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温度传感器

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  深圳热敏传感技术公司国内较早科研设计NTC热敏电阻温度传感器生产厂家,掌握NTC芯片开发核心技术。汽车六角头加热器温度传感器、家用电器离散组件电气物理热敏电阻、环氧子弹头温控器型热敏电阻、美容仪器热能设备热敏电阻。用于电子、家用电器温度传感器、医疗医用温度传感器、汽车车用温度传感器、电池温度传感器、电源温度传感器、工业温度传感器等。

  NTC热敏电阻温度传感器是一类敏感元件,根据温度系数分为不同的温度系数热敏电阻温度传感器(PTC)和负温度系数热敏电阻(NTC)。医疗医用热敏电阻-家用\工业\汽车\电池电源\电子热敏电阻热敏电阻的典型特性是温度敏感的,并且在不同温度下表现出不同的电阻值。 正温度系数热敏电阻(PTC)较高温度下的电阻越高,负温度系数热敏电阻(NTC)越低,电阻越低,与半导体器件相同。
温度传感器特征:
温度传感器的主要特点是:
 
  ①灵敏度较高,电阻温度系数比金属10〜100倍大于10-6℃以检测温度变化;
 
  ②工作温度范围宽,室温装置为-55℃〜315℃,高温装置温度高于315℃(目前可达2000℃),低温装置为-273℃〜-55℃;
 
  ③体积小,可以测量其他温度计不能测量体内血管的间隙,腔体和温度;
 
  ④易于使用,电阻值可以任意选择在0.1〜100kΩ之间;
 
  ⑤易加工成复杂形状,可批量生产;
 
  ⑥稳定性好,过载能力强。

热敏电阻温度传感器工作原理:
 
热敏电阻长时间处于非工作状态;当环境温度和电流在c区时,热敏电阻的散热功率接近加热功率。

热敏电阻行动可能不动。当环境温度相同时,随着电流的增加,掌握NTC芯片核心技术工作时间会急剧缩短。当环境温度相对较高时,热敏电阻具有较短的工作时间和较小的维持电流和工作电流。
 
  1.ptc效应是具有ptc(正温度系数)效应的材料,即正温度系数效应,仅指这种材料的电阻随着温度的升高而增加。如大多数金属材料都具有ptc效应。在这些材料中,ptc效应表示为随着温度升高的电阻的线性增加,这通常被称为线性ptc效应。

  2.材料的相变的非线性ptc效应会显示出沿着窄温范围内的电阻急剧增加的几个到几个数量级的现象,也就是非线性ptc效应相当多的类型的导电聚合物将显示这种效果如聚合物热敏电阻。这些导电聚合物对于制造过电流保护装置非常有用。

  3.用于过电流保护的聚合物ptc热敏电阻聚合物ptc热敏电阻通常被称为自恢复保险丝(以下称为热敏电阻),由于具有独特的正温度系数电阻特性,非常适合用作过电流保护装置。使用热敏电阻作为公共保险丝,在电路中串联使用。
 
  当电路工作正常时,热敏电阻温度和室温相似,电阻很小,电路中的串联不会阻碍电流通过;而当电路由于故障和过电流而导致热敏电阻由于加热功率的升高导致温升升高,当温度超过开关温度时,电阻会瞬间浪涌,电路电流迅速降至交流电路保护过程中热敏电阻的安全值发生变化。

  热敏电阻温度传感器动作后,电路中的电流已大大降低,图中t为热敏电阻的动作时间。由于聚合物热敏电阻可以设计,您可以更改自己的开关温度(ts)来调节其对温度的敏感度,这也可以在过热保护和过电流保护方面发挥作用,如kt16 -1700dl规格热敏电阻由于工作温度低,适用于锂离子电池和镍氢电池的过电流和过温保护。

