NTC熱敏電阻.doc

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1、熱敏電阻器(thermistor)——型號(hào)MZ、MF： 是一種對(duì)溫度反應(yīng)較敏感、阻值會(huì)隨著溫度的變化而變化的非線性電阻器，通常由單晶、多晶半導(dǎo)體材料制成。 文字符號(hào)： “RT”或“R” 熱敏電阻器的種類： A．按結(jié)構(gòu)及形狀分類——圓片形（片狀）、圓柱形（柱形）、圓圈形（墊圈形）等多種熱敏電阻器。 B．按溫度變化的靈敏度分類——高靈敏度型（突變型）、低靈敏度型（緩變型）熱敏電阻器。 C．按受熱方式分類——直熱式熱敏電阻器、旁熱式熱敏電阻器。 D．按溫變（溫度變化）特性分類——正溫度系數(shù)（PTC）、負(fù)正溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻器。 熱敏電阻器的主要參數(shù)：除標(biāo)稱阻值、額

2、定功率和允許偏差等基本指標(biāo)外，還有如下指標(biāo)： 1）測(cè)量功率：指在規(guī)定的環(huán)境溫度下，電阻體受測(cè)量電源加熱而引起阻值變化不超過(guò)0.1％時(shí)所消耗的功率。 2）材料常數(shù)：是反應(yīng)熱敏電阻器熱靈敏度的指標(biāo)。通常，該值越大，熱敏電阻器的靈敏度和電阻率越高。 3）電阻溫度系數(shù)：表示熱敏電阻器在零功率條件下，其溫度每變化1℃所引起電阻值的相對(duì)變化量。 4）熱時(shí)間常數(shù)：指熱敏電阻器的熱惰性。即在無(wú)功功率狀態(tài)下，當(dāng)環(huán)境溫度突變時(shí)，電阻體溫度由初值變化到最終溫度之差的63.2％所需的時(shí)間。 5）耗散系數(shù)：指熱敏電阻器的溫度每增加1℃所耗散的功率。 6）開(kāi)關(guān)溫度：指熱敏電阻器的零功率電阻值為最低

3、電阻值兩倍時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度。 7）最高工作溫度：指熱敏電阻器在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件下，長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)所允許承受的最高溫度。 8）標(biāo)稱電壓：指穩(wěn)壓用熱敏電阻器在規(guī)定的溫度下，與標(biāo)稱工作電流所對(duì)應(yīng)的電壓值。 9）工作電流：指穩(wěn)壓用熱敏電阻器在在正常工作狀態(tài)下的規(guī)定電流值。 10）穩(wěn)壓范圍：指穩(wěn)壓用熱敏電阻器在規(guī)定的環(huán)境溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定電壓的范圍值。 11）最大電壓：指在規(guī)定的環(huán)境溫度下，熱敏電阻器正常工作時(shí)所允許連續(xù)施加的最高電壓值。 12）絕緣電阻：指在規(guī)定的環(huán)境條件下，熱敏電阻器的電阻體與絕緣外殼之間的電阻值。 ●正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC—positive temperat

4、ure coefficient thermistor） 結(jié)構(gòu)——用鈦酸鋇（BaTiO3）、鍶（Sr）、鋯（Zr）等材料制成的。 屬直熱式熱敏電阻器。 特性——電阻值與溫度變化成正比關(guān)系，即當(dāng)溫度升高時(shí)電阻值隨之增大。在常溫下，其電阻值較小，僅有幾歐姆～幾十歐姆；當(dāng)流經(jīng)它的電流超過(guò)額定值時(shí)，其電阻值能在幾秒鐘內(nèi)迅速增大至數(shù)百歐姆～數(shù)千歐姆以上。 作用與應(yīng)用——廣泛應(yīng)用于彩色電視機(jī)消磁電路、電冰箱壓縮機(jī)啟動(dòng)電路及過(guò)熱或過(guò)電流保護(hù)等電路中、還可用于電驅(qū)蚊器和卷發(fā)器、電熱墊、暖器等小家電中。 ●負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC—negative temperature coefficient t

5、hermistor） 結(jié)構(gòu)——用錳（Mn）、鈷（Co）、鎳（Ni）、銅（Cu）、鋁（Al）等金屬氧化物（具有半導(dǎo)體性質(zhì)）或碳化硅（SiC）等材料采用陶瓷工藝制成的。 特性——電阻值與溫度變化成反比關(guān)系，即當(dāng)溫度升高時(shí)，電阻值隨之減小。 作用與應(yīng)用——廣泛應(yīng)用于電冰箱、空調(diào)器、微波爐、電烤箱、復(fù)印機(jī)、打印機(jī)等家電及辦公產(chǎn)品中，作溫度檢測(cè)、溫度補(bǔ)償、溫度控制、微波功率測(cè)量及穩(wěn)壓控制用。 熱敏電阻是開(kāi)發(fā)早、種類多、發(fā)展較成熟的敏感元器件．熱敏電阻由半導(dǎo)體陶瓷材料組成，利用的原理是溫度引起電阻變化．若電子和空穴的濃度分別為n、p，遷移率分別為μn、μp，則半導(dǎo)體的電導(dǎo)為： σ=q（nμn+p

6、μp） 因?yàn)閚、p、μn、μp都是依賴溫度T的函數(shù)，所以電導(dǎo)是溫度的函數(shù)，因此可由測(cè)量電導(dǎo)而推算出溫度的高低，并能做出電阻-溫度特性曲線．這就是半導(dǎo)體熱敏電阻的工作原理． 熱敏電阻包括正溫度系數(shù)（PTC）和負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻，以及臨界溫度熱敏電阻（CTR）．它們的電阻-溫度特性如圖1所示．熱敏電阻的主要特點(diǎn)是：①靈敏度較高，其電阻溫度系數(shù)要比金屬大10～100倍以上，能檢測(cè)出10-6℃的溫度變化；②工作溫度范圍寬，常溫器件適用于-55℃～315℃，高溫器件適用溫度高于315℃（目前最高可達(dá)到2000℃），低溫器件適用于-273℃～55℃；③體積小，能夠測(cè)量其他溫度計(jì)無(wú)法測(cè)量的空隙

7、、腔體及生物體內(nèi)血管的溫度；④使用方便，電阻值可在0.1～100kΩ間任意選擇；⑤易加工成復(fù)雜的形狀，可大批量生產(chǎn)；⑥穩(wěn)定性好、過(guò)載能力強(qiáng)． 由于半導(dǎo)體熱敏電阻有獨(dú)特的性能，所以在應(yīng)用方面，它不僅可以作為測(cè)量元件（如測(cè)量溫度、流量、液位等），還可以作為控制元件（如熱敏開(kāi)關(guān)、限流器）和電路補(bǔ)償元件．熱敏電阻廣泛用于家用電器、電力工業(yè)、通訊、軍事科學(xué)、宇航等各個(gè)領(lǐng)域，發(fā)展前景極其廣闊． 一、PTC熱敏電阻 PTC（Positive Temperature Coeff1Cient）是指在某一溫度下電阻急劇增加、具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻現(xiàn)象或材料，可專門用作恒定溫度傳感器．該材料是以BaTi

8、O3或SrTiO3或PbTiO3為主要成分的燒結(jié)體，其中摻入微量的Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La等氧化物進(jìn)行原子價(jià)控制而使之半導(dǎo)化，常將這種半導(dǎo)體化的BaTiO3等材料簡(jiǎn)稱為半導(dǎo)（體）瓷；同時(shí)還添加增大其正電阻溫度系數(shù)的Mn、Fe、Cu、Cr的氧化物和起其他作用的添加物，采用一般陶瓷工藝成形、高溫?zé)Y(jié)而使鈦酸鉑等及其固溶體半導(dǎo)化，從而得到正特性的熱敏電阻材料．其溫度系數(shù)及居里點(diǎn)溫度隨組分及燒結(jié)條件（尤其是冷卻溫度）不同而變化． 鈦酸鋇晶體屬于鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)，是一種鐵電材料，純鈦酸鋇是一種絕緣材料．在鈦酸鋇材料中加入微量稀土元素，進(jìn)行適當(dāng)熱處理后，在居里溫度附近，電阻率陡增幾個(gè)數(shù)量級(jí)，產(chǎn)生PT

