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1、第11卷第3期湖北职业技术学院学报No.3Vo.l112008年9月JOURNALOFHUBEIPOLYTECHNICINSTITUTESep.t2008[文章编号]16718178(2008)03010403NTC热敏电阻的温度测量技术及线性电路彭俊珍,林凤华(湖北职业技术学院机电工程学院,湖北孝感432000)[摘要]文章从NTC热敏电阻的性能参数出发,对NTC热敏电阻温度测量技术、接口电路、输入标定的应用进行了分析。[关键词]热敏电阻传感器;性能参数;温度曲线;接口电路;耗散常数;标定[中图分类号]TP212.
2、9[文献标识码]A在工农业生产和日常生活中,很多工艺都要依Temp()RTRT/R25靠温度来实现,温度是经常需要测试的参数,检测温-2072.87.28度的器件是温度传感器,温度传感器是应用系统与-1044.6k4.46现实世界的纽带,其种类最多,应用最广,发展最快。028.1k2.811热敏电阻传感器1018.2k1.82热敏电阻传感器是对温度敏感的电阻器的总2510k1称,是半导体测温元件。按温度系数分为负温度系308.2760.8276数热敏电阻(NTC)和正温度系数热敏电阻(PTC)两406.406k0.6
3、406大类。NTC热敏电阻以MF为其型号,PTC热敏电505.758k0.5758[1]阻以MZ为其型号。604.086k0.4086负温度系数热敏电阻大多是由Mn(锰)、Ni702.954k0.2954(镍)、Co(钴)、Fe(铁)、Cu(铜)等金属氧化物经过802.1720.2172烧结而成的半导体材料制成,具有很高的灵敏度和901.6220.1622良好的性能,被大量作为温度传感器使用。1001.229k0.12292NTC负温度系数热敏电阻传感器2.1性能参数从数据可以看出:25时阻值为10K的电阻,NTC负温
4、度系数热敏电阻传感器是温度下降时在0时电阻为28.1K,60时电阻为4.086K。它的电阻值会升高。在所有被动式温度传感器中,与此类似,25时电阻为5K的热敏电阻在0时热敏电阻的灵敏度(即温度每变化1时电阻的变电阻则为14.050K。其中电阻值以一个比率形式化)最高,但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。给出(RT/R25),该比率表示当前温度下的阻值与表1.1中数据是对Vishay-Dale热敏电阻系列25时的阻值之比,通常同一系列的热敏电阻器具测得的NTC热敏电阻器性能参数。[2]有类似的特性和相同电
5、阻/温度曲线。表1.1:[收稿日期]2008-08-25[作者简介]彭俊珍(1965-),女,湖北孝感人,湖北职业技术学院机电工程学院副教授,主要研究电子技术应用。104彭俊珍,林凤华:NTC热敏电阻的温度测量技术及线性电路2.2温度曲线化,接口电路有电压模式和电阻模式。二者的作用图1是按表1.1数据作出的热敏电阻的温度曲都是实现线性化。图2用固定电阻器R1就可以实[3]线,可以看到电阻/温度曲线是非线性的。虽然这里现线性化,称为电压模式。的热敏电阻数据以10为增量,但有些热敏电阻可以以5甚至1为增量。图2热敏电阻
6、传感器的测温接口电路电阻R1将热敏电阻的电压拉升到参考电压,一般它与ADC的参考电压一致,因此如果ADC的参考电压是5V,Vref也将是5V。热敏电阻和电阻串联产图1NTC热敏电阻的温度曲线生分压,其阻值变化使得节点处的电压V1也产生变如果想要知道两点之间某一温度下的阻值,可化,该电路的精度取决于热敏电阻和电阻的误差以以用这个曲线来估计,也可以直接计算出电阻值,计及参考电压的精度。算公式如下:RTV1=Vref(2)RTBCDRT+R1=exp(A++2+3)(1)R25TTT4热敏电阻的输入标定这里T指开氏绝对
7、温度,A、B、C、D是常数,根4.1自热问题据热敏电阻的特性而各有不同,这些参数由热敏电由于热敏电阻是一个电阻,电流流过它时会产[2]阻的制造商提供。生一定的热量,热敏电阻消耗的能量对温度的影响热敏电阻一般有一个误差范围,用来规定样品用耗散常数来表示,它指将热敏电阻温度变化1所之间的一致性。根据使用的材料不同,误差值通常耗散的功率。耗散常数与热敏电阻的结构、形状以[4]在1%至10%之间。有些热敏电阻设计成应用时可及所处介质的种类、状态等有关。以互换,用于不能进行现场调节的场合,例如一台仪因此设计测温接口电路时应确保拉升电
8、阻足够器,用户或现场工程师只能更换热敏电阻而无法进大,拉升电阻的阻值必须进行计算,以限定整个测量行校准,这种热敏电阻比普通的精度要高很多,价格温度范围内的自热功耗,防止热敏电阻自热过度导也要贵得多。致系统产生测量误差。一般系统所允许的自热量及3利用电阻器对热敏电阻传感器进行线性化的接限流
