熱敏電阻也可作為電子線(xiàn)路元件用于儀表線(xiàn)路溫度補(bǔ)償和溫差電偶冷端溫度補(bǔ)償?shù)?。利用NTC熱敏電阻的自熱特性可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制,構(gòu)成RC振蕩器穩(wěn)幅電路,延遲電路和保護(hù)電路。在自熱溫度遠(yuǎn)大于環(huán)境溫度時(shí)阻值還與環(huán)境的散熱條件有關(guān),因此在流速計(jì)、流量計(jì)、氣體分析儀、熱導(dǎo)分析中常利用熱敏電阻這一特性,制成專(zhuān)用的檢測(cè)元件。
1 過(guò)液面控制
將兩只負(fù)溫度系數(shù)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(méi)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(méi)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(shí)通知報(bào)警裝置,動(dòng)作電路切斷進(jìn)液管路,起到過(guò)液面保護(hù)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(shí)表面溫度升高阻值下降,判斷電路可利用阻值變化而及時(shí)通知?jiǎng)幼麟娐反蜷_(kāi)進(jìn)液管路供液。
2 溫度測(cè)量
作為測(cè)量溫度的熱敏電阻一般結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(yīng)用在數(shù)千米之外的遠(yuǎn)距離遙測(cè)過(guò)程。
3 溫度補(bǔ)償
利用負(fù)溫度特性,可在某些電子裝置中起到補(bǔ)償作用。當(dāng)過(guò)載而使電流和溫度增加時(shí),熱敏電阻阻值加大反向下拉電流,起到補(bǔ)償、保護(hù)等作用。此時(shí)應(yīng)注意熱敏電阻需串接在電子線(xiàn)路中。
4 溫度拉制
在機(jī)電保護(hù)與控制中,常將臨界點(diǎn)熱敏電阻串接在繼電器控制回路中,當(dāng)某一設(shè)備遇突發(fā)性故障發(fā)生過(guò)載時(shí),引起溫度增高。若達(dá)到臨界點(diǎn)阻值突然下降,繼電器電流超過(guò)動(dòng)作電流額定值而動(dòng)作,起到切斷、保護(hù)作用。
5 溫度保護(hù)
熱敏電阻在一些設(shè)備的功能管理中起著非常關(guān)鍵的作用,如無(wú)線(xiàn)話(huà)機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、等。如果充電電阻很大,這些設(shè)備的電池完成充電就會(huì)很快。但同時(shí)也會(huì)存在過(guò)熱的危險(xiǎn)。如果過(guò)熱使得溫度超過(guò)電池的居里溫度,電池的損壞就不能恢復(fù)。但如果充電電壓太低,則電池充電時(shí)間就會(huì)長(zhǎng)到無(wú)法忍受。在電池中使用熱敏電阻,就可以檢測(cè)過(guò)熱的電阻或電池的過(guò)熱,從而調(diào)整充電的速度。其結(jié)果是,電池開(kāi)始充電時(shí)的電壓會(huì)比較大,這樣,在比較短的時(shí)間內(nèi)就可以以較大的充電電壓快速充電。而當(dāng)將要達(dá)到臨界電壓或臨界溫度時(shí),可以控制充電的速度使之降低,然后,再比較平穩(wěn)地完成充電。
6 過(guò)熱保護(hù)
例如筆記本計(jì)算機(jī)越來(lái)越小的尺寸,主板對(duì)溫度是非常敏感的,而主板又是非常接近發(fā)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(chǎng)合,表面封裝式熱敏電阻既可以快速響應(yīng)又有過(guò)熱的保護(hù),也比較容易使用。
熱敏電阻無(wú)處不在,空調(diào)測(cè)溫,加熱控溫,保護(hù)限溫都是采用熱敏電阻,熱敏電阻成本低廉,構(gòu)造簡(jiǎn)單使得應(yīng)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(jù)測(cè)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(yōu)的采集線(xiàn)性段。電阻雖然簡(jiǎn)單,然而它的參數(shù)你真的了解嗎?
熱敏電阻分壓
從熱敏電阻的變化關(guān)系分為正溫度系數(shù)和負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻,正溫度系數(shù)就是溫度升高,阻值降低;負(fù)溫度系數(shù)則是溫度升高,阻值降低。在測(cè)溫領(lǐng)域通常都采用負(fù)溫度系數(shù),也就是常說(shuō)的NTC,由于負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻的線(xiàn)性度較好,在測(cè)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(duì)應(yīng)的阻值,這只是中心值,并未帶誤差值,要實(shí)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(shù)是B值,B值反應(yīng)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(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器的熱敏指數(shù),它被定義為兩個(gè)溫度下零功率電阻值的自然對(duì)數(shù)之差與兩個(gè)溫度倒數(shù)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(jì)算而得到的。根據(jù)式1,若已知B值的情況下,可以得出目標(biāo)溫度對(duì)應(yīng)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(xiàn)在很多人產(chǎn)生了這個(gè)誤區(qū),以為有了B值就可以推算出想要的溫度阻值,其實(shí)不難看出,熱敏電阻的特性是溫度與阻值呈非線(xiàn)性關(guān)系,也就是說(shuō)這種關(guān)系沒(méi)法說(shuō)得清,更沒(méi)法用公式全部給出。
溫度與阻值曲線(xiàn)
如上圖所示,在0-100度時(shí)所對(duì)應(yīng)的阻值曲線(xiàn),既然難以給出這種關(guān)系,那么給出某一個(gè)區(qū)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(gè)區(qū)間的關(guān)系公式,并在某一個(gè)誤差區(qū)間給出。
意思就是說(shuō)在25~50度這個(gè)區(qū)間用公式是完全沒(méi)有問(wèn)題的,超出這個(gè)范圍,那么B值是不同的,所以不在這個(gè)范圍用公式得出的阻值也是不對(duì)的。
阻值相同B值不同
阻值相同,而B(niǎo)值不同,這是大家的共識(shí),若不同廠家的熱敏電阻,B值相同,用公式來(lái)推導(dǎo)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(gè)針對(duì)每款熱敏電阻的某區(qū)間參數(shù),它只反應(yīng)此熱敏電阻的部分特性,并不是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膮?shù),在實(shí)際應(yīng)用中,需要提供檢測(cè)溫度范圍內(nèi)的阻值表才是正確的做法,你覺(jué)得呢?