9、C效應(yīng)，此效應(yīng)與BaTiO3晶體的鐵電性及其在居里溫度附近材料的相變有關(guān)．鈦酸鋇半導(dǎo)瓷是一種多晶材料，晶粒之間存在著晶粒間界面．該半導(dǎo)瓷當(dāng)達(dá)到某一特定溫度或電壓，晶體粒界就發(fā)生變化，從而電阻急劇變化． 鈦酸鋇半導(dǎo)瓷的PTC效應(yīng)起因于粒界（晶粒間界）．對(duì)于導(dǎo)電電子來(lái)說(shuō)，晶粒間界面相當(dāng)于一個(gè)勢(shì)壘．當(dāng)溫度低時(shí)，由于鈦酸鋇內(nèi)電場(chǎng)的作用，導(dǎo)致電子極容易越過(guò)勢(shì)壘，則電阻值較?。?dāng)溫度升高到居里點(diǎn)溫度（即臨界溫度）附近時(shí)，內(nèi)電場(chǎng)受到破壞，它不能幫助導(dǎo)電電子越過(guò)勢(shì)壘．這相當(dāng)于勢(shì)壘升高，電阻值突然增大，產(chǎn)生PTC效應(yīng)．鈦酸鋇半導(dǎo)瓷的PTC效應(yīng)的物理模型有海望表面勢(shì)壘模型、丹尼爾斯等人的鋇缺位模型和疊加勢(shì)壘模型

10、，它們分別從不同方面對(duì)PTC效應(yīng)作出了合理解釋． 實(shí)驗(yàn)表明，在工作溫度范圍內(nèi)，PTC熱敏電阻的電阻-溫度特性可近似用實(shí)驗(yàn)公式表示： RT=RT0expBp（T-T0） 式中RT、RT0表示溫度為T、T0時(shí)電阻值，Bp為該種材料的材料常數(shù)． PTC效應(yīng)起源于陶瓷的粒界和粒界間析出相的性質(zhì)，并隨雜質(zhì)種類、濃度、燒結(jié)條件等而產(chǎn)生顯著變化．最近，進(jìn)入實(shí)用化的熱敏電阻中有利用硅片的硅溫度敏感元件，這是體型且精度高的PTC熱敏電阻，由n型硅構(gòu)成，因其中的雜質(zhì)產(chǎn)生的電子散射隨溫度上升而增加，從而電阻增加． PTC熱敏電阻于1950年出現(xiàn)，隨后1954年出現(xiàn)了以鈦酸鋇為主要材料的PTC熱敏電阻．PT

11、C熱敏電阻在工業(yè)上可用作溫度的測(cè)量與控制，也用于汽車某部位的溫度檢測(cè)與調(diào)節(jié)，還大量用于民用設(shè)備，如控制瞬間開(kāi)水器的水溫、空調(diào)器與冷庫(kù)的溫度，利用本身加熱作氣體分析和風(fēng)速機(jī)等方面．下面簡(jiǎn)介一例對(duì)加熱器、馬達(dá)、變壓器、大功率晶體管等電器的加熱和過(guò)熱保護(hù)方面的應(yīng)用。 PTC熱敏電阻除用作加熱元件外，同時(shí)還能起到“開(kāi)關(guān)”的作用，兼有敏感元件、加熱器和開(kāi)關(guān)三種功能，稱之為“熱敏開(kāi)關(guān)”，如圖2和3所示．電流通過(guò)元件后引起溫度升高，即發(fā)熱體的溫度上升，當(dāng)超過(guò)居里點(diǎn)溫度后，電阻增加，從而限制電流增加，于是電流的下降導(dǎo)致元件溫度降低，電阻值的減小又使電路電流增加，元件溫度升高，周而復(fù)始，因此具有使溫度保持在特

12、定范圍的功能，又起到開(kāi)關(guān)作用．利用這種阻溫特性做成加熱源，作為加熱元件應(yīng)用的有暖風(fēng)器、電烙鐵、烘衣柜、空調(diào)等，還可對(duì)電器起到過(guò)熱保護(hù)作用． 二、NTC熱敏電阻 NTC（Negative Temperature Coeff1Cient）是指隨溫度上升電阻呈指數(shù)關(guān)系減小、具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻現(xiàn)象和材料．該材料是利用錳、銅、硅、鈷、鐵、鎳、鋅等兩種或兩種以上的金屬氧化物進(jìn)行充分混合、成型、燒結(jié)等工藝而成的半導(dǎo)體陶瓷，可制成具有負(fù)溫度系數(shù)（NTC）的熱敏電阻．其電阻率和材料常數(shù)隨材料成分比例、燒結(jié)氣氛、燒結(jié)溫度和結(jié)構(gòu)狀態(tài)不同而變化．現(xiàn)在還出現(xiàn)了以碳化硅、硒化錫、氮化鉭等為代表的非氧化物系N

13、TC熱敏電阻材料． NTC熱敏半導(dǎo)瓷大多是尖晶石結(jié)構(gòu)或其他結(jié)構(gòu)的氧化物陶瓷，具有負(fù)的溫度系數(shù)，電阻值可近似表示為： 式中RT、RT0分別為溫度T、T0時(shí)的電阻值，Bn為材料常數(shù)．陶瓷晶粒本身由于溫度變化而使電阻率發(fā)生變化，這是由半導(dǎo)體特性決定的． NTC熱敏電阻器的發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的階段．1834年，科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)了硫化銀有負(fù)溫度系數(shù)的特性．1930年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)氧化亞銅-氧化銅也具有負(fù)溫度系數(shù)的性能，并將之成功地運(yùn)用在航空儀器的溫度補(bǔ)償電路中．隨后，由于晶體管技術(shù)的不斷發(fā)展，熱敏電阻器的研究取得重大進(jìn)展．1960年研制出了N1C熱敏電阻器．NTC熱敏電阻器廣泛用于測(cè)溫、控溫、溫度補(bǔ)償

14、等方面．下面介紹一個(gè)溫度測(cè)量的應(yīng)用實(shí)例，NTC熱敏電阻測(cè)溫用原理如圖4所示． 它的測(cè)量范圍一般為-10～+300℃，也可做到-200～+10℃，甚至可用于+300～+1200℃環(huán)境中作測(cè)溫用．RT為NTC熱敏電阻器；R2和R3是電橋平衡電阻；R1為起始電阻；R4為滿刻度電阻，校驗(yàn)表頭，也稱校驗(yàn)電阻；R7、R8和W為分壓電阻，為電橋提供一個(gè)穩(wěn)定的直流電源．R6與表頭（微安表）串聯(lián)，起修正表頭刻度和限制流經(jīng)表頭的電流的作用．R5與表頭并聯(lián)，起保護(hù)作用．在不平衡電橋臂（即R1、RT）接入一只熱敏元件RT作溫度傳感探頭．由于熱敏電阻器的阻值隨溫度的變化而變化，因而使接在電橋?qū)蔷€間的表頭指示也相

15、應(yīng)變化．這就是熱敏電阻器溫度計(jì)的工作原理． 熱敏電阻器溫度計(jì)的精度可以達(dá)到0.1℃，感溫時(shí)間可少至10s以下．它不僅適用于糧倉(cāng)測(cè)溫儀，同時(shí)也可應(yīng)用于食品儲(chǔ)存、醫(yī)藥衛(wèi)生、科學(xué)種田、海洋、深井、高空、冰川等方面的溫度測(cè)量． 三、CTR熱敏電阻 臨界溫度熱敏電阻CTR（Crit1Cal Temperature Resistor）具有負(fù)電阻突變特性，在某一溫度下，電阻值隨溫度的增加激劇減小，具有很大的負(fù)溫度系數(shù)．構(gòu)成材料是釩、鋇、鍶、磷等元素氧化物的混合燒結(jié)體，是半玻璃狀的半導(dǎo)體，也稱CTR為玻璃態(tài)熱敏電阻．驟變溫度隨添加鍺、鎢、鉬等的氧化物而變．這是由于不同雜質(zhì)的摻入，使氧化釩的晶格間隔不同造

