什麽是NTC熱敏電阻?
NTC代表“負溫度係數”。NTC熱敏電阻是具有負溫度係數的電阻器,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。溫度靈敏度係數大約是矽溫度傳感器(矽氧化物)的五倍,是電阻溫度檢測器(RTD)的十倍。NTC傳感器通常在-55°C至200°C的範圍內使用。
NTC熱敏電阻定義
NTC熱敏電阻是一種熱敏電阻,當電阻的核心溫度在工作溫度範圍內增加時,其電阻呈現出大的,精確的和可預測的降低。
NTC熱敏電阻的特性
與由金屬製成的RTD(電阻溫度檢測器)不同,NTC熱敏電阻通常由陶瓷或聚合物製成。使用的不同材料導致不同的溫度響應以及其他特性。
溫度響應
雖然大多數NTC熱敏電阻通常適合在-55°C至200°C的溫度範圍內使用,並且它們提供最精確的讀數,但有一些特殊的NTC熱敏電阻可用於接近絕對零度的溫度(-273.15)°C)以及專門設計用於150°C以上的產品。
NTC傳感器的溫度靈敏度表示為“每攝氏度的百分比變化”。根據所用材料和生產工藝的具體情況,溫度敏感度的典型值範圍為每°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,其精度為測量溫度的±0.5%,並且它們在-200°C和800°C之間的溫度範圍內使用,比NTC溫度傳感器的範圍寬得多。
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,更強的抗衝擊和振動性能,並且成本更低。它們的精確度略低於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)並且用於這種應用,在那裏它們有時被稱為高溫計。但NTC熱敏電阻在較低溫度下比熱電偶提供更高的靈敏度,穩定性和精度,並且使用更少的附加電路,因此總成本更低。由於NTC不需要在處理RTD時經常需要的信號調理電路(放大器,電平轉換器等),因此成本進一步降低。
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。當使用NTC熱敏電阻傳感器作為浪湧電流限製裝置時,了解精確的熱容量非常重要,因為它定義了NTC溫度傳感器的響應速度。
NTC熱敏電阻的結構和性能
通常涉及製造NTC電阻器的材料是鉑,鎳,鈷,鐵和矽的氧化物,用作純元素或陶瓷和聚合物。根據所使用的生產工藝,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到陶瓷體中的鉑合金引線製成。它們通常提供快速響應時間,更好的穩定性並允許在比Disk和ChipNTC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,以保護它們在組裝過程中免受機械損壞,並提高它們的測量穩定性。典型尺寸的直徑範圍為0.075~5mm。
2.片式熱敏電阻
這些NTC熱敏電阻具有金屬化表麵接觸。它們更大,因此比珠型NTC電阻器具有更慢的反應時間。然而,由於它們的尺寸,它們具有更高的耗散常數(將溫度升高1°C所需的功率),並且由於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將氧化物粉末的混合物壓製成圓形模具而製成的,然後在高溫下燒結。芯片通常通過帶式澆鑄工藝製造,其中材料漿料作為厚膜展開,幹燥並切成形狀。典型尺寸的直徑範圍為0.25-25mm。
3.玻璃封裝的NTC熱敏電阻


典型應用
NTC熱敏電阻用於廣泛的應用。它們用於測量溫度,控製溫度和溫度補償。它們還可用於檢測液體的不存在或存在,作為電源電路中的限流裝置,汽車應用中的溫度監測等等。NTC傳感器可分為三組,具體取決於應用中使用的電氣特性。
1.電阻-溫度特性
基於電阻-時間特性的應用包括溫度測量,控製和補償。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象有關。這組應用要求熱敏電阻在零功率條件下工作,這意味著通過它的電流保持盡可能低,以避免加熱探頭。
2.當前時間特征
基於電流-時間特性的應用包括:時間延遲,浪湧電流限製,浪湧抑製等等。這些特性與所用NTC熱敏電阻的熱容量和耗散常數有關。由於電流通過,電路通常依賴於NTC熱敏電阻的加熱。在某一點上,它將觸發電路中的某種變化,具體取決於使用它的應用。
3.電壓-電流特性
基於熱敏電阻的電壓-電流特性的應用通常涉及環境條件或電路變化的變化,這導致電路中給定曲線上的工作點的變化。根據應用,它可用於電流限製,溫度補償或溫度測量。


根據IEC標準,以下符號用於表示負溫度係數熱敏電阻。
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