC热敏电阻基础以及应用和选择

ntc被称为负温度系数热敏电阻，是由mn－co－ni的氧化物充分混合后烧结而成的陶瓷材料制备而来，它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，可被用来做高灵敏度、高精度的温度传感器，在电子电路当中也经常被用作实时的温度监控及温度补偿等。随着本体的温度升高，ntc的电阻阻值会呈非线性的下降，这个是ntc的特性。为了更好地利用该特点，在应用前我们需要清楚地了解ntc的基本参数，本文将对此做出讨论，希望在实际的电路设计中对电子研发工程师有一些帮助。
电阻－温度特性
ntc热敏电阻的电阻－温度特性曲线如下图：
通常我们用以下几个参数来定义该曲线：
r25： 25℃时ntc本体的电阻值
b值：材料常数，是用来表示ntc在工作温度范围内阻值随温度变化幅度的参数，与材料的成分和烧结工艺有关。另外ntc的b值会受温度变化的影响，因此通常我们会选取曲线上两个温度点来计算。表示b值时要把选取的温度点标明，如b25／85。b值越大表明阻值随温度的升高降低得越快，b值越小则相反。如下图：
ɑ值：所谓电阻温度系数（α），是指在任意温度下温度变化1°c时的零负载电阻变化率。电阻温度系数（α）与b值的关系，可用下式表示：
这里α前的负号（－），表示当温度上升时零负载电阻降低。
以上三个参数是我们在选择ntc时应该初步了解的参数，下面我们对其他参数也做一些介绍。
散热系数
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t1、环境温度t2及消耗功率p之间关系如下式所示。
规格中的数值一般为25°c静止空气条件下测定的典型值。
最大功率
在额定环境温度下，可连续负载运行的功率最大值， 也称“额定功率”。
通常是以25°c为额定环境温度、由下式计算出的值。
额定功率＝散热系数×（最高使用温度－25°c）
对应环境温度变化的热响应时间常数
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t1变为t2时，经过时间t与热敏电阻的温度t之间存在以下关系。
常数τ称为热响应时间常数。
上式中，若令t＝τ时，则（t－t1）／（t2－t1）＝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。
通常为下列测定条件下的典型值。 静止空气中环境温度从25°c至85°c变化时，热敏电阻的温度变化至62．9°c所需时间。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。
ntc的阻值公差及相应的温度公差
ntc的阻值公差在不同温度下是不一样的，如下面的计算公式，不同温度下阻值公差受常温下阻值r25公差和b值公差影响。阻值的变化如下面的曲线所示：
当ntc用来做温度检测时，通常我们需要了解ntc可以支持的温度公差，这样我们就需要进行转换，用阻值公差除以ɑ温度系数，公式如下：

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