16、成的．若在適當(dāng)?shù)倪€原氣氛中五氧化二釩變成二氧化釩，則電阻急變溫度變大；若進(jìn)一步還原為三氧化二釩，則急變消失．產(chǎn)生電阻急變的溫度對(duì)應(yīng)于半玻璃半導(dǎo)體物性急變的位置，因此產(chǎn)生半導(dǎo)體-金屬相移．CTR能夠作為控溫報(bào)警等應(yīng)用． 熱敏電阻的理論研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)已取得了引人注目的成果．隨著高、精、尖科技的應(yīng)用，對(duì)熱敏電阻的導(dǎo)電機(jī)理和應(yīng)用的更深層次的探索，以及對(duì)性能優(yōu)良的新材料的深入研究，將會(huì)取得迅速發(fā)展． 電阻知識(shí) 導(dǎo)電體對(duì)電流的阻礙作用稱為電阻，用符號(hào)R表示，單位為歐姆、千歐、兆歐，分別用Ω、KΩ、MΩ表示。一、電阻的型號(hào)命名方法： 國(guó)產(chǎn)電阻器的型號(hào)由四部分組成（不適用敏感電阻） 第一

17、部分：主稱 ，用字母表示，表示產(chǎn)品的名字。如R表示電阻，W表示電位器。 第二部分：材料 ，用字母表示，表示電阻體用什么材料組成，T-碳膜、H-合成碳膜、S-有機(jī)實(shí)心、N-無(wú)機(jī)實(shí)心、J-金屬膜、Y-氮化膜、C-沉積膜、I-玻璃釉膜、X-線繞。 第三部分：分類，一般用數(shù)字表示，個(gè)別類型用字母表示，表示產(chǎn)品屬于什么類型。1-普通、2-普通、3-超高頻 、4-高阻、5-高溫、6-精密、7-精密、8-高壓、9-特殊、G-高功率、T-可調(diào)。 第四部分:序號(hào)，用數(shù)字表示，表示同類產(chǎn)品中不同品種，以區(qū)分產(chǎn)品的外型尺寸和性能指標(biāo)等 例如：R T 1 1 型普通碳膜電阻 二、電阻器的分類

18、1、線繞電阻器：通用線繞電阻器、精密線繞電阻器、大功率線繞電阻器、高頻線繞電阻器。 2、薄膜電阻器：碳膜電阻器、合成碳膜電阻器、金屬膜電阻器、金屬氧化膜電阻器、化學(xué)沉積膜電阻器、玻璃釉膜電阻器、金屬氮化膜電阻器。 3、實(shí)心電阻器：無(wú)機(jī)合成實(shí)心碳質(zhì)電阻器、有機(jī)合成實(shí)心碳質(zhì)電阻器。 4、敏感電阻器：壓敏電阻器、熱敏電阻器、光敏電阻器、力敏電阻器、氣敏電阻器、濕敏電阻器。 三、主要特性參數(shù) 1、標(biāo)稱阻值：電阻器上面所標(biāo)示的阻值。 2、允許誤差：標(biāo)稱阻值與實(shí)際阻值的差值跟標(biāo)稱阻值之比的百分?jǐn)?shù)稱阻值偏差，它表示電阻器的精度。允許誤差與精度等級(jí)對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：0.5%-0.05、

19、1%-0.1(或00)、2%-0.2(或0)、5%-Ⅰ級(jí)、10%-Ⅱ級(jí)、20%-Ⅲ級(jí) 3、額定功率：在正常的大氣壓力90-106.6KPa及環(huán)境溫度為－55℃～＋70℃的條件下，電阻器長(zhǎng)期工作所允許耗散的最大功率。 線繞電阻器額定功率系列為（W）：1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500 非線繞電阻器額定功率系列為（W）：1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、5、10、25、50、100 4、額定電壓：由阻值和額定功率換算出的電壓。 5、最高工作電壓：允許的最大連續(xù)工作電壓。在低氣壓工作時(shí)，最高

20、工作電壓較低。 6、溫度系數(shù)：溫度每變化1℃所引起的電阻值的相對(duì)變化。溫度系數(shù)越小，電阻的穩(wěn)定性越好。阻值隨溫度升高而增大的為正溫度系數(shù)，反之為負(fù)溫度系數(shù)。 7、老化系數(shù)：電阻器在額定功率長(zhǎng)期負(fù)荷下，阻值相對(duì)變化的百分?jǐn)?shù)，它是表示電阻器壽命長(zhǎng)短的參數(shù)。 8、電壓系數(shù)：在規(guī)定的電壓范圍內(nèi)，電壓每變化1伏，電阻器的相對(duì)變化量。 9、噪聲：產(chǎn)生于電阻器中的一種不規(guī)則的電壓起伏，包括熱噪聲和電流噪聲兩部分，熱噪聲是由于導(dǎo)體內(nèi)部不規(guī)則的電子自由運(yùn)動(dòng)，使導(dǎo)體任意兩點(diǎn)的電壓不規(guī)則變化。 四、電阻器阻值標(biāo)示方法 1、直標(biāo)法：用數(shù)字和單位符號(hào)在電阻器表面標(biāo)出阻值，其允許誤差直接用百分

21、數(shù)表示，若電阻上未注偏差，則均為20%。 2、文字符號(hào)法：用阿拉伯?dāng)?shù)字和文字符號(hào)兩者有規(guī)律的組合來(lái)表示標(biāo)稱阻值，其允許偏差也用文字符號(hào)表示。符號(hào)前面的數(shù)字表示整數(shù)阻值，后面的數(shù)字依次表示第一位小數(shù)阻值和第二位小數(shù)阻值。 表示允許誤差的文字符號(hào) 文字符號(hào) D F G J K M 允許偏差 0.5% 1% 2% 5% 10% 20% 3、數(shù)碼法：在電阻器上用三位數(shù)碼表示標(biāo)稱值的標(biāo)志方法。數(shù)碼從左到右，第一、二位為有效值，第三位為指數(shù)，即零的個(gè)數(shù)，單位為歐。偏差通常采用文字符號(hào)表示。 4、色標(biāo)法：用不同顏色的帶或點(diǎn)在電阻器表面標(biāo)出標(biāo)稱阻值和允許偏差。國(guó)外電阻大部分采用色標(biāo)法。

22、 黑-0、棕-1、紅-2、橙-3、黃-4、綠-5、藍(lán)-6、紫-7、灰-8、白-9、金-5%、銀-10%、無(wú)色-20% 當(dāng)電阻為四環(huán)時(shí)，最后一環(huán)必為金色或銀色，前兩位為有效數(shù)字， 第三位為乘方數(shù)，第四位為偏差。 當(dāng)電阻為五環(huán)時(shí)，最后一環(huán)與前面四環(huán)距離較大。前三位為有效數(shù)字， 第四位為乘方數(shù)， 第五位為偏差。 五、常用電阻器 1、電位器 電位器是一種機(jī)電元件，他靠電刷在電阻體上的滑動(dòng)，取得與電刷位移成一定關(guān)系的輸出電壓。 1.1 合成碳膜電位器 電阻體是用經(jīng)過(guò)研磨的碳黑，石墨，石英等材料涂敷于基體表面而成，該工藝簡(jiǎn)單，是目前應(yīng)用最廣泛的電位器。特點(diǎn)是分辯力高

23、耐磨性好，壽命較長(zhǎng)。缺點(diǎn)是電流噪聲，非線性大， 耐潮性以及阻值穩(wěn)定性差。 1.2 有機(jī)實(shí)心電位器 有機(jī)實(shí)心電位器是一種新型電位器，它是用加熱塑壓的方法，將有機(jī)電阻粉壓在絕緣體的凹槽內(nèi)。有機(jī)實(shí)心電位器與碳膜電位器相比具有耐熱性好、功率大、可靠性高、耐磨性好的優(yōu)點(diǎn)。但溫度系數(shù)大、動(dòng)噪聲大、耐潮性能差、制造工藝復(fù)雜、阻值精度較差。在小型化、高可靠、高耐磨性的電子設(shè)備以及交、直流電路中用作調(diào)節(jié)電壓、電流。 1.3 金屬玻璃鈾電位器 用絲網(wǎng)印刷法按照一定圖形，將金屬玻璃鈾電阻漿料涂覆在陶瓷基體上，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。特點(diǎn)是：阻值范圍寬，耐熱性好，過(guò)載能力強(qiáng)，耐潮，耐磨等都很好，是很有前途的電

