ntc热敏电阻是一种负温度系数电阻器,其阻值随环境温度的升高而降低,这种热敏电阻是由2种或4种,镍、钴、锰或铜的金属氧化物经过成型并在高温下烧结而制得
热敏电阻器是敏感元件的一类,按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(ptc)和负温度系数热敏电阻器(ntc)。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感,不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器(ptc)在温度越高时电阻值越大,负温度系数热敏电阻器(ntc)在温度越高时电阻值越低,它们同属于半导体器件。
ntc热敏电阻ntc(negative temperature coeff1cient)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.下面介绍一个温度测量的应用实例.
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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