如果您打算在整个温度范围内均使用热敏电阻温度传感器件,那么该器件的设计工作会颇具挑战性。热敏电阻通常为一款高阻抗、电阻性器件,因此当您需要将热敏电阻的阻值转换为电压值时,该器件可以简化其中的一个接口问题。然而更具挑战性的接口问题是,如何利用线性ADC以数字形式捕获热敏电阻的非线性行为。“热敏电阻”一词源于对“热度敏感的电阻”这一描述的概括。热敏电阻包括两种基本的类型,分别为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻。负温度系数热敏电阻非常适用于高精度温度测量。要确定热敏电阻周围的温度,您可以借助Steinhart-Hart公式:T=1/(A0+A1(lnRT)+A3(lnRT3))来实现。其中,T为开氏温度;RT为热敏电阻在温度T时的阻值;而A0、A1和A3则是由热敏电阻生产厂商提供的常数。NTC具有对温度变化敏感、响应时间短、价格便宜、测温范围宽和互换替代性好等诸多优点。河南温度传感型热敏电阻参数
耗散系数(δ)在规定环境温度下,NTC热敏电阻耗散系数是电阻中耗散的功率变化与电阻体相应的温度变化之比值。δ:NTC热敏电阻耗散系数,(mW/K)。△P:NTC热敏电阻消耗的功率(mW)。△T:NTC热敏电阻消耗功率△P时,电阻体相应的温度变化(K)。热时间常数(τ)在零功率条件下,当温度突变时,热敏电阻的温度变化了始未两个温度差的63.2%时所需的时间,热时间常数与NTC热敏电阻的热容量成正比,与其耗散系数成反比。τ:热时间常数(S)。C:NTC热敏电阻的热容量。δ:NTC热敏电阻的耗散系数。河南温度传感型热敏电阻参数零功率电阻指在规定温度采用引起电阻值变化相对于总的测量误差来说可以忽略不计的测量功率测得的电阻值。
热敏电阻的阻值会随着温度的改变而改变,而这种改变是非线性的,Steinhart-Hart公式表明了这一点。在进行温度测量时,需要驱动一个通过热敏电阻的参考电流,以创建一个等效电压,该等效电压具有非线性的响应。您可以使用配备在微控制器上的参照表,尝试对热敏电阻的非线性响应进行补偿。即使您可以在微控制器固件上运行此类算法,但您还是需要一个高精度转换器用于在出现极端值温度时进行数据捕获。另一种方法是,您可以在数字化之前使用“硬件线性化”技术和一个较低精度的ADC。(Figure1)其中一种技术是将一个电阻RSER与热敏电阻RTHERM以及参考电压或电源进行串联(见图1)。将PGA(可编程增益放大器)设置为1V/V,但在这样的电路中,一个10位精度的ADC只能感应很有限的温度范围(大约±25°C)。
实验表明,在工作温度范围内,PTC热敏电阻的电阻-温度特性可近似用实验公式表示:R(T)=R(T0)*exp(Bp(T-T0))式中R(T)、R(T0)表示温度为T、T0时电阻值,Bp为该种材料的材料常数。PTC效应起源于陶瓷的粒界和粒界间析出相的性质,并随杂质种类、浓度、烧结条件等而产生***变化。**近,进入实用化的热敏电阻中有利用硅片的硅温度敏感元件,这是体型小且精度高的PTC热敏电阻,由n型硅构成,因其中的杂质产生的电子散射随温度上升而增加,从而电阻增加。对于某一个具体的功率型NTC热敏电阻来说,所能承受的比较大焦耳能量已经确定了。
功率型NTC热敏电阻的R25阻值的选择。电路允许的比较大启动电流值决定了功率型NTC热敏电阻的阻值。假设电源额定输入为220VAC,内阻为1Ω,允许的比较大启动电流为60A,那么选取的功率型NTC在初始状态下的**小阻值为:Rmin=(220×1.414/60)-1=4.2(Ω)针对此应用我们建议选用功率型NTC热敏电阻的R25阻值≧4.2Ω。功率型NTC热敏电阻的比较大稳态电流的选择。比较大稳态电流的选用的原则应该满足:电路实际工作电流<功率型NTC热敏电阻的比较大稳态电流。很多电源是宽电压设计(AC90V-240V),但产品的功率是固定的,因此要注意在低电压输入时,工作电流要比高电压输入时高许多。根据公式:W=V·I在相同的功率条件下,如在90V的输入电压时,工作电流是240V的输入电压时的2.7倍。因此电路的实际工作电流以比较低电压时计算的为准。按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻。广东贴片热敏电阻电路
负温度系数热敏电阻又称NTC热敏电阻,是一类电阻值随温度增大而减小的一种传感器电阻。河南温度传感型热敏电阻参数
NTC检测时,用万用表欧姆档(视标称电阻值确定档位,一般为R×1挡),具体可分两步操作:首先常温检测(室内温度接近25℃),用鳄鱼夹代替表笔分别夹住PTC热敏电阻的两引脚测出其实际阻值,并与标称阻值相对比,二者相差在±2Ω内即为正常。实际阻值若与标称阻值相差过大,则说明其性能不良或已损坏。其次加温检测,在常温测试正常的基础上,即可进行第二步测试—加温检测,将一热源(例如电烙铁)靠近热敏电阻对其加热,观察万用表示数,此时如看到万用示数随温度的升高而改变,这表明电阻值在逐渐改变(负温度系数热敏电阻器NTC阻值会变小,正温度系数热敏电阻器PTC阻值会变大),当阻值改变到一定数值时显示数据会逐渐稳定,说明热敏电阻正常,若阻值无变化,说明其性能变劣,不能继续使用。河南温度传感型热敏电阻参数
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