24、位器品種，缺點(diǎn)是接觸電阻和電流噪聲大。 1.4 繞線電位器 繞線電位器是將康銅絲或鎳鉻合金絲作為電阻體，并把它繞在絕緣骨架上制成。繞線電位器特點(diǎn)是接觸電阻小，精度高，溫度系數(shù)小，其缺點(diǎn)是分辨力差，阻值偏低，高頻特性差。主要用作分壓器、變阻器、儀器中調(diào)零和工作點(diǎn)等。 1.5 金屬膜電位器 金屬膜電位器的電阻體可由合金膜、金屬氧化膜、金屬箔等分別組成。特點(diǎn)是分辯力高、耐高溫、溫度系數(shù)小、動(dòng)噪聲小、平滑性好。 1.6 導(dǎo)電塑料電位器 用特殊工藝將DAP（鄰苯二甲酸二稀丙脂）電阻漿料覆在絕緣機(jī)體上，加熱聚合成電阻膜，或?qū)AP電阻粉熱塑壓在絕緣基體的凹槽內(nèi)形成的實(shí)心體作為電阻體

25、。特點(diǎn)是：平滑性好、分辯力優(yōu)異耐磨性好、壽命長(zhǎng)、動(dòng)噪聲小、可靠性極高、耐化學(xué)腐蝕。用于宇宙裝置、導(dǎo)彈、飛機(jī)雷達(dá)天線的伺服系統(tǒng)等。 1.7 帶開(kāi)關(guān)的電位器 有旋轉(zhuǎn)式開(kāi)關(guān)電位器、推拉式開(kāi)關(guān)電位器、推推開(kāi)關(guān)式電位器 1.8 預(yù)調(diào)式電位器 預(yù)調(diào)式電位器在電路中，一旦調(diào)試好，用蠟封住調(diào)節(jié)位置，在一般情況下不再調(diào)節(jié)。 1.9 直滑式電位器 采用直滑方式改變電阻值。 1.10 雙連電位器 有異軸雙連電位器和同軸雙連電位器 1.11 無(wú)觸點(diǎn)電位器 無(wú)觸點(diǎn)電位器消除了機(jī)械接觸，壽命長(zhǎng)、可靠性高，分光電式電位器、磁敏式電位器等。 2、實(shí)芯碳質(zhì)電阻器 用碳質(zhì)顆粒壯導(dǎo)電

26、物質(zhì)、填料和粘合劑混合制成一個(gè)實(shí)體的電阻器。特點(diǎn)：價(jià)格低廉，但其阻值誤差、噪聲電壓都大，穩(wěn)定性差，目前較少用。 3、繞線電阻器 用高阻合金線繞在絕緣骨架上制成，外面涂有耐熱的釉絕緣層或絕緣漆。繞線電阻具有較低的溫度系數(shù)，阻值精度高， 穩(wěn)定性好，耐熱耐腐蝕，主要做精密大功率電阻使用，缺點(diǎn)是高頻性能差，時(shí)間常數(shù)大。 4、薄膜電阻器 用蒸發(fā)的方法將一定電阻率材料蒸鍍于絕緣材料表面制成。主要如下： 4.1 碳膜電阻器 將結(jié)晶碳沉積在陶瓷棒骨架上制成。碳膜電阻器成本低、性能穩(wěn)定、阻值范圍寬、溫度系數(shù)和電壓系數(shù)低，是目前應(yīng)用最廣泛的電阻器。 4.2 金屬膜電阻器。 用真空蒸

27、發(fā)的方法將合金材料蒸鍍于陶瓷棒骨架表面。金屬膜電阻比碳膜電阻的精度高，穩(wěn)定性好，噪聲， 溫度系數(shù)小。在儀器儀表及通訊設(shè)備中大量采用。 4.3 金屬氧化膜電阻器 在絕緣棒上沉積一層金屬氧化物。由于其本身即是氧化物，所以高溫下穩(wěn)定，耐熱沖擊，負(fù)載能力強(qiáng)。 4.4 合成膜電阻 將導(dǎo)電合成物懸浮液涂敷在基體上而得，因此也叫漆膜電阻。由于其導(dǎo)電層呈現(xiàn)顆粒狀結(jié)構(gòu)，所以其噪聲大，精度低，主要用他制造高壓， 高阻， 小型電阻器。 5、金屬玻璃鈾電阻器 將金屬粉和玻璃鈾粉混合，采用絲網(wǎng)印刷法印在基板上。 耐潮濕， 高溫， 溫度系數(shù)小，主要應(yīng)用于厚膜電路。 6、貼片電阻SMT 片狀

28、電阻是金屬玻璃鈾電阻的一種形式，他的電阻體是高可靠的釕系列玻璃鈾材料經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)而成，電極采用銀鈀合金漿料。體積小，精度高，穩(wěn)定性好，由于其為片狀元件，所以高頻性能好。 7、敏感電阻 敏感電阻是指器件特性對(duì)溫度，電壓，濕度，光照，氣體， 磁場(chǎng)，壓力等作用敏感的電阻器。 敏感電阻的符號(hào)是在普通電阻的符號(hào)中加一斜線，并在旁標(biāo)注敏感電阻的類型，如：t. v等。 7.1、壓敏電阻 主要有碳化硅和氧化鋅壓敏電阻，氧化鋅具有更多的優(yōu)良特性。 7.2、濕敏電阻 由感濕層，電極，絕緣體組成，濕敏電阻主要包括氯化鋰濕敏電阻，碳濕敏電阻，氧化物濕敏電阻。氯化鋰濕敏電阻隨濕度上升而電阻減小，

29、缺點(diǎn)為測(cè)試范圍小，特性重復(fù)性不好，受溫度影響大。碳濕敏電阻缺點(diǎn)為低溫靈敏度低，阻值受溫度影響大，由老化特性，較少使用。氧化物濕敏電阻性能較優(yōu)越，可長(zhǎng)期使用，溫度影響小，阻值與濕度變化呈線性關(guān)系。有氧化錫，鎳鐵酸鹽，等材料。 7.3、光敏電阻 光敏電阻是電導(dǎo)率隨著光量力的變化而變化的電子元件，當(dāng)某種物質(zhì)受到光照時(shí)，載流子的濃度增加從而增加了電導(dǎo)率，這就是光電導(dǎo)效應(yīng)。 7.4、氣敏電阻 利用某些半導(dǎo)體吸收某種氣體后發(fā)生氧化還原反應(yīng)制成，主要成分是金屬氧化物，主要品種有：金屬氧化物氣敏電阻、復(fù)合氧化物氣敏電阻、陶瓷氣敏電阻等。 7.5、力敏電阻 力敏電阻是一種阻值隨壓力變化而

30、變化的電阻，國(guó)外稱為壓電電阻器。所謂壓力電阻效應(yīng)即半導(dǎo)體材料的電阻率隨機(jī)械應(yīng)力的變化而變化的效應(yīng)。可制成各種力矩計(jì)，半導(dǎo)體話筒，壓力傳感器等。主要品種有硅力敏電阻器，硒碲合金力敏電阻器，相對(duì)而言，合金電阻器具有更高靈敏度。 7.6、熱敏電阻 熱敏電阻是敏感元件的一類,其電阻值會(huì)隨著熱敏電阻本體溫度的變化呈現(xiàn)出階躍性的變化,具有半導(dǎo)體特性. 熱敏電阻按照溫度系數(shù)的不同分為: 正溫度系數(shù)熱敏電阻(簡(jiǎn)稱PTC熱敏電阻) 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(簡(jiǎn)稱NTC熱敏電阻) 正溫度熱敏電阻(PTC Thermistor) PTC是Positive Temperature Coeffic

