熱敏電阻及其原理應用

檢測時(shí)，用萬(wàn)用表歐姆檔(視標稱(chēng)電阻值確定檔位，一般為R×1擋)，具體可分兩步操作：首先常溫檢測(室內溫度接近25℃)，用鱷魚(yú)夾代替表筆分別夾住PTC熱敏電阻的兩引腳測出其實(shí)際阻值，并與標稱(chēng)阻值相對比，二者相差在±2Ω內即為正常。實(shí)際阻值若與標稱(chēng)阻值相差過(guò)大，則說(shuō)明其性能不良或已損壞。其次加溫檢測，在常溫測試正常的基礎上，即可進(jìn)行第二步測試—加溫檢測，將一熱源(例如電烙鐵)靠近熱敏電阻對其加熱，觀(guān)察萬(wàn)用表示數，此時(shí)如看到萬(wàn)用示數隨溫度的升高而改變，這表明電阻值在逐漸改變(負溫度系數熱敏電阻器NTC阻值會(huì )變小，正溫度系數熱敏電阻器PTC阻值會(huì )變大)，當阻值改變到一定數值時(shí)顯示數據會(huì )逐漸穩定，說(shuō)明熱敏電阻正常，若阻值無(wú)變化，說(shuō)明其性能變劣，不能繼續使用。測試時(shí)應注意以下幾點(diǎn)：(1)Rt是生產(chǎn)廠(chǎng)家在環(huán)境溫度為25℃時(shí)所測得的，所以用萬(wàn)用表測量Rt時(shí)，亦應在環(huán)境溫度接近25℃時(shí)進(jìn)行，以保證測試的可信度。(2)測量功率不得超過(guò)規定值，以免電流熱效應引起測量誤差。(3)注意正確操作。測試時(shí)，不要用手捏住熱敏電阻體，以防止人體溫度對測試產(chǎn)生影響。(4)注意不要使熱源與PTC熱敏電阻靠得過(guò)近或直接接觸熱敏電阻，以防止將其燙壞。

8應用

熱敏電阻熱敏電阻也可作為電子線(xiàn)路元件用于儀表線(xiàn)路溫度補償和溫差電偶冷端溫度補償等。利用NTC熱敏電阻的自熱特性可實(shí)現自動(dòng)增益控制，構成RC振蕩器穩幅電路，延遲電路和保護電路。在自熱溫度遠大于環(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、流量計、氣體分析儀、熱導分析中常利用熱敏電阻這一特性，制成專(zhuān)用的檢測元件。PTC熱敏電阻主要用于電器設備的過(guò)熱保護、無(wú)觸點(diǎn)繼電器、恒溫、自動(dòng)增益控制、電機啟動(dòng)、時(shí)間延遲、彩色電視自動(dòng)消磁、火災報警和溫度補償等方面。

9主要缺點(diǎn)

熱敏電阻①阻值與溫度的關(guān)系非線(xiàn)性嚴重;

②元件的一致性差，互換性差;

③元件易老化，穩定性較差;

④除特殊高溫熱敏電阻外，絕大多數熱敏電阻僅適合0～150℃范圍，使用時(shí)必須注意。

10問(wèn)題

如果您打算在整個(gè)溫度范圍內均使用熱敏電阻溫度傳感器件，那么該器件的設計工作會(huì )頗具挑戰性。熱敏電阻通常為一款高阻抗、電阻性器件，因此當您需要將熱敏電阻的阻值轉換為電壓值時(shí)，該器件可以簡(jiǎn)化其中的一個(gè)接口問(wèn)題。然而更具挑戰性的接口問(wèn)題是，如何利用線(xiàn)性 ADC 以數字形式捕獲熱敏電阻的非線(xiàn)性行為。

“熱敏電阻”一詞源于對“熱度敏感的電阻”這一描述的概括。熱敏電阻包括兩種基本的類(lèi)型，分別為正溫度系數熱敏電阻和負溫度系數熱敏電阻。負溫度系數熱敏電阻非常適用于高精度溫度測量。要確定熱敏電阻周?chē)臏囟?，您可以借助Steinhart-Hart公式：T=1/(A0+A1(lnRT)+A3(lnRT3))來(lái)實(shí)現。其中，T為開(kāi)氏溫度;RT為熱敏電阻在溫度T時(shí)的阻值;而 A0、A1和A3則是由熱敏電阻生產(chǎn)廠(chǎng)商提供的常數。

熱敏電阻的阻值會(huì )隨著(zhù)溫度的改變而改變，而這種改變是非線(xiàn)性的，Steinhart-Hart公式表明了這一點(diǎn)。在進(jìn)行溫度測量時(shí)，需要驅動(dòng)一個(gè)通過(guò)熱敏電阻的參考電流，以創(chuàng )建一個(gè)等效電壓，該等效電壓具有非線(xiàn)性的響應。您可以使用配備在微控制器上的參照表，嘗試對熱敏電阻的非線(xiàn)性響應進(jìn)行補償。即使您可以在微控制器固件上運行此類(lèi)算法，但您還是需要一個(gè)高精度轉換器用于在出現極端值溫度時(shí)進(jìn)行數據捕獲。

另一種方法是，您可以在數字化之前使用“硬件線(xiàn)性化”技術(shù)和一個(gè)較低精度的 ADC。(Figure 1)其中一種技術(shù)是將一個(gè)電阻RSER與熱敏電阻RTHERM以及參考電壓或電源進(jìn)行串聯(lián)(見(jiàn)圖1)。將 PGA(可編程增益放大器)設置為1V/V，但在這樣的電路中，一個(gè)10位精度的ADC只能感應很有限的溫度范圍(大約±25°C)。

Figure 1,請注意，在圖1中對高溫區沒(méi)能解析。但如果在這些溫度值下增加 PGA 的增益，就可以將 PGA 的輸出信號控制在一定范圍內，在此范圍內 ADC 能夠提供可靠地轉換，從而對熱敏電阻的溫度進(jìn)行識別。微控制器固件的溫度傳感算法可讀取 10 位精度的 ADC 數字值，并將其傳送到PGA 滯后軟件程序。PGA 滯后程序會(huì )校驗 PGA 增益設置，并將 ADC 數字值與圖1顯示的電壓節點(diǎn)的值進(jìn)行比較。如果 ADC 輸出超過(guò)了電壓節點(diǎn)的值，則微控制器會(huì )將 PGA 增益設置到下一個(gè)較高或較低的增益設定值上。如果有必要，微控制器會(huì )再次獲取一個(gè)新的 ADC 值。然后 PGA 增益和 ADC 值會(huì )被傳送到一個(gè)微控制器分段線(xiàn)性?xún)炔宄绦颉?/span>

從非線(xiàn)性的熱敏電阻上獲取數據有時(shí)候會(huì )被看作是一項“不可能實(shí)現的任務(wù)”。您可以將一個(gè)串聯(lián)電阻、一個(gè)微控制器、一個(gè) 10 位 ADC 以及一個(gè) PGA 合理的配合使用，以解決非線(xiàn)性熱敏電阻在超過(guò)±25°C溫度以后所帶來(lái)的測量難題[2]。

11區別

1.熱敏電阻符號是PTC，