負溫度系數(shù)溫度傳感器
●熱敏電阻是精細陶瓷半導(dǎo)體的感熱元件
熱敏電阻是對熱敏感的電阻體，其阻值隨溫度變化而發(fā)生顯著變化的半導(dǎo)體。一般的物質(zhì)溫度上升時，
電阻值漸增。我們的NTC熱敏電阻的電阻值隨溫度上升而顯著減少。
※負溫度系數(shù)(英文名稱：Negative Temperature Coefficient；英文縮寫：NTC)
以下說明僅限于NTC熱敏電阻。
熱敏電阻是一種由Mn(錳)，Ni(鎳) ，Co(鈷)為主多種金屬氧化物為原料燒結(jié)而成的精細陶瓷半導(dǎo)體的
感熱元件。工作溫度在-50～+500℃之間，涵蓋了日常溫度控制所需的溫度范圍。由于熱敏電阻體積小，又
穩(wěn)定性好且響應(yīng)性高，因而大量被使用在家用電器和工業(yè)儀器的溫度傳感器或溫度補償元件等用途上。
●熱敏電阻的物理性質(zhì)
4個常數(shù)來決定熱敏電阻特性
熱敏電阻特性，基本上是以[電阻值 R]·[B值 B]·[耗散常數(shù)δ]·[熱時間常數(shù)τ]這4個常數(shù)來決定。
基本上用這4個常數(shù)，另外有時候以「電流-電壓特性」和「電阻溫度系數(shù)」為補助表示。
1） 電阻值
熱敏電阻的電阻值規(guī)定如下。
在規(guī)定的環(huán)境溫度下，阻體受檢測電流自身發(fā)熱引起的電阻值變化相對于總的檢測誤差可以忽略不計的檢測電功率測得的熱敏電阻的直流電阻值。
通常以標準化的檢測電流值和公司內(nèi)設(shè)計的超高精度恒溫槽檢測熱敏電阻的電阻值。
熱敏電阻是通稱NTC的「負溫度系數(shù)的熱敏電阻」，具備隨溫度上升而其電阻值減少的特點。
熱敏電阻的[電阻值R]和[絕對溫度T]的關(guān)系可近似地用下式表示。
因為電路設(shè)計上理想的熱敏電阻特性是工作溫度范圍內(nèi)的電阻值變化100Ω?100kΩ，所以從各種各樣的特性選擇適合的規(guī)格時，此電阻值能作為參考值。
1） B值
B值是表示對溫度變化的熱敏電阻感度的物性值。
NTC熱敏電阻的特點是隨著溫度升高而其電阻值減少的。其電阻值變化率以B值來表示。在線圖上的
傾斜度也能表示變化率。
其傾斜度大(即B值大)，也就是說對溫度變化的感度高。
表示變化率的B值是兩個環(huán)境溫度之間的電阻值變化來計算出來。
B值和電阻值不同，把熱敏電阻芯片尺寸,改變也不會調(diào)整B值的規(guī)格。
熱敏電阻芯片的材料組成決定了B值規(guī)格。而且B值大的熱敏電阻是電阻值也高，所以不能自由地組合電阻值和B值。
比如，雖然電阻值非常高，但是B值極小的熱敏電阻是開發(fā)難度特別高的。
我們的熱敏電阻規(guī)格類型具備電阻值和B值的多種組合。
如果需要定制特殊B值的話，請咨詢我們。
B值0℃/100℃的計算例。
3） 耗散常數(shù)
耗散常數(shù)δ是在靜止空氣環(huán)境中依通電熱敏電阻自身發(fā)熱升高1℃時需要的電功率(mW/℃)。
在周圍溫度Ta外加電功率W時，熱敏電阻自身發(fā)熱終于到溫度T的話，成立如下關(guān)系。
耗散常數(shù)相當(dāng)就熱敏電阻自身溫度升高1℃的電功率。但是此溫度和周圍環(huán)境溫度的誤差也被反映到檢測數(shù)據(jù)。因此，設(shè)計電路時，不妨礙檢測的范圍內(nèi)應(yīng)該以控制外加電功率抑制自身發(fā)熱。
因為耗散常數(shù)δ是「自身發(fā)熱」和「放熱」的平衡來決定，所以根據(jù)熱敏電阻周圍的環(huán)境，顯著變化。
如果熱傳導(dǎo)率高的材料用在熱敏電阻周圍，就會助長放熱，結(jié)果耗散常數(shù)δ也會增大。反過來低放熱性結(jié)構(gòu)時的耗散常數(shù)δ可能會較小，因此裝配材料的選擇是特別重要。
裝配后，在實際工作環(huán)境(空氣，水，油，熱板的接觸等)中，由實際檢測耗散常數(shù)δ獲得實際工作符合的數(shù)據(jù)。