31、ient 的縮寫(xiě),意思是正的溫度系數(shù),泛指正溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件.通常我們提到的PTC是指正溫度系數(shù)熱敏電阻,簡(jiǎn)稱PTC熱敏電阻. PTC熱敏電阻是一種典型具有溫度敏感性的半導(dǎo)體電阻,超過(guò)一定的溫度(居里溫度)時(shí), 它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的增高. PTC熱敏電阻根據(jù)其材質(zhì)的不同分為: 陶瓷PTC熱敏電阻 有機(jī)高分子PTC熱敏電阻 目前大量被使用的PTC熱敏電阻種類: 恒溫加熱用PTC熱敏電阻 過(guò)流保護(hù)用PTC熱敏電阻 空氣加熱用PTC熱敏電阻 延時(shí)啟動(dòng)用PTC熱敏電阻 傳 感 器用PTC熱敏電阻 自動(dòng)消磁用PTC熱敏電阻

32、 一般情況下,有機(jī)高分子PTC熱敏電阻適合過(guò)流保護(hù)用途,陶瓷PTC熱敏電阻可適用于以上所列各種用途. 負(fù)溫度熱敏電阻(NTC Thermistor) NTC是Negative Temperature Coefficient 的縮寫(xiě),意思是負(fù)的溫度系數(shù),泛指負(fù)溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件.通常我們提到的NTC是指負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻,簡(jiǎn)稱NTC熱敏電阻. NTC熱敏電阻是一種典型具有溫度敏感性的半導(dǎo)體電阻,它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的減小. NTC熱敏電阻是以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料，采用陶瓷工藝制造而成的.這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì)，因?yàn)樵趯?dǎo)電方式上完

33、全類似鍺、硅等半導(dǎo)體材料.溫度低時(shí)，這些氧化物材料的載流子（電子和孔穴）數(shù)目少，所以其電阻值較高；隨著溫度的升高，載流子數(shù)目增加，所以電阻值降低. NTC熱敏電阻根據(jù)其用途的不同分為: 功率型NTC熱敏電阻 補(bǔ)償型NTC熱敏電阻 測(cè)溫型NTC熱敏電阻 NTC熱敏電阻器給許多溫度測(cè)量與控制設(shè)備提供實(shí)用的，低成本的解決方案，適用于-55 ℃到+300 ℃的溫度范圍內(nèi)。 MF58型玻殼精密型 MF58型熱敏電阻器采用陶瓷工藝與半導(dǎo)體工藝相結(jié)合的工藝技術(shù)制作而成，為兩端軸向引出線玻璃封裝結(jié)構(gòu)。 MF52 E型珠狀精密型 MF52 E型熱敏電阻器是采用新材料、新工藝生產(chǎn)的小體

34、積的環(huán)氧樹(shù)脂包封型NTC熱敏電阻器，具有高精度和快速反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。 主要參數(shù) 額定零功率電阻值R25 (Ω) R25允許偏差（%） B值(25/50 ℃)/（K） B值允許偏差（%） 耗散系數(shù) ≥2.0mW/ ℃ 熱時(shí)間常數(shù) ≤7S 額定功率 ≤50mW 工作溫度范圍: -55 ~+300 ℃ 應(yīng)用原理及實(shí)例 溫度測(cè)量（惠斯登電橋電路） 溫度控制 為了避免電子電路中在開(kāi)機(jī)瞬間產(chǎn)生的浪涌電流，在電源電路中串接一個(gè)功率型NTC熱敏電阻，能有效的抑制開(kāi)機(jī)時(shí)的浪涌電流，并在完成浪涌電流抑制作用后，由于通過(guò)其電流的持續(xù)作用，功率型熱敏電阻的阻值將下降的一個(gè)非常

35、小的程度，它消耗的功率可以忽略不計(jì)，不會(huì)對(duì)正常的工作電流造成影響，所以在電源回路中使用功率型NTC熱敏電阻，是抑制開(kāi)機(jī)浪涌電流保護(hù)電子設(shè)備免遭破壞的最為簡(jiǎn)便而有效的措施。 功率型NTC熱敏電阻器的選用原則 1.電阻器的最大工作電流〉實(shí)際電源回路的工作電流 2.功率型電阻器的標(biāo)稱電阻值 R≥1.414*E/Im 式中 E為線路電壓 Im為浪涌電流 對(duì)于轉(zhuǎn)換電源，逆變電源，開(kāi)關(guān)電源，UPS電源， Im=100倍工作電流 對(duì)于燈絲，加熱器等回路 Im=30倍工作電流 3.B值越大，殘余電阻越小，工作時(shí)溫升越小 4.一般說(shuō)，時(shí)間常數(shù)與耗散系數(shù)的乘積越大，則表示電阻

36、器的熱容量越大，電阻器抑制浪涌電流的能力也越強(qiáng)。 下圖為使用MF72熱敏電阻前后浪涌電流得比較曲線圖，虛線為使用熱敏電阻前，實(shí)線為使用熱敏電阻后。 下圖為MF72-3D25的R-T阻溫特性曲線 NTC負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻專業(yè)術(shù)語(yǔ) 零功率電阻值 RT（Ω） RT指在規(guī)定溫度 T 時(shí)，采用引起電阻值變化相對(duì)于總的測(cè)量誤差來(lái)說(shuō)可以忽略不計(jì)的測(cè)量功率測(cè)得的電阻值。 電阻值和溫度變化的關(guān)系式為： RT = RN expB(1/T – 1/TN) RT ：在溫度 T （ K ）時(shí)的 NTC 熱敏電阻阻值。 RN ：在額定溫度 TN （ K ）時(shí)的 NTC 熱敏電阻阻值

37、。 T ：規(guī)定溫度（ K ）。 B ： NTC 熱敏電阻的材料常數(shù)，又叫熱敏指數(shù)。 exp ：以自然數(shù) e 為底的指數(shù)（ e = 2.71828 …）。 該關(guān)系式是經(jīng)驗(yàn)公式，只在額定溫度 TN 或額定電阻阻值 RN 的有限范圍內(nèi)才具有一定的精確度，因?yàn)椴牧铣?shù) B 本身也是溫度 T 的函數(shù)。 額定零功率電阻值 R25 （Ω） 根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定，額定零功率電阻值是 NTC 熱敏電阻在基準(zhǔn)溫度 25 ℃ 時(shí)測(cè)得的電阻值 R25，這個(gè)電阻值就是 NTC 熱敏電阻的標(biāo)稱電阻值。通常所說(shuō) NTC 熱敏電阻多少阻值，亦指該值。 最大穩(wěn)態(tài)電流 在環(huán)境溫度為25℃時(shí)允許施加在熱敏電

38、阻器上的最大連續(xù)電流。 25℃下最大電流時(shí)近似電阻值 （Ω） 25℃下最大電流時(shí)近似電阻值就是在環(huán)境溫度25℃時(shí)，對(duì)熱敏電阻施加允許的最大連續(xù)電流時(shí)，熱敏電阻剩余的阻值，亦稱最大殘余電阻值。 材料常數(shù)（熱敏指數(shù)） B 值（ K ） B 值被定義為： RT1 ：溫度 T1 （ K ）時(shí)的零功率電阻值。 RT2 ：溫度 T2 （ K ）時(shí)的零功率電阻值。 T1， T2 ：兩個(gè)被指定的溫度（ K ）。 對(duì)于常用的 NTC 熱敏電阻， B 值范圍一般在 2000K ～ 6000K 之間。 零功率電阻溫度系數(shù)（αT ） 在規(guī)定溫度下， NTC 熱敏電阻零動(dòng)功率電阻

39、值的相對(duì)變化與引起該變化的溫度變化值之比值。 αT ：溫度 T （ K ）時(shí)的零功率電阻溫度系數(shù)。 RT ：溫度 T （ K ）時(shí)的零功率電阻值。 T ：溫度（ T ）。 B ：材料常數(shù)。 耗散系數(shù)（δ） 在規(guī)定環(huán)境溫度下， NTC 熱敏電阻耗散系數(shù)是電阻中耗散的功率變化與電阻體相應(yīng)的溫度變化之比值。 δ： NTC 熱敏電阻耗散系數(shù)，（ mW/ K ）。 △ P ： NTC 熱敏電阻消耗的功率（ mW ）。 △ T ： NTC 熱敏電阻消耗功率△ P 時(shí)，電阻體相應(yīng)的溫度變化（ K ）。 熱時(shí)間常數(shù)(τ) 在零功率條件下，當(dāng)溫度突變時(shí)，熱敏電阻

