学会如何使用热敏电阻

2023-11-11 18:50
文章标签 使用 学会 热敏电阻

本文主要是介绍学会如何使用热敏电阻,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

热敏电阻介绍

热敏电阻(Thermistor)是一种传感器电阻,其电阻值随着温度的变化而变化,其体积随温度的变化比一般的固定电阻要大很多。组成热敏电阻的材料一般是陶瓷或聚合物,在有限的温度范围内能实现较高的精度,通常是-90℃~130℃。和热敏电阻类似的有使用纯金属(RTD)制作的电阻温度计,适用于较大的温度范围。

假设温度和电阻的变化为线性,热敏电阻和温度之间有关系式:

∆R=K∆T

其中,K称为温度系数,热敏电阻根据温度系数K分为两类:

K为正值,电阻值随着温度的升高而增大,称为正温度系数热敏电阻(PTC);

K为负值,电阻值随着温度的升高而减小,称为负温度系数热敏电阻(NTC);

在这里插入图片描述

注意:对于热敏电阻而言,K一般不是固定的值,温度和电阻值之间呈现非线性。而RTD温度和电阻值之间呈现线性。
在这里插入图片描述

由于实际条件下,∆R,∆T是非线性的,所有很少用温度系数K来描述热敏电阻的性能,而是使用电阻温度系数来aT描述,定义如下:

在这里插入图片描述

这个公式反应电阻随温度的变化率,电阻温度系数越大,说明热敏电阻对温度越敏感,能感知到热量的变化越明显。

根据上述原理,热敏电阻主要有以下6种使用场合:

1.过液面控制

2.温度测量

3.温度补偿

4.温度限制

5.温度保护

6.过热保护

负温度系数(NTC)电阻

NTC是NegaTIve Temperature Coefficent 的缩写,意思是负的温度系数,泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件,所谓NTC热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。

它是以锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、铝(Al)、锌(Zn)等两种或者两种以上高纯度金属氧化物为主要材料, 经共同沉淀或水热法合成的纳米粉体材料,后经球磨充分混合、静压成型、高温烧结、半导体切片、划片、玻封烧结或环氧包封等封结工艺制成的,接近理论密度结构的,半导体电子陶瓷材料。这些金属氧化物材料都具有半导体性质,因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。

它具有电阻值随着温度的变化而相应变化的特性。温度低时,这些氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少,所以其电阻值较高;随着温度的升高,载流子数目增加,所以电阻值降低。

NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在1001500000欧姆,温度系数-2%-5%。外观形状一般有引线型、片状型等,如下图所示。
在这里插入图片描述

根据前面的介绍,NTC电阻的特性是温度系数K为负,即温度升高,电阻值减小。
在这里插入图片描述

由上面的曲线可知,如果知道NTC电阻的阻值,就能计算出当前的温度。计算方法如下

其中,T是温度,单位为K,R0是周围温度为T0 (K) 时的电阻值,B为常数。B常数随温度变化,反应了热敏电阻的电阻值变化倾向,通常称为材料B值。影响B值的因素有:

材料成分比例、烧结温度、烧结气氛和结构

下面以MF52A热敏电阻为例,来说明B常数,
在这里插入图片描述

从MF52A的手册中可以看出,在2550℃和2585℃两个不同的温度范围内,NTC电阻的B值是不一样的。这就提醒在使用热敏电阻做温度传感器时,需要注意测温范围和B值的确定。

应用举例

具有负温度系数特征的热敏电阻具有灵敏度高、稳定性好、响应快、寿命长、成本低等特点,NTC热敏电阻器可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。

热敏电阻用于防浪涌

热敏电阻在开关电源输入电路中应用也比较多,主要是用来防止开机浪涌大电流对系统造成破坏。常温时,热敏电阻的阻值是KΩ级,电源接通后,流过热敏电阻的电流产生热量,温度上升,阻值下降;电源稳定时,热敏电阻的阻值降为了几Ω甚至更低,因此,不会消耗太多的能量。

在这里插入图片描述

当然,如果连续快速的多次上下电,NTC电阻也无法启到防浪涌的目的。

热敏电阻用于温度监测

锂离子电池的接口一般有三根线,分别为:正,负,NTC。在锂电池内部搭载的NTC热敏电阻就是用来监控电池正常使用过程中以及充电时的温度。电池温度上升时,NTC热敏电阻温度也会随之上升,从而电阻值会下降,当超过上限充电温度时,充电控制IC将会停止充电。如果设备要进行销售到国外的安规认证,有些文件中明确指出,锂电子组必须带有NTC温度监测才行。
在这里插入图片描述