  环境温度对聚合物热敏电阻的影响聚合物热敏电阻是一种直接热式,步进热敏电阻,其电阻变化过程与其自身的热和散热有关,因此其维持电流(Ihold),动作电流(itrip)动作时间受环境温度的影响。当环境温度和电流在一个区域时,热敏电阻的加热功率大于冷却功率并将移动;当b区加热功率的环境温度和电流小于冷却功率时,可以恢复聚合物ptc热敏电阻由于电阻而可以重复使用多次。

  热敏电阻的动作,恢复过程与电阻的时间图。电阻一般在十秒到几十秒内恢复到初始值约1.6倍的水平,然后将热敏电阻保持电流恢复到额定值可以再次使用。较小的热敏电阻恢复面积和厚度相对较快;并且较大热敏电阻恢复的面积和厚度相对较慢。

热敏电阻温度传感器基本特征温度特性:
 
  热敏电阻的电阻温度特性可以由下式近似:R = R0exp {B(1 / T-1 / T0)}:R:温度T(K)时的电阻值,Ro:温度T0,K) ,B:B值,* T(K)= t(?C)+273.15。事实上,热敏电阻的B值不是恒定的,其变化根据材料组成而变化,最高可达5K /℃。因此,当公式1应用于较大的温度范围时,会有一些误差测量值和测量值。这里,如等式2中的B的值被计算为温度的函数,则测量值与测量值之间的误差可被认为近似相等。
 
  BT = CT2 + DT + E,其中C,D,E是常数。此外,由于生产条件的差异引起的B值的波动导致常数E变化,但常数C和D不变化。因此,在讨论B值的波动量时,只需要考虑常数E即可。 (T,R0)。 (T1,R1)。 (T2,R2)和(T3,R3),可以从公式3至6计算出的四点(温度,电阻)计算常数C,D,E。首先,按照T0和T1 ,T2,T3电阻找到B1,B2,B3,然后进入以下型号。
 
  电阻值计算示例:根据电阻 - 温度特性表进行测试,当电阻值为5(kΩ)时,25℃,B值为50(K)的热敏电阻在10°C〜30°C电阻步骤1)根据电阻 - 温度特性表,找到常数C,D,E。To = 25 + 273.15T1 = 10 + 273.15T2 = 20 + 273.15T3 = 30 + 273.15(2)转换为BT = CT2 + DT + E + 50,寻求BT。 (3)代入R = 5exp {(BT1 / T-1 / 298.15)},* T:10 + 273.15〜30 + 273.15。

热敏电阻温度传感器技术参数:
 
  ①额定电阻Rc:一般指环境温度为25℃时实际电阻的热敏电阻值。 ②实际电阻RT:在一定温度条件下测量电阻值。
 
  ③材料常数:它是对热敏电阻材料物理性能参数的描述,也是热敏感指数,B值越大,表示热敏电阻的灵敏度越高。应该注意的是,在实际工作中,B值不是一个常数,而是随着温度的升高而略有增加。
 
  ④电阻温度系数αT:当电阻率为1℃时,显示温度变化,单位为%/℃。
 
  ⑤时间常数τ:热敏电阻是热惯量,时间常数,是热敏电阻的热惯性参数的描述。它被定义为当无功功率状态下环境温度从特定温度突然变化到另一特定温度时,热敏电阻的温度变化为两个特定温度之间差异的63.2%所需的时间。The The τ越小,热敏电阻的热惯性越小。
 
  ⑥额定功率PM:所需技术条件,热敏电阻长期连续负载允许功耗。在实际使用中不得超过额定功率。如果热敏电阻的环境温度超过25°C,则负载必须相应减小。
 
  ⑦额定工作电流IM:热敏电阻在工作状态下指定的额定电流值。
 
  ⑧测量功率Pc:在指定的环境温度下,热敏电阻由测试电流加热引起的电阻变化不超过电力消耗的0.1%。
 
  ⑨最大电压:对于NTC热敏电阻,指的是指定的环境温度,不要使热敏电阻由热失控引起,允许连续施加最大直流电压;对于PTC热敏电阻,指的是指定的环境温度和自由空气,允许连续应用于热敏电阻,并确保热敏电阻正常工作在PTC特性部分的最大直流电压。 ⑩最高工作温度Tmax:在规定的技术条件下,热敏电阻长期连续工作允许最高温度。
 
