熱敏電阻的基本特性詳細(xì)介紹
?電阻－溫度特性
熱敏電阻的電阻－溫度特性可近似地用式1表示。
(式1) R=Ro exp {B(I/T-I/To)}
| R | : 溫度T(K)時(shí)的電阻值 |
| Ro | : 溫度T0(K)時(shí)的電阻值 |
| B | : B 值 |
| *T(K)= t(oC)+273.15 | |
但實(shí)際上，熱敏電阻的B值并非是恒定的，其變化大小因材料構(gòu)成而異，最大甚至可達(dá)5K/°C。因此在較大的溫度范圍內(nèi)應(yīng)用式1時(shí)，將與實(shí)測(cè)值之間存在一定誤差。
此處，若將式1中的B值用式2所示的作為溫度的函數(shù)計(jì)算時(shí)，則可降低與實(shí)測(cè)值之間的誤差，可認(rèn)為近似相等。
(式2) BT=CT2+DT+E
上式中，C、D、E為常數(shù)。
另外，因生產(chǎn)條件不同造成的B值的波動(dòng)會(huì)引起常數(shù)E發(fā)生變化，但常數(shù)C、D 不變。因此，在探討B(tài)值的波動(dòng)量時(shí)，只需考慮常數(shù)E即可。
?? 常數(shù)C、D、E的計(jì)算
常數(shù)C、D、E可由4點(diǎn)的(溫度、電阻值)數(shù)據(jù) (T0, R0). (T1, R1). (T2, R2) and (T3, R3)，通過(guò)式3～6計(jì)算。
首先由式樣3根據(jù)T0和T1,T2,T3的電阻值求出B1,B2,B3,然后代入以下各式樣。
?? 電阻值計(jì)算例
試根據(jù)電阻－溫度特性表，求25°C時(shí)的電阻值為5(kΩ)，B值偏差為50(K)的熱敏電阻在10°C～30°C的電阻值。
?? 步 驟
(1) 根據(jù)電阻－溫度特性表，求常數(shù)C、D、E。
To=25+273.15???T1=10+273.15???T2=20+273.15???T3=30+273.15(2) 代入BT=CT2+DT+E+50，求BT。
(3) 將數(shù)值代入R=5exp {(BTI/T-I/298.15)}，求R。
*T : 10+273.15～30+273.15
?? 電阻－溫度特性圖如圖1所示
所謂電阻溫度系數(shù)(α)，是指在任意溫度下溫度變化1°C(K)時(shí)的零負(fù)載電阻變化率。電阻溫度系數(shù)(α)與B值的關(guān)系，可將式1微分得到。
這里α前的負(fù)號(hào)(－)，表示當(dāng)溫度上升時(shí)零負(fù)載電阻降低。
散熱系數(shù) (JIS-C2570)
散熱系數(shù)(δ)是指在熱平衡狀態(tài)下，熱敏電阻元件通過(guò)自身發(fā)熱使其溫度上升1°C時(shí)所需的功率。
在熱平衡狀態(tài)下，熱敏電阻的溫度T1、環(huán)境溫度T2及消耗功率P之間關(guān)系如下式所示。
產(chǎn)品目錄記載值為下列測(cè)定條件下的典型值。
| (1) | 25°C靜止空氣中。 |
| (2) | 軸向引腳、經(jīng)向引腳型在出廠狀態(tài)下測(cè)定。 |
額定功率(JIS-C2570)
在額定環(huán)境溫度下，可連續(xù)負(fù)載運(yùn)行的功率最大值。
產(chǎn)品目錄記載值是以25°C為額定環(huán)境溫度、由下式計(jì)算出的值。
(式) 額定功率=散熱系數(shù)×（最高使用溫度－25）
最大運(yùn)行功率=t×散熱系數(shù) … (3.3)
這是使用熱敏電阻進(jìn)行溫度檢測(cè)或溫度補(bǔ)償時(shí)，自身發(fā)熱產(chǎn)生的溫度上升容許值所對(duì)應(yīng)功率。(JIS中未定義。)容許溫度上升t°C時(shí)，最大運(yùn)行功率可由下式計(jì)算。
指在零負(fù)載狀態(tài)下，當(dāng)熱敏電阻的環(huán)境溫度發(fā)生急劇變化時(shí)，熱敏電阻元件產(chǎn)生最初溫度與最終溫度兩者溫度差的63.2%的溫度變化所需的時(shí)間。
熱敏電阻的環(huán)境溫度從T1變?yōu)門(mén)2時(shí)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t與熱敏電阻的溫度T之間存在以下關(guān)系。
| T= | (T1-T2)exp(-t/τ)+T2......(3.1) |
| (T2-T1){1-exp(-t/τ)}+T1.....(3.2) |
上式中，若令t=τ時(shí)，則(T-T1)/(T2-T1)=0.632。
換言之，如上面的定義所述，熱敏電阻產(chǎn)生初始溫度差63.2%的溫度變化所需的時(shí)間即為熱響應(yīng)時(shí)間常數(shù)。
經(jīng)過(guò)時(shí)間與熱敏電阻溫度變化率的關(guān)系如下表所示。
產(chǎn)品目錄記錄值為下列測(cè)定條件下的典型值。
| (1) | 靜止空氣中環(huán)境溫度從50°C至25°C變化時(shí)，熱敏電阻的溫度變化至34.2°C所需時(shí)間。 |
| (2) | 軸向引腳、徑向引腳型在出廠狀態(tài)下測(cè)定。 |
另外應(yīng)注意，散熱系數(shù)、熱響應(yīng)時(shí)間常數(shù)隨環(huán)境溫度、組裝條件而變化。
NTC負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻R-T特性?
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B 值相同， 阻值不同的 R-T 特性曲線示意圖?
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相同阻值，不同B值的NTC熱敏電阻R-T特性曲線示意圖