什么是NTC热敏电阻?
热敏电阻有正温和负温之分,之前我们介绍了正温度系数热敏电阻,也就是PTC热敏电阻,这次品慧工程师就和大家分享一下什么是负温度系数热敏电阻。
负温度系数热敏电阻也就是我们习惯上称的NTC,或NTC热敏电阻,其英文全称是:Negative Temperature Coefficient,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、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。NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在100~1000000欧姆, 温度系数-2%~-6.5%。
NTC热敏电阻的应用范围
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。NTC(Negative Temperature Coefficient)是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象和材料.该材料是利用锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等两种或两种 以上的金属氧化物进行充分混合、成型、烧结等工艺而成的半导体陶瓷,可制成具有负温度系数(NTC)的热敏电阻.其电阻率和材料常数随材料成分比例、烧结 气氛、烧结温度和结构状态不同而变化.现在还出现了以碳化硅、硒化锡、氮化钽等为代表的非氧化物系NTC热敏电阻材料.NTC热敏半导瓷大多是尖晶石结构 或其他结构的氧化物陶瓷,具有负的温度系数,电阻值可近似表示为:式中RT、RT0分别为温度T、T0时的电阻值,Bn为材料常数.陶瓷晶粒本身由于温度 变化而使电阻率发生变化,这是由半导体特性决定的.
NTC热敏电阻的发展历程
NTC热敏电阻器的发展经历了漫长的阶段.1834年,科学家首次发现了硫化银有负温度系数的特性.1930年,科学家发现氧化亚铜-氧化铜也具有负温度系数的性能,并将之成功地运用在航空仪器的温度补偿电路中.随后,由于晶体管技术的不断发展,热 敏电阻器的研究取得重大进展.1960年研制出了N1C热敏电阻器.NTC热敏电阻器广泛用于测温、控温、温度补偿等方面.
NTC热敏电阻的应用案例
下面介绍一个温度测量的应用实例,NTC热敏电阻测温用原理如图4所示.它的测量范围一般为-10~+300℃,也可做到-200~+10℃,甚至可用于+300~+1200℃环境中 作测温用.RT为NTC热敏电阻器;R2和R3是电桥平衡电阻;R1为起始电阻;R4为满刻度电阻,校验表头,也称校验电阻;R7、R8和W为分压电阻,为电桥提供一个稳定的直流电源.R6与表头(微安表)串联,起修正表头刻度和限制流经表头的电流的作用.R5与表头并联,起保护作用.在不平衡电桥臂(即 R1、RT)接入一只热敏元件RT作温度传感探头.由于热敏电阻器的阻值随温度的变化而变化,因而使接在电桥对角线间的表头指示也相应变化.这就是热敏电 阻器温度计的工作原理.热敏电阻器温度计的精度可以达到0.1℃,感温时间可少至10s以下.它不仅适用于粮仓测温仪,同时也可应用于食品储存、医药卫 生、科学种田、海洋、深井、高空、冰川等方面的温度测量。
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