总结

热敏电阻具有阻值和温度之间呈相关性的特点,广泛用于各种电子设备中。在使用热敏电阻时,需要考虑是选择PTC还是选择NTC。由于温度和阻值之前呈现非线性的特点,如果用在精确测温时,往往需要考虑到它自身的B值,以及线性拟合的方法。

这篇关于学会如何使用热敏电阻的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/392130

相关文章

C++使用栈实现括号匹配的代码详解

《C++使用栈实现括号匹配的代码详解》在编程中,括号匹配是一个常见问题,尤其是在处理数学表达式、编译器解析等任务时,栈是一种非常适合处理此类问题的数据结构,能够精确地管理括号的匹配问题,本文将通过C+... 目录引言问题描述代码讲解代码解析栈的状态表示测试总结引言在编程中,括号匹配是一个常见问题,尤其是在

Java中String字符串使用避坑指南

《Java中String字符串使用避坑指南》Java中的String字符串是我们日常编程中用得最多的类之一,看似简单的String使用,却隐藏着不少“坑”,如果不注意,可能会导致性能问题、意外的错误容... 目录8个避坑点如下:1. 字符串的不可变性:每次修改都创建新对象2. 使用 == 比较字符串,陷阱满

Python使用国内镜像加速pip安装的方法讲解

《Python使用国内镜像加速pip安装的方法讲解》在Python开发中,pip是一个非常重要的工具,用于安装和管理Python的第三方库,然而,在国内使用pip安装依赖时,往往会因为网络问题而导致速... 目录一、pip 工具简介1. 什么是 pip?2. 什么是 -i 参数?二、国内镜像源的选择三、如何

使用C++实现链表元素的反转

《使用C++实现链表元素的反转》反转链表是链表操作中一个经典的问题,也是面试中常见的考题,本文将从思路到实现一步步地讲解如何实现链表的反转,帮助初学者理解这一操作,我们将使用C++代码演示具体实现,同... 目录问题定义思路分析代码实现带头节点的链表代码讲解其他实现方式时间和空间复杂度分析总结问题定义给定

Linux使用nload监控网络流量的方法

《Linux使用nload监控网络流量的方法》Linux中的nload命令是一个用于实时监控网络流量的工具,它提供了传入和传出流量的可视化表示,帮助用户一目了然地了解网络活动,本文给大家介绍了Linu... 目录简介安装示例用法基础用法指定网络接口限制显示特定流量类型指定刷新率设置流量速率的显示单位监控多个

JavaScript中的reduce方法执行过程、使用场景及进阶用法

《JavaScript中的reduce方法执行过程、使用场景及进阶用法》:本文主要介绍JavaScript中的reduce方法执行过程、使用场景及进阶用法的相关资料,reduce是JavaScri... 目录1. 什么是reduce2. reduce语法2.1 语法2.2 参数说明3. reduce执行过程

如何使用Java实现请求deepseek

《如何使用Java实现请求deepseek》这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用Java实现请求deepseek功能,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 目录1.deepseek的api创建2.Java实现请求deepseek2.1 pom文件2.2 json转化文件2.2

python使用fastapi实现多语言国际化的操作指南

《python使用fastapi实现多语言国际化的操作指南》本文介绍了使用Python和FastAPI实现多语言国际化的操作指南,包括多语言架构技术栈、翻译管理、前端本地化、语言切换机制以及常见陷阱和... 目录多语言国际化实现指南项目多语言架构技术栈目录结构翻译工作流1. 翻译数据存储2. 翻译生成脚本

C++ Primer 多维数组的使用

《C++Primer多维数组的使用》本文主要介绍了多维数组在C++语言中的定义、初始化、下标引用以及使用范围for语句处理多维数组的方法,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下... 目录多维数组多维数组的初始化多维数组的下标引用使用范围for语句处理多维数组指针和多维数组多维数组严格来说,C++语言没

在 Spring Boot 中使用 @Autowired和 @Bean注解的示例详解

《在SpringBoot中使用@Autowired和@Bean注解的示例详解》本文通过一个示例演示了如何在SpringBoot中使用@Autowired和@Bean注解进行依赖注入和Bean... 目录在 Spring Boot 中使用 @Autowired 和 @Bean 注解示例背景1. 定义 Stud