  ⑾开关温度tb:PTC热敏电阻电阻值开始上升时温度。
 
  ⑿耗散因子H:温度提高1℃,热敏电阻消耗功率,单位为mW /℃。

 
温度传感器材料分类:
 
热敏材料可分为半导体,金属和三类合金,总结如下。
 
温度传感器半导体热敏电阻材料:
 
  这些材料是单晶半导体,多晶半导体,玻璃半导体,有机半导体和金属氧化物。它们都具有非常大的电阻温度系数和高的龟龟电阻,传感器的灵敏度也相当高。根据电阻温度系数也可分为负电阻温度系数材料和正电阻温度系数材料。

  在有限的温度范围内,负电阻温度系数材料a可达-6 * 10-2 /℃,正电阻温度系数材料a高达-60 * 10-2 /℃以上。如富钡陶器是半导体材料的理想正电阻温度系数。上述两种材料广泛应用于温度测量,温度控制,温度补充,开关电路,过载保护和延时等,如次生热敏电阻温度计,热敏电阻开关和热敏电阻温度计,热敏电阻开关和热敏电阻延迟继电器故障。
 
这种材料由于电阻和流动指数呈指数级,所以温度范围窄,均匀性也差。
 
温度传感器金属热敏电阻材料:
 
  诸如热电阻温度,电流限制器和自动加热元件的材料被更广泛地使用。如铂电阻温度计,镍电阻温度计,铜电阻温度计等。铂面温度传感器在各种介质(包括腐蚀性介质)中,显示出高精度和高稳定性的特点。然而,由于铂金的稀缺性和昂贵,并使其广泛的应用受到一定的限制。铜温度传感器价格便宜,但长期在腐蚀性介质中使用,可导致静电特性和电阻显着变化。近期报道,铜温度传感器可以在空气介质-60〜180℃的温度范围内。然而,为了长时间测量-60至180℃的温度,并且在250℃下长时间测量温度。

NTC热敏电阻温度传感器:
 
  NTC(负温度系数)是指温升随电阻指数而降低,负温度系数为最小阻力现象和材料。该材料由锰,铜,硅,钴,铁,镍,锌等两种或多种金属氧化物制成,用于完全混合,成型,烧结等工艺制成的半导体陶瓷可制成负温度系数(NTC )热敏电阻。电阻率和材料常数随材料组成比,烧结气氛,烧结温度和结构状态而变化。还有由碳化硅,硒化锡,氮化钽等表示的非氧化性NTC热敏电阻材料。
 
NTC热半导体主要是尖晶石结构或其他结构的氧化物陶瓷,具有负温度系数,电阻值可以近似为:
 
Rt = RT * EXP(Bn *(1 / T-1 / T0)
 
其中RT,RT0温度T,T0为电阻值时,Bn为材料常数。陶瓷晶粒本身由于由半导体性质决定的温度变化而变化。
 
  NTC热敏电阻的发展经历了漫长的时期。 1834年,科学家首先发现了具有负温度系数的硫化银的特征。 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,并在航空设备温度补偿电路中成功应用。随后,由于晶体管技术的不断发展,热敏电阻研究取得了长足的进步。 1960年开发NTC热敏电阻。 NTC热敏电阻广泛应用于温度测量,温度控制,温度补偿等领域。以下是温度测量应用的示例。
 