40、的溫度變化了始未兩個(gè)溫度差的 63.2% 時(shí)所需的時(shí)間，熱時(shí)間常數(shù)與 NTC 熱敏電阻的熱容量成正比，與其耗散系數(shù)成反比。 τ：熱時(shí)間常數(shù)（ S ）。 C： NTC 熱敏電阻的熱容量。 δ： NTC 熱敏電阻的耗散系數(shù)。 額定功率Pn 在規(guī)定的技術(shù)條件下，熱敏電阻器長(zhǎng)期連續(xù)工作所允許消耗的功率。在此功率下，電阻體自身溫度不超過(guò)其最高工作溫度。 最高工作溫度Tmax 在規(guī)定的技術(shù)條件下，熱敏電阻器能長(zhǎng)期連續(xù)工作所允許的最高溫度。即: T0-環(huán)境溫度。 測(cè)量功率Pm 熱敏電阻在規(guī)定的環(huán)境溫度下， 阻體受測(cè)量電流加熱引起的阻值變化相對(duì)于總的測(cè)量誤差來(lái)說(shuō)可以忽略不計(jì)時(shí)

41、所消耗的功率。 一般要求阻值變化大于0.1%，則這時(shí)的測(cè)量功率Pm為： 熱敏電阻(NTC)的基本參數(shù)及其應(yīng)用(圖) 　　1 NTC的術(shù)語(yǔ)及主要參數(shù) 　　在家電開(kāi)發(fā)研制領(lǐng)域里，工程人員在運(yùn)用熱敏電阻的過(guò)程中，有時(shí)對(duì)一些主要參數(shù)的細(xì)節(jié)產(chǎn)生歧義，原因之一是某些參數(shù)的定義和內(nèi)容缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。隨著國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《直熱式負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（第一部分：總規(guī)范）》GB/T6663.1-2007/IEC60539-1:2002（以下簡(jiǎn)稱“國(guó)標(biāo)”）的實(shí)施（07年9月1日），情況開(kāi)始有所改變。國(guó)內(nèi)熱敏電阻器生產(chǎn)家都應(yīng)當(dāng)按照“國(guó)標(biāo)”標(biāo)注熱敏電阻的參數(shù)，使用者也可以根據(jù)“國(guó)標(biāo)”向廠家索取熱敏

42、電阻的參數(shù)。 　　熱敏電阻器是一種隨（感應(yīng)）溫度的變化其電阻值呈顯著變化的熱敏感半導(dǎo)體元件。溫度升高時(shí)阻值下降的熱敏電阻器，稱為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）。家電領(lǐng)域里大量使用的是NTC。 　　自熱:當(dāng)我們對(duì)NTC進(jìn)行測(cè)量和運(yùn)用時(shí)總會(huì)通過(guò)一定量的電流，這一電流使NTC自身產(chǎn)生熱量。NTC的自熱會(huì)導(dǎo)致其阻值下降，在測(cè)量及應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化，所以控制自熱是運(yùn)用NTC的關(guān)鍵。當(dāng)NTC用于溫度測(cè)量時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量避免自熱；當(dāng)NTC用于液位或風(fēng)速測(cè)量時(shí)，則需要利用自熱。 　　零功率電阻：定義見(jiàn)“國(guó)標(biāo)”（2.2.18）。零功率電阻是熱電阻器最基本的參數(shù)，廠家給出的熱敏電阻器的阻值都屬于零功率，，但

43、“零功率”一詞容易使人費(fèi)解（因?yàn)槲锢砗x上的零功率檢測(cè)是不存在的），所以，理解它的工程含義是定義中后一句的內(nèi)容“……自熱導(dǎo)致的電阻值變化相對(duì)于總的測(cè)量誤差可以忽略不計(jì)”。通常，對(duì)NTC的零功率測(cè)量是在恒溫槽中進(jìn)行，影響總的測(cè)量誤差有二個(gè)主要因素：一是通過(guò)NTC的電流，一是恒溫槽精度。一般說(shuō)來(lái)，減少通過(guò)NTC的電流的方法比較多，一旦電流下降到一定程度，影響總誤差的往往是恒溫槽的精度。 　　環(huán)境溫度變化引起的熱時(shí)間常數(shù)（τa）：一般情況下，NTC在穩(wěn)定的室溫條件下,迅速進(jìn)入設(shè)定（和要求介質(zhì)）的溫度環(huán)境內(nèi)，測(cè)量其溫度上升規(guī)定幅度T?所需要的時(shí)間。溫度T?的上升幅度為室溫Ta至設(shè)定溫度Tb差值的63

44、.2%所需的時(shí)間。τa反映NTC在測(cè)量溫度時(shí)的響應(yīng)速度。 　　耗散系數(shù)（δ）：使NTC的溫度上升1K所消耗的功率稱為耗散系數(shù)?！皣?guó)標(biāo)”4.10.2給出的δ計(jì)算方法如下： 　　δ=U THI TH /（T b- T a） W /℃ 　　式中： U TH為NTC的端電壓； I TH 為流過(guò)NTC的電流；T b為自熱穩(wěn)定溫度；T a 為室內(nèi)溫度。 　　可見(jiàn)，NTC溫度的上升指的是自熱溫度。從另外一個(gè)角度看，自熱造成的溫升可以利用δ計(jì)算出來(lái)。 　　例如：已知δ為0.1 W /℃，測(cè)量U THI TH為0.5 W，則： 　?。═ b- T a）=U THI TH /δ ℃=0.5 /0.1

45、℃=5 ℃ 　　自熱使NTC高于環(huán)境溫度5℃。 　　2 影響測(cè)量溫度的參數(shù) 　　NTC 　　具有價(jià)格低廉、阻值隨溫度變化顯著的特點(diǎn)，而廣泛用于溫度測(cè)量。通常采用一只精密電阻與NTC串聯(lián)（見(jiàn)圖1），NTC阻值的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷鹤兓苯舆M(jìn)入比較電路或單片機(jī)的A/D的輸入接口，不必經(jīng)過(guò)放大處理，電路構(gòu)成極為簡(jiǎn)單。運(yùn)用NTC時(shí)除了選擇合適的R值和B值之外，還應(yīng)當(dāng)考慮到測(cè)量速度和精度。 　　選擇合適的τa：τa值直接反映NTC測(cè)量溫度的響應(yīng)速度，但不是越小越好，確定τa值需要比較與權(quán)衡。因?yàn)棣觓值與它的封裝尺寸有關(guān)，NTC的封裝尺寸小，則τa值小，機(jī)械強(qiáng)度低；封裝尺寸大，則τa值大，機(jī)械強(qiáng)度高。

46、 　　確定電流范圍：可根據(jù)廠家提供的非自熱最大功率或利用耗散系數(shù)來(lái)確定工作電流的范圍。、 　　然而，需要引起注意的是不少?gòu)S家提供的δ值是NTC二次封裝之前參數(shù)，但采用這個(gè)δ參數(shù)確定的電流雖然不會(huì)產(chǎn)生自熱，但是過(guò)于保守，影響選擇參數(shù)的寬松度，因?yàn)槎畏庋b之后的非自熱最大功率已經(jīng)提高。利用耗散系數(shù)確定電流范圍的方法是先確定NTC精度，再確定允許的自熱功耗。例如，NTC的精度為0.1℃，則自熱溫度不超過(guò)0.1℃就能夠滿足精度要求，也就是說(shuō)，小于0.1δ的功率為不產(chǎn)生自熱的功率。 　　其它需要注意的因素：①NTC二次封裝之后，τa的參數(shù)值較封裝之前增大了。②同一型號(hào)、規(guī)格的NTC在不同介質(zhì)