4） 熱時間常數(shù)
熱時間常數(shù)是表示熱敏電阻追隨周圍溫度變化的響應(yīng)性程度。
熱敏電阻周圍環(huán)境溫度從T1變化到T2時，經(jīng)過時間t(sec.)和熱敏電阻溫度T之間成立以下關(guān)系。
關(guān)系式中的τ(sec.)就是熱時間常數(shù)。
t=τ的話，可以表示如下。
就此熱敏電阻的溫度變化到初期溫差的63.2％所需要的時間定義為熱時間常數(shù)τ(sec.)。
單有被定義為熱時間常數(shù)的時間，熱敏電阻溫度不會到達周圍環(huán)境溫度。
熱時間常數(shù)τ(sec.)n倍時的溫度變化率如下。用熱時間常數(shù)
τ(sec.)的約7倍就熱敏電阻溫度會到達周圍環(huán)境溫度。
τ = 63.2%, 2τ = 86.5%, 3τ = 95.0%, ???? 7τ ≒ 100%
因為熱敏電阻體積越小越響應(yīng)速度快，所以小型熱敏電阻的熱時間常數(shù)τ會較小。另外由于熱敏電
阻裝配結(jié)構(gòu)，響應(yīng)速度會顯著變化，因此應(yīng)該十分留意工作環(huán)境，還要選擇熱傳導(dǎo)率高的材料。
5） 電流-電壓特性（I-V特性）
電流-電壓特性(I-V特性)是熱敏電阻通電時的電壓變化表示在線圖上的。
NTC熱敏電阻的電流-電壓特性(I-V特性)的特點是隨著電流值增大，電壓值也線圖上直線地增大。但是
到達有的電流值后電壓值開始減少。
通電后熱敏電阻開始自身發(fā)熱，隨著電流量增大，發(fā)熱量也繼續(xù)增大。
由于導(dǎo)線的放熱及熱敏電阻表面的放熱(依輻射)，自身發(fā)熱量較小時的放熱量比發(fā)熱量較大。因此熱
敏電阻因自身發(fā)熱的溫度變化不發(fā)生，而電阻值也不會受影響。依照歐姆定律，電流和電壓是比例關(guān)系。
但是發(fā)熱量超過放熱量的話，因自身發(fā)熱而熱敏電阻溫度會升高，受此影響地電阻值也減少就電流和電壓的比例關(guān)系會消滅。為此越過境界值后電壓值逐漸減少的。
熱敏電阻元件的電流-電壓特性表示在以下線圖。熱敏電阻自身發(fā)熱給電阻值變化的影響微小的范圍內(nèi)(線圖上用直線表示的領(lǐng)域內(nèi))，應(yīng)該通常使用。
而且超過線圖頂點的外加電壓使用時，熱敏電阻進入「失控模式(電阻值減少和自身發(fā)熱之間不斷地重復(fù))」，經(jīng)短時間有可能會炙熱破損，應(yīng)該特別注意。
6） 電阻溫度系數(shù)α
電阻溫度系數(shù)是表示熱敏電阻每1℃的電阻值變化率。單位是％/℃。
電阻溫度系數(shù)α表示為。在這里將熱敏電阻的阻值R和絕對溫度T的關(guān)系式(請參照電阻值)，用溫度T微分，將α代入所求公式，可以表示如下。
電阻溫度系數(shù)α的符號(-)表示隨著溫度升高熱敏電阻電阻值會減少的。B值是3400K，求20℃附近的電阻溫度系數(shù)的話
電阻溫度系數(shù)α≒-4％/℃。
一般金屬及合金隨著溫度升高電阻值會增大。對1℃的溫度變化，其溫度系數(shù)是0.4％(金),0.39％(鉑)，
較大的也0.66％(鐵)，0.67％(鎳)程度。但熱敏電阻的電阻溫度系數(shù)是約-4％。換言之，對微小溫度變化也，
熱敏電阻的電阻值會顯著變化?？梢哉f熱敏電阻傳感器適用精密溫度檢測和微小溫差控制。
7） 絕緣電阻
熱敏電阻元件的絕緣電阻是「導(dǎo)線←→玻璃」之間的絕緣性。
確保耐久性能上，充分的絕緣性是很重要。我們對全部熱敏電阻產(chǎn)品進行全數(shù)檢測絕緣電阻。
檢測絕緣電阻辦法表示在下圖。
金屬制容器里充填導(dǎo)電性的絕緣檢測液，將熱敏電阻浸漬至玻璃頭部。
首先將絕緣電阻試驗器的陽極(+)連接熱敏電阻導(dǎo)線，其次將絕緣電阻試驗器的陰極(-)連接金屬制容器，
然后檢測「導(dǎo)線←→玻璃」之間的絕緣性。
