熱敏電阻測溫原理
與熱電偶的測溫原理不同的是,熱電阻是基于電阻的熱效應進行溫度測量的,即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此,只要測量出感溫熱電阻的阻值變化,就可以測量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導體熱敏電阻兩類。
金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關系式表示,即
Rt=Rt0[1+α(t-t0)]
式中,Rt為溫度t時的阻值;Rt0為溫度t0(通常t0=0℃)時對應電阻值;α為溫度系數。
半導體熱敏電阻的阻值和溫度關系為
Rt=AeB/t
式中Rt為溫度為t時的阻值;A、B取決于半導體材料的結構的常數。
相比較而言,熱敏電阻的溫度系數更大,常溫下的電阻值更高(通常在數千歐以上),但互換性較差,非線性嚴重,測溫范圍只有-50~300℃左右,大量用于家電和汽車用溫度檢測和控制。金屬熱電阻一般適用于-200~500℃范圍內的溫度測量,其特點是測量準確、穩定性好、性能可靠,在程控制中的應用極其廣泛。
熱敏電阻通常是由對溫度極為敏感、熱惰性很小的錳、鈷、鎳的氧化物燒成半導體陶瓷材料制成的一種非線性電阻,其阻值會隨著溫度的變化而變化
熱敏電阻按溫度系數分為負溫度系數(NTC)、正溫度系數(PTC)和臨界溫度系數三類
正溫度系數電阻的阻值隨溫度升高而增大,負溫度系數電阻的阻值隨溫度升高而減小,臨界溫度系數電阻的阻值在臨界溫度附近時基本為零
熱敏電阻器大多為直熱式,即熱源是由電阻器本身通過電流時發熱而獲取的
此外還有旁熱式,需外加熱源
常見的熱敏電阻器有圓形、墊圈形、管形等,目前應用最廣泛的是負溫度系數熱敏電阻器(NTC),它又可分為測溫型、穩壓型、普通型
其種類很多且形狀各異,常見的有管狀、圓片形等
正溫度系數敏電阻器(PTC)的應用范圍越來越廣,除用于溫度控制和溫度測量電路外,還大量應用于彩色電視機的消磁電路及電冰箱、電驅蚊器、電熨斗等家用電器電路中