47、中，其δ、τa等參數(shù)值相差很大，需注意參數(shù)的介質(zhì)。③在流動(dòng)的空氣中，NTC略為產(chǎn)生一點(diǎn)自熱對(duì)精度的影響不大。④NTC感溫頭不能觸碰非探測(cè)物體，例如，在家用空調(diào)器里，翅片前面測(cè)量室溫的感溫頭不能觸碰到翅片。 　　3 自熱及耗散系數(shù)的特性 　　測(cè)量耗散系數(shù)δ時(shí)，“國(guó)標(biāo)”要求在靜止的空氣中進(jìn)行。通常是在規(guī)定容器的玻璃框罩內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)我們做實(shí)驗(yàn)時(shí)可以觀察到一些現(xiàn)象，在一個(gè)空氣相對(duì)穩(wěn)定（感覺(jué)不到流動(dòng)的空氣）的室內(nèi)，玻璃框內(nèi)的溫度與室溫一致。先測(cè)量零功率電阻值，當(dāng)摘掉玻璃框罩后，電阻值未發(fā)生變化；然后測(cè)量耗散系數(shù)，當(dāng)自熱達(dá)到熱平衡時(shí)，即通過(guò)NTC的電流和它的端電壓呈穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)摘掉玻璃框罩后，電流或

48、端電壓出現(xiàn)波動(dòng)，失去穩(wěn)定狀態(tài)。說(shuō)明室內(nèi)微弱的同溫度氣流影響了耗散系數(shù)，而未影響零功率電阻值。顯然，NTC產(chǎn)生自熱之后出現(xiàn)對(duì)流動(dòng)空氣的敏感反映，這是一個(gè)可以利用的特性。 　　4液位測(cè)量原理 　　氣體和液體是明顯不同的介質(zhì)，運(yùn)用NTC在對(duì)它們進(jìn)行測(cè)量時(shí)，如果可以分辨出這兩種介質(zhì)，就解決了液位測(cè)量的問(wèn)題。NTC在非自熱狀態(tài)也就是零功率狀態(tài)下測(cè)量溫度時(shí)，是無(wú)法根據(jù)測(cè)量結(jié)果判斷被測(cè)對(duì)象的是什么介質(zhì)。當(dāng)NTC處于自熱狀態(tài)時(shí)，在介質(zhì)溫度相同的情況下，NTC在不同的介質(zhì)中耗散系數(shù)（δ）是不同的，當(dāng)NTC被置于不同的介質(zhì)中時(shí)，相同電氣條件下會(huì)出現(xiàn)不同的電性能反映，這是測(cè)量液位的基本依據(jù)。 　　以相同溫度的

49、水和空氣為例，在同一電氣條件下，例如給NTC提供一個(gè)恒定電流（見(jiàn)圖2），使其在空氣中產(chǎn)生自熱，熱平衡之后NTC兩端電壓相對(duì)穩(wěn)定，接著，將它放入水中，兩端電壓上升。因?yàn)镹TC從空氣中進(jìn)入水中后，溫度下降，導(dǎo)致阻值上升，端電壓升高。水的熱容量是空氣的2.5倍，NTC在水中的自熱溫度要達(dá)到與空氣一樣的自熱溫度需要2.5倍的功率。 　　在實(shí)際的液位測(cè)量中，水和空氣的溫度往往不一致，當(dāng)空氣溫度偏低，而水溫偏高時(shí)，根據(jù)電壓值的大小則無(wú)法判斷NTC是在水中還是在空氣中。然而，對(duì)于一個(gè)溫度點(diǎn)而言，NTC在水中和空氣中分別有個(gè)兩電壓值，換言之，當(dāng)我們知道一個(gè)溫度點(diǎn)，同時(shí)又預(yù)先知道這個(gè)溫度點(diǎn)上水和空氣分別的電壓

50、值，就可以根據(jù)所測(cè)量到的電壓值判斷NTC是在水中還是在空氣中。也就是說(shuō)，測(cè)量液位的過(guò)程中還必須同時(shí)測(cè)量溫度，而一般情況下，NTC在自熱狀態(tài)下不能測(cè)量溫度，這就需要增加一個(gè)測(cè)量溫度的NTC。利用兩只NTC，一只處于非自熱狀態(tài)，另一只處于自熱狀態(tài)，經(jīng)過(guò)電子電路的處理就可以對(duì)水位進(jìn)行測(cè)量了。同理，其它氣體和液體介質(zhì)的液位測(cè)量的問(wèn)題都可以得到解決。 　　需要指出，設(shè)計(jì)液位測(cè)量電路需要完成一些基礎(chǔ)性的工作，原因是不同電路的NTC所處于的自熱狀態(tài)不一定一樣，需要通過(guò)試驗(yàn)或計(jì)算獲取測(cè)量溫度范圍內(nèi)每個(gè)溫度點(diǎn)上兩種介質(zhì)的電氣參數(shù)，為兩個(gè)對(duì)應(yīng)系列。通常，先明定測(cè)量方案，再確定電路，然后根據(jù)電路要求測(cè)量或計(jì)算出每

51、個(gè)溫度條件下兩種介質(zhì)的數(shù)據(jù)。有時(shí)模擬電路需要繪制出NTC在兩種介質(zhì)的溫度電壓曲線（同一溫度參照系中的曲線），而數(shù)字及單片機(jī)電路需要對(duì)兩種介質(zhì)的電氣參數(shù)列表。 　　5風(fēng)速測(cè)量原理 　　根據(jù)上述對(duì)耗散系數(shù)δ測(cè)量的描述，NTC處于自熱狀態(tài)中對(duì)空氣流動(dòng)表現(xiàn)的敏感性，表明它具有測(cè)量風(fēng)速的潛力。在同一溫度和電氣條件下，例如在穩(wěn)定的室溫環(huán)境下，給NTC提供一個(gè)產(chǎn)生自熱的恒定電流（見(jiàn)圖二）。首先將NTC置于靜止空氣中，此時(shí)端電壓最小，然后將風(fēng)速由小到大逐漸增加，相應(yīng)地，端電壓逐漸升高。因?yàn)榱鲃?dòng)的空氣使NTC的自熱溫度下降，阻值增加，空氣流速越大，溫度下降越明顯，阻值增加更顯著，反過(guò)來(lái)，當(dāng)我們知道NTC自熱

52、下降的程度（端電壓值的大?。┚涂梢灾里L(fēng)速的大小，這就是NTC測(cè)量風(fēng)速的基本原理。 　　實(shí)際測(cè)量時(shí)空氣的溫度是不同的，因?yàn)榭諝鉁囟鹊南陆狄矔?huì)導(dǎo)致自熱溫度的下降，所以測(cè)量風(fēng)速的時(shí)候同時(shí)要測(cè)量空氣溫度。一旦知道空氣溫度，同時(shí)又知道在這一溫度條件下隨風(fēng)速增加而自熱溫度下降的參數(shù)（端電壓值的大?。?jīng)過(guò)對(duì)這兩個(gè)數(shù)據(jù)的處理就就可以完成對(duì)風(fēng)速的測(cè)量。 　　與液位測(cè)量一樣，風(fēng)速測(cè)量也要完成一些基礎(chǔ)工作。不過(guò)，風(fēng)速測(cè)量的基礎(chǔ)或計(jì)算工作量比液位測(cè)量要多許多倍，液位測(cè)量只需獲取兩種介質(zhì)不同溫度下的參數(shù)，也就是兩組數(shù)據(jù)，而風(fēng)速測(cè)量必需獲取測(cè)量（風(fēng)速、溫度）范圍內(nèi)的每個(gè)溫度點(diǎn)上不同風(fēng)速的數(shù)據(jù)，為一個(gè)族系列。 　

53、　6其他的應(yīng)用 　　NTC 　　除了用于溫度測(cè)量之外，測(cè)量液位和風(fēng)速也有許多可比優(yōu)勢(shì)，具有取代其它測(cè)量及控制方式的潛力。 　　關(guān)于NTC在水位測(cè)量上的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例見(jiàn)《家電科技》雜志2008年第21期中有詳細(xì)介紹，（在此不再贅述）。其它象熱水壺、咖啡壺、加濕器等家電的缺水報(bào)警都可以考慮采用NTC的液位測(cè)量技術(shù)。 　　NTC 　　還可以廣泛應(yīng)在測(cè)量風(fēng)速及風(fēng)量的場(chǎng)所，特點(diǎn)是不僅價(jià)格低廉，而且電路結(jié)構(gòu)極為簡(jiǎn)單。例如：①家用空調(diào)器的過(guò)濾網(wǎng)除塵提示。安裝在出風(fēng)口的NTC檢測(cè)風(fēng)速，當(dāng)檢測(cè)到的風(fēng)速與風(fēng)量擋位的風(fēng)速相比降低到了規(guī)定的幅度，提示用戶清潔過(guò)濾網(wǎng)；②同樣的思路也可以實(shí)現(xiàn)吸塵器的除塵提示；③燃

