熱敏電阻源自術(shù)語“敏感的電阻元件”,是一種用于測量溫度的非常準確且經(jīng)濟實惠的傳感器。有兩種類型,NTC(負溫度系數(shù))和PTC(正溫度系數(shù)),它是通常用于測量溫度的NTC熱敏電阻。
熱敏電阻簡介
熱敏電阻是具有咸應(yīng)溫度的電阻元件。這個名字來源于更具描述性的術(shù)語“熱敏電阻”。業(yè)界一般認為熱敏電阻首先在1833年由邁克爾·法拉第發(fā)現(xiàn),盡管應(yīng)用于商業(yè)上的熱敏電阻直到1930年才被制造出來。目前熱敏電阻已廣泛應(yīng)用于各種電子應(yīng)用,尤其是溫度傳感器的加工。熱敏電阻的附加用途包括限流器,電流保護器和加熱元件。
熱敏電阻是一種半導體,這意味著它們比導電材料具有更大的電阻,但是比絕緣材料具有更低的電阻。 熱敏電阻的溫度與其電阻之間的關(guān)系高度依賴于其組成的材料。制造商通常以高精確度確定這一特性,因為這是熱敏電阻買家感興趣的主要特征。
NTC熱敏電阻和RTD的比較
與以幾乎以線性方式改變電阻的RTD相比,NTC熱敏電阻具有高度非線性的電阻變化,并通過溫度升高實際降低其電阻。熱敏電阻補廣泛用于測量溫度的原因主要是:
1、它們每個溫度的更高的電阻變化提供更高的分辨率
2、高水平的重復性和穩(wěn)定性
3、互換性好
4、小尺寸意味著對溫度變化的快速反應(yīng)
熱敏電阻芯片封裝涂料通常包括:
1、用于較低溫度使用的環(huán)氧樹脂涂料[通常為-50至150°C(-58至316°F)]
2、用于更高溫度應(yīng)用的玻璃涂層[通常為-50至300°C(-58至572°F)
3、這些涂層用于保護熱敏電阻芯片和電線連接處,同時提供一些防止?jié)穸然蚋g的保護。
4、熱敏電阻通常供應(yīng)非常小的直徑(#32AW或0.008“直徑)實心銅或銅合金線,正常情況下導線會進行鍍錫,以方便焊接。
熱敏電阻的耐堿性
NTC熱敏電阻隨溫度升高而下降。熱敏電阻提供的每度度的電阻變化量也是如此。相對較低的溫度應(yīng)用(-55至約70°C)通常使用較低電阻的熱敏電阻(2252至10,000Ω)。更高的溫度應(yīng)用通常使用更高電阻的熱敏電阻(高于10,000Ω)來優(yōu)化在所需溫度下每度的電阻變化。熱敏電阻有各種電阻和“曲線”。電阻通常在25°C(77°F)下規(guī)定。
熱敏電阻的溫度曲線
熱敏電阻的線性與RTD和熱電偶不同,熱敏電阻不具有與其電阻對溫度特性或曲線相關(guān)的標準。因此,有很多不同的選擇。
每個熱敏電阻材料提供不同的電阻 - 溫度“曲線”。一些材料提供更好的穩(wěn)定性,而另一些材料具有更高的電阻,因此它們可被制造成更大或更小的熱敏電阻。
如何選擇最合適的熱敏電阻
無論您是替換現(xiàn)有的熱敏電阻,還是選擇新的熱敏電阻,都需要3個關(guān)鍵信息來獲得所需的結(jié)果。這些是:
1、為您的新應(yīng)用選擇正確的基極電阻,或正確指定需要更換的熱敏電阻的電阻阻值
2、指定電阻與溫度的關(guān)系(B值),或者替換應(yīng)用,請確認您已知現(xiàn)有的熱敏電阻信息
3、熱敏電阻尺寸或傳感器封裝形式
最常見的熱敏電阻阻值:
2252Ω
3000Ω
5000Ω
10,000Ω
30,000Ω
50,000Ω
1MΩ(1,000,000)
熱敏電阻的精度
熱敏電阻是最準確類型的溫度傳感器之一。根據(jù)特定的溫度傳感器型號,常用的熱敏電阻的精度為±0.1°C至±0.5°C。
熱敏電阻穩(wěn)定性
成品熱敏電阻元件具有化學穩(wěn)定性,并且不受老化影響。
尺寸或傳感器封裝形式
一旦確定了正確的電阻和B值,用戶應(yīng)該考慮如何使用熱敏電阻。當為熱敏電阻傳感器選擇正確的尺寸或包裝時,有助于記住像任何其他傳感器一樣,熱敏電阻僅測量其自身的溫度。
熱敏電阻芯片一般不設(shè)計用于直接浸入工藝。它們是能夠快速變化溫度的小型設(shè)備,因為它們與環(huán)境之間的唯一環(huán)境是環(huán)氧樹脂的薄涂層。敏創(chuàng)電子可提供全面的傳感器系列,保護熱敏電阻,同時允許其用于各種應(yīng)用。以下是這些樣式中的一些樣本。
一般用途
通用傳感器設(shè)計是可以適應(yīng)各種用途的設(shè)計。從電子設(shè)備到結(jié)構(gòu),過程和設(shè)計和可靠性測試應(yīng)用,這些傳感器易于安裝和監(jiān)控。MC-950是這種結(jié)構(gòu)的一個案例。一個帶#8-32螺柱的小型SST外殼可以安裝在任何#8-32螺紋孔中,占用的空間很小。
液體浸入測量
當需要直接接觸于液體時,需要保護熱敏電阻免受腐蝕,并將其置于液體中,以監(jiān)測到所需的溫度。這通常使用封閉式管和特別設(shè)計的外殼來實現(xiàn)。必須注意確保熱敏電阻具有良好的熱路徑,并且熱質(zhì)量盡可能小。
表面感應(yīng)類型
用于監(jiān)測表面溫度的簡單而有效的傳感器設(shè)計是MC-409可附接的傳感器。該設(shè)計包括一個薄的圓形金屬沖壓件,熱敏電阻被環(huán)氧封裝。然后可以使用環(huán)氧樹脂或其他方法將金屬沖壓附著到表面上以測量表面溫度。