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，其精度為測量溫度的±0.5％，并且它們在-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，用作純元素或陶瓷和聚合物。根據(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)它們在組裝過程中免受機(jī)械損壞，并提高它們的測量穩(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)。芯片通常通過帶式澆鑄工藝制造，其中材料漿料作為厚膜展開，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。它們用于測量溫度，控制溫度和溫度補(bǔ)償。它們還可用于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(yīng)用中的溫度監(jiān)測等等。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，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)償或溫度測量。

 

 

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