54、氣熱水器的排風(fēng)監(jiān)測(cè)。當(dāng)NTC檢測(cè)到排風(fēng)停止（或被堵）的故障時(shí)，切斷氣源及報(bào)警；④冷氣計(jì)量，對(duì)集中冷氣供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行單獨(dú)計(jì)量，出風(fēng)口安裝的NTC計(jì)量風(fēng)速（再考慮風(fēng)口面積、平均風(fēng)速等因素），能夠?qū)崿F(xiàn)集中供冷分別計(jì)費(fèi)。 NTC熱敏電阻是指具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。是使用單一高純度材料、具有 接近理論密度結(jié)構(gòu)的高性能陶瓷。因此，在實(shí)現(xiàn)小型化的同時(shí)，還具有電阻值、 溫度特性波動(dòng)小、對(duì)各種溫度變化響應(yīng)快的特點(diǎn)，可進(jìn)行高靈敏度、高精度的 檢測(cè)。本公司提供各種形狀、特性的小型、高可靠性產(chǎn)品，可滿足廣大客戶的 應(yīng)用需求。 NTC負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻工作原理 NTC是Negative Temp

55、erature Coefficient 的縮寫(xiě),意思是負(fù)的溫度系數(shù),泛指負(fù)溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件，所謂NTC熱敏電阻器就是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器。它是以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料，采用陶瓷工藝制造而成的。這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì)，因?yàn)樵趯?dǎo)電方式上完全類似鍺、硅等半導(dǎo)體材料。溫度低時(shí)，這些氧化物材料的載流子（電子和孔穴）數(shù)目少，所以其電阻值較高；隨著溫度的升高，載流子數(shù)目增加，所以電阻值降低。NTC熱敏電阻器在室溫下的變化范圍在10O~1000000歐姆，溫度系數(shù)-2%~-6.5%。NTC熱敏電阻器可廣泛應(yīng)用于溫度測(cè)量、溫度補(bǔ)償、抑制浪涌電流等場(chǎng)合。 NTC負(fù)

56、溫度系數(shù)熱敏電阻專業(yè)術(shù)語(yǔ) 零功率電阻值 RT（Ω） RT指在規(guī)定溫度 T 時(shí)，采用引起電阻值變化相對(duì)于總的測(cè)量誤差來(lái)說(shuō)可以忽略不計(jì)的測(cè)量功率測(cè)得的電阻值。 電阻值和溫度變化的關(guān)系式為： RT = RN expB(1/T – 1/TN) RT ：在溫度 T （ K ）時(shí)的 NTC 熱敏電阻阻值。 RN ：在額定溫度 TN （ K ）時(shí)的 NTC 熱敏電阻阻值。 T ：規(guī)定溫度（ K ）。 B ： NTC 熱敏電阻的材料常數(shù)，又叫熱敏指數(shù)。 exp ：以自然數(shù) e 為底的指數(shù)（ e = 2.71828 …）。 該關(guān)系式是經(jīng)驗(yàn)公式，只在額定溫度 TN 或額定電阻

57、阻值 RN 的有限范圍內(nèi)才具有一定的精確度，因?yàn)椴牧铣?shù) B 本身也是溫度 T 的函數(shù)。 額定零功率電阻值 R25 （Ω） 根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定，額定零功率電阻值是 NTC 熱敏電阻在基準(zhǔn)溫度 25 ℃ 時(shí)測(cè)得的電阻值 R25，這個(gè)電阻值就是 NTC 熱敏電阻的標(biāo)稱電阻值。通常所說(shuō) NTC 熱敏電阻多少阻值，亦指該值。 材料常數(shù)（熱敏指數(shù)） B 值（ K ） B 值被定義為： RT1 ：溫度 T1 （ K ）時(shí)的零功率電阻值。 RT2 ：溫度 T2 （ K ）時(shí)的零功率電阻值。 T1， T2 ：兩個(gè)被指定的溫度（ K ）。 對(duì)于常用的 NTC 熱敏電阻， B 值范圍一

58、般在 2000K ～ 6000K 之間。 零功率電阻溫度系數(shù)（αT ） 在規(guī)定溫度下， NTC 熱敏電阻零動(dòng)功率電阻值的相對(duì)變化與引起該變化的溫度變化值之比值。 αT ：溫度 T （ K ）時(shí)的零功率電阻溫度系數(shù)。 RT ：溫度 T （ K ）時(shí)的零功率電阻值。 T ：溫度（ T ）。 B ：材料常數(shù)。 耗散系數(shù)（δ） 在規(guī)定環(huán)境溫度下， NTC 熱敏電阻耗散系數(shù)是電阻中耗散的功率變化與電阻體相應(yīng)的溫度變化之比值。 δ： NTC 熱敏電阻耗散系數(shù)，（ mW/ K ）。 △ P ： NTC 熱敏電阻消耗的功率（ mW ）。 △ T ： NTC 熱敏

59、電阻消耗功率△ P 時(shí)，電阻體相應(yīng)的溫度變化（ K ）。 熱時(shí)間常數(shù)(τ) 在零功率條件下，當(dāng)溫度突變時(shí)，熱敏電阻的溫度變化了始未兩個(gè)溫度差的 63.2% 時(shí)所需的時(shí)間，熱時(shí)間常數(shù)與 NTC 熱敏電阻的熱容量成正比，與其耗散系數(shù)成反比。 τ：熱時(shí)間常數(shù)（ S ）。 C： NTC 熱敏電阻的熱容量。 δ： NTC 熱敏電阻的耗散系數(shù)。 額定功率Pn 在規(guī)定的技術(shù)條件下，熱敏電阻器長(zhǎng)期連續(xù)工作所允許消耗的功率。在此功率下，電阻體自身溫度不超過(guò)其最高工作溫度。 最高工作溫度Tmax 在規(guī)定的技術(shù)條件下，熱敏電阻器能長(zhǎng)期連續(xù)工作所允許的最高溫度。即: T0-環(huán)境溫

60、度。 測(cè)量功率Pm 熱敏電阻在規(guī)定的環(huán)境溫度下， 阻體受測(cè)量電流加熱引起的阻值變化相對(duì)于總的測(cè)量誤差來(lái)說(shuō)可以忽略不計(jì)時(shí)所消耗的功率。 一般要求阻值變化大于0.1%，則這時(shí)的測(cè)量功率Pm為： 電阻溫度特性 NTC熱敏電阻的溫度特性可用下式近似表示： 式中： RT：溫度T時(shí)零功率電阻值。 A：與熱敏電阻器材料物理特性及幾何尺寸有關(guān)的系數(shù)?！? B：B值。 T：溫度（k）。 更精確的表達(dá)式為： 式中：RT：熱敏電阻器在溫度T時(shí)的零功率電阻值。 　　　T：為絕對(duì)溫度值，K； 　　　A、B、C、D：為特定的常數(shù)。 熱敏電阻的基本特性 電阻－溫度特性 熱敏

61、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(C)+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

62、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25C時(shí)的電阻值為5(kΩ)，B值偏差為50(K)的熱敏電阻在10C～30C的電阻值。 ? 步 驟 (1) 根據(jù)電阻－溫度特性表，求常數(shù)C、D

63、、E。 To=25+273.15T1=10+273.15T2=20+273.15T3=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 電阻溫度系數(shù) 所謂電阻溫度系數(shù)(α)，是指在任意溫度下溫度變化1C(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)

64、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1C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) 25C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25C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 最大運(yùn)行功率=t散熱系數(shù) … (3.3) 這是使用熱敏

65、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tC時(shí)，最大運(yùn)行功率可由下式計(jì)算。 應(yīng)環(huán)境溫度變化的熱響應(yīng)時(shí)間常數(shù)(JIS-C2570) 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) 常數(shù)τ稱熱響應(yīng)時(shí)間常數(shù)。 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50C至25C變化時(shí)，熱敏電阻的溫度變化至34.2C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