  其测量范围一般为-10〜+ 300℃,也可以做-200〜+ 10℃,甚至可以在+300〜+ 200℃环境下进行温度测量。 RT为NTC热敏电阻; R2和R3是桥平衡电阻; R1是起始电阻; R4是满量程电阻,检查头,也称为检查电阻; R7,R8和W为分压器,为桥梁提供稳定的直流电源。 R6和台面(微电流表)串联起来,从规模尺度上限制流过头部的电流作用。 R5和表并列,起到保护作用。在不平衡桥臂(即R1,RT)中,可访问温度传感探头的热元件RT。随着热敏电阻的电阻随温度的变化而变化,使得指令之间的对角线之间的桥接也相应地改变。这是热敏电阻温度计的工作原理。
 
热敏电阻温度计的精度可达0.1℃,温度可达10s以下。它不仅适用于粮仓温度计,还可用于食品储藏,医药卫生,科学养殖,海洋,深井,高原,冰川等方面的温度测量。
 
CTR热敏电阻温度传感器:

  临界温度热敏电阻CTR(CritiCal Temperature Resistor)具有负电阻突变特性。在一定温度下,电阻随温度升高而降低,负温度系数较大。组成材料是混合氧化物烧结体中的钒,钡,锶,磷等元素,是半玻璃状半导体,也称为玻璃热敏电阻的CTR。温度的突然变化随着锗,钨,钼和其他氧化物的添加而变化。这是由于掺入了不同的杂质,使得氧化钒的晶格间距由不同引起。如果五氧化二钒在合适的还原气氛中变成二氧化钒,则电阻变化的温度变大。如果进一步减少到三氧化二钒,突变就消失了。发生电阻突然变化的温度对应于半玻璃半导体突然变化的位置,从而导致半导体 - 金属相移。 CTR可用作温度控制报警等应用。
 
热敏电阻理论研究与应用开发取得了显着成效。随着高精度,尖端技术的应用,导电机构的热电阻和更深层次的探索应用以及新材料的优异性能深入研究,将取得快速发展。

热敏电阻主要缺点
 
①电阻和温度之间的关系不严重;
 
②部件一致性差,互换性差;
 
③组分易老化,稳定性差;
 
④除特殊的高温热敏电阻外,绝大多数热敏电阻仅适用于0〜150℃的范围,使用时必须注意。

PTC热敏电阻温度传感器
 
  PTC(正温度系数)是指温度下的电阻突然上升,热敏电阻的正温度系数为图像或材料,只能用作恒温传感器。该材料为BaTiO3或SrTiO3或PbTiO3作为烧结体的主要成分,其掺杂了痕量的Nb,Ta,Bi,Sb,Y,La等原子价态控制和半导体的氧化物,通常这种半导体BaTiO3等材料称为半导体瓷;还增加了Mn,Fe,Cu,Cr氧化物等添加剂的正电阻温度系数,采用一般的陶瓷工艺成型,高温烧结等钛酸钛及其固溶体,得到正极特性的热敏电阻材料。温度系数和居里点温度随组成和烧结条件(特别是冷却温度)而变化。
 
  钛酸钡晶体是钙钛矿型结构,是铁电材料,钛酸钡是绝缘材料。在钛酸钡材料中加入微量稀土元素,适当的热处理,靠近居里温度,电阻率陡峭几个数量级,导致PTC效应,这种效应和BaTiO3晶体铁电及其接近居里温度相变材料是相关的。钛酸钡半导体陶瓷是一种多晶材料,在晶粒界面之间存在晶粒。当半导体陶瓷达到一定的温度或电压时,晶界变化,电阻突变。
 
  钛酸钡半导体陶瓷的PTC效应是由晶界(晶界)引起的。对于导电电子,晶间界面相当于屏障。当温度低时,由于钛酸钡电场的作用,导致电子易穿越屏障,电阻值小。当温度升高到靠近居里点温度(即临界温度)时,内部电场被破坏,不能帮助导电电子穿过屏障。这相当于势垒,电阻值突然增加,导致PTC效应。钛酸钡半导体陶瓷的PTC效应的物理模型是表面势垒模型,丹尼尔斯等人的钡空位模型和叠加势垒模型,分别从PTC效应的不同方面作了合理的解释。
 
