NTC（负温度系数）热敏电阻常识及应用

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NTC（负温度系数）热敏电阻常识及应用
　　NTC是负温度系数的英文缩写，所谓NTC热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的。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。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。
1.         负温度系数热敏电阻器的命名标准。
NTC热敏电阻器的种类繁多，形状各异。表1是负温度系数热敏电阻的命名标准，它由四部分构成，其中M表示敏感元件，F表示负温度系数热敏电阻器。有些厂家的产品，在序号之后又加了一个数字，如MF54-1，这个“-1”也属于序号，通常叫“派生序号”。
表1
主称        类别        用途或特性        命名全称
符号        意义        符号        意义        代号        意义       
M        敏
感
元
件        F        负
温
度
系
数
热
敏
电
阻        1        普通用        普通型负温度系数热敏电阻
                                2        稳压用        稳压型负温度系数热敏电阻
                                3        微波测量用        微波功率测量型负温度系数热敏电阻
                                4        旁热式        旁热式负温度系数热敏电阻
                                5        测温用        测温型负温度系数热敏电阻
                                6        控温用        控温型负温度系数热敏电阻
                                7                   
                                8        线性型        线性型负温度系数热敏电阻
                                9                   
                                0        特殊用        特殊型负温度系数热敏电阻
 
2.         负温度系数热敏电阻的主要参数。
　　热敏电阻器的参数颇多，主要有标称阻值、B值范围和额定功率。
    标称阻值常在热敏电阻上标出。它是指在基准温度为25℃时的零功率阻值，因此亦作标称电阻值R25。
    B值范围（K）是反映负温度系数热敏电阻器热灵敏度越高。
　　额定功率是指热敏电阻在环境温度为25℃、相对湿度为45~80%及大气压力为0.87~1.07bar的大气条件下，长期连续负荷所允许的耗散功率。表2列出了MF11（片状）负温度系数热敏电阻的主要参数。
表2
标称阻值（KΩ）        10~15
额定功率（W）        0.25
B值范围（K）        1980~3630
温度系数（10-2/℃）        -(2.23~4.09)
耗散系数（mW/℃）        ≥5
时间常数（s）        ≤30
最高工作温度（℃）        125
 
3.         负温度系数热敏电阻的简易测试方法。
应用热敏电阻时，必须对它的几个比重要的参数进行测试。一般来说，热敏电阻对温度的敏感性高，所以不宜用万用表来测量它的阻值。这是因为万用表的工作电流比较大，流过热敏电阻器时会发热而使阻值改变。但对于确认热敏电阻能否工作，用万用表也可作简易判断。具体为：将万用表拨到欧姆挡（视标称电阻值定挡位），用鄂鱼夹代替表笔分别夹住热敏电阻器的两脚，记下此时的阻值；然后用手捏住热敏电阻器，观察万用表，会看到随着温度的慢慢升高而指针会慢慢向右移，表明电阻在逐渐减小，当减小到一定数值时，指针停了下来。若环境温度接近体温，用这种方法就不灵，这时可用电路铁靠近热敏电阻器，同样也会看到表针慢慢右移。这样，则可证明这只负温度系数热敏电阻器是好的。
用万用表检测负温度系数热敏电阻器时，请注意3点：
（1）       万用表内的电池必需是新换不久的，而且在测量前应调好欧姆零点；
（2）       普通万用表的电阻挡由于刻度是非线性的，为了减少误差，读数方法正确与否很重要，即读数时视线正对着表针。若表盘上有反射镜，眼睛看到的表针应与镜子里的影子重合；
（3）       热敏电阻上的标称阻值，与万用表的读数不一定相等，这是由于标称阻值是用专用仪器在25℃的条件下测得的，而万用表测量时有一定的电流通过热敏电阻而产生热量，而且环境温度不可能正是25℃，所以不可避免地产生误差。
那么，能否估算出一只热敏电阻器在某一温度时阻值呢？回答是肯定的，方法也很简单：以MF1型负温度系数热敏电阻电阻器为例，查表2便可得知它的电阻温度系数为d25=-（2.23~4.09）%/℃(其意是：以基准温度25℃为起点，温度每升高1℃，则该热敏电阻器的阻值便增加2.23~4.09%)。为了简便，可将d25取为-3%/℃，这样估算就十分方便了：在某一温度t℃时热敏电阻所具有的电阻值，等于其前一温度的电阻乘以系数0.97（即100%-3%=97%=0.97）。例如，某1只MF11型负温度系数热敏电阻器在25℃的阻值为250Ω，那么在26℃时为250Ω×0.97=242.5Ω。
4.         负温度系数热敏电阻的典型应用。
　　第一个应用实例是多点测温仪。如图1所示。R1~R5以及表头uA组成测量电桥。其中，R2、R3是电桥的平衡电阻，R1为起始电阻，R4为满刻度电阻。当XP未插入XS中时，表头满刻度，起着校正作用。电位器RP为电桥提供一个稳定的直流电源。R5与表头uA串联，起修正表头刻度和限制流经表头电流的作用。
　　
　　Rt1~Rt6为MF11型负温度系数热敏电阻器，分别安装在六个待测温度的场所。S2为安装在监测室内的切换开关。当插头XP插入插座XS中后，XS中的Q与A自动分开，操作拨动开关S2便可测出各点的温度，通过表头uA显示读数。
　　第二个应用实例是温控吊扇。如图2所示。R1、Rt和RP构成测温电路。其中Rt为负温度系数热敏电阻器MF51。IC为时基集成电路NE555，它与R2、C2构成单稳态延时电路。继电器K为执行器件，其触点K直接控制吊扇电动机M电源的通断。C3与VD1~VD4以及T构成降压、整流滤波电路，向温控电路提供所需的直流电源。
　　
　　当室温低于设定温度值时，Rt的阻值较大，IC的2脚电位高于1/3电源电压，其输出端IC的3脚为低电平，K处于释放状态，吊扇不工作；当室温高于设定温度时，Rt的阻值下降至某一数值，它与RP的串联电路的电压降低到小于1/3电源电压，于是IC的2脚由高电平变为低电平，IC的3脚此时输出高电平，继电器K吸合，吊扇运转。当室温逐渐下降至设定温度以下时，电路将重复上述过程，从而使室内温度稳定于某一温度值。
　　在图2电路中，调节RP的阻值可改变控制温度。单稳态电路延时时间由R2、C2的取值决定，可按T=1.1R2C2估算，采用图中所示参数，T约为150S。单稳态的作用，是使室温降至设定温度后能延迟一段工作时间，避免吊扇启、停过于频繁。

　

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