实验表明,在工作温度范围内,PTC热敏电阻电阻 - 温度特性可以通过实验公式近似:
 
RT = RT0 expBp(T-T0)
 
其中RT,RT0表示温度T,T0时电阻值,Bp为材料材料常数。
 
  PTC效应源自陶瓷的晶界和晶间析出相的性质,并且随着杂质的类型,浓度,烧结条件等而产生显着的变化。最近,硅热敏电阻的实际应用中硅硅片的温度敏感元件,这是由高精度的PTC热敏电阻组成的n型硅,由于杂质产生的电子散射随温度的升高而电阻增加。
 
  PTC热敏电阻在1950年出现,随后在1954年出现钛酸钡作为PTC热敏电阻的主要材料。 PTC热敏电阻在行业中可以用作温度测量和控制,也可用于汽车温度检测和调节的一部分,而且还有大量的民用设备,如控制瞬时热水器的水温,空调和冷藏温度,使用自己的加热气体分析和风速机等。以下是加热器,电机,变压器,大功率晶体管等电加热和过热保护应用的示例。
 
  PTC热敏电阻除了作为加热元件外,还起到“开关”的作用,两者敏感元件,加热器和开关三个功能称为“热开关”。电流通过元件引起的温升,即加热元件的温升,当居里点温度高于电阻时,电阻增加,从而限制电流增加,因此电流下降导致元件温度降低,电路电流的电阻值增加,元件温升上升,循环,所以有一个功能可以将温度保持在一个特定的范围内,而且起到了交换机的作用。使用这种温度特性由加热源制成,作为加热元件的应用是加热器,电熨斗,干衣柜,空调等。

热敏电阻温度传感器检测:
 
  检测时,用万用表欧姆文件(取决于额定电阻来确定齿轮,通常为R×1挡),具体可分为两个步骤:第一次室温试验(室内温度接近25℃),带鳄鱼夹子代替台式电阻器PTC热敏电阻上的两个引脚测量其实际电阻,并与标称电阻进行比较,两者之间的差值在±2Ω内是正常的。如果与标称电阻的实际电阻差太大,则其性能不佳或损坏。随后进行加热试验,根据正常温度试验可以在第二次试验加热试验的基础上进行热电偶(如电烙铁)附近的热源加热,观察百万次数,显示电阻值逐渐变化(热敏电阻NTC的负温度系数变小,正温度系数热敏电阻PTC电阻变大),当显示数据逐渐稳定时,电阻变为一定值时,表示热敏电阻正常,如果电阻没有变化,表明其性能更差,不能继续使用。
 
  在测试中应注意以下几点:(1)制造商在25°C的环境温度下测量Rt。因此,当用万用表测量Rt时,也应在接近25°的环境温度下进行°C以确保测试可靠性。 (2)测量功率不得超过规定值,以避免由测量误差引起的当前热效应。 (3)注意正确操作。测试时,不要夹住热敏电阻,以防止体温影响测试。 (4)注意不要让热源太靠近PTC热敏电阻或接触热敏电阻以防止其被烧毁。
 
温度传感器应用:
 
  热敏电阻也可用作仪器线路温度补偿和热电偶冷端温度补偿的电子电路元件。可以通过使用NTC热敏电阻的自热特性来形成RC振荡器稳定电路,延迟电路和保护电路来实现自动增益控制。

  在自加热温度远远大于环境温度时,电阻也与环境的热条件有关,所以在流量计,流量计,气体分析仪,热导率分析中经常使用热敏电阻特性,由专门的检测元件组成。 PTC热敏电阻主要用于电气设备过热保护,非接触式继电器,恒温,自动增益控制,电机启动,延时,彩色电视自动退磁,火灾报警和温度补偿等。

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