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1、1,2-4热敏电阻,2-4-1热敏电阻模型热敏电阻是电阻随温度变化的半导体材料。有两种类型热敏电阻：正温度系数，PTC(Positive Temperature Coefficient)负温度系数，NTC(Negative Temperature Coefficient)负温度系数（NTC）：温度升高时，载流子数增加，电阻降低。电阻变化随温度呈指数关系：Rr=R0eB(1/T-1/T0)2-4-1 R0-25(或其它参考温度)时的电阻 T0-25(或其它参考温度)时的绝对温度K（T0=273.15+25298）B-材料的特征温度,2,几种负温度系数热敏电阻的电阻温度曲线,http:/,3,NT
2、C等效电阻温度系数或相对灵敏度为（dRT/dT)/RT-B/T2 2-4-2 例2.4.1 另一种NTC热敏电阻的模型是RT=AeB/T试确定一个在25时具有B=4200K及100k的热敏电阻的A,并计算在0 和100 时的值。由(2-4-1),得到 A=R0e-B/T0=(100K)e-(4200K)/（273.15+25K）=0.0762 在0(273.5K)时,0-B/T2-(4200K)/(273.15K)2-0.0563/K 在100(373.5K)时,100-B/T2-(4200K)/(373.15K)2-0.0302/K,4,B可以通过测量在两个参考温度(T1,T2)下的阻值(R
3、1,R2）进行计算,由(2-4-1)有,B=ln(R2/R1)/(1/T1-1/T2)2-4-3 例2.5试计算25时具有5000 和60时具有1244的负温度系数(NTC)热敏电阻的B。根据式(2-4-3)B=ln(1244/5000)/(1/(273.15K+60K)-1/(273.15K+25K)=3948K,5,正温度系数热敏电阻PTC 根据成分和掺杂程度，有两种正温度系数热敏电阻。陶瓷正温度系数热敏电阻：在到达居里温度时，电阻突然增加；电阻温度系数可高达100/转换温度定义为两倍电阻最小值相对应的温度，半导体可变电阻器：(掺杂硅热敏电阻)在60 150范围内硅电阻器服从下列规律：RT
4、=R25(273.15K+T)/298.15K)2.3 2-4-3,6,热敏电阻特点,优点灵敏度高，对温度可给出高分辩率；其高电阻率允许生产具有快速相应和长连接导线的热敏电阻；容易模压到封装壳中，坚固耐用。,缺点不如热电阻稳定；通过老化可提高稳定性；非线性程度远高于热电阻存在互换性问题；更换热敏电阻后需要重新调整电路。,7,2-4-2热敏电阻的类型和应用,负温度系数热敏电阻是将金属和掺杂氧化物，进行混合和烧制并利用环氧树脂封装制成的。开关型正温度系数热敏电阻是基于钛酸钡的陶瓷圆片，再附加钛酸铅或钛酸锆用于开关温度进行微调。可提供转换温度为80350的电阻。半导体可变电阻是建立在掺杂硅的基础上，
5、常用于要求温度系数为0.77%的半导体器件和电路的补偿工作。,8,各种形状的负温度系数热敏电阻,温度测量 探头式、箔式、片式、小珠式和圆片式温度补偿和控制 垫片式、棒式、其它圆片式生物医学 SMD（表面封装）型,9,常用负温度系数热敏电阻一般特性,10,负温度系数热敏电阻的应用,温度测量汽车冷却水的温度温度补偿电路铜线圈正温度系数NTC温度控制液位控制汽车润滑油进行连接时的时间延迟,11,开关型正温度系数热敏电阻的应用,单相电机的启动汽车冷却水的温度自动去磁电路铜线圈正温度系数PTC抑制拉弧,12,2-4-3热敏电阻的线性化,在负温度系数电阻RT旁边并联一个电阻R 两个电阻并联后 Rp=RTR/(R+RT)Rp的灵敏度：dPp/dT=R2/(RT+R)2 dRT/dT为改善线性，可挑选电阻R或RT，使在三个等间隔温度点（T1,T2,T3)的并联电阻值(Rp1,Rp2,Rp3)的间隔也相同,也就是若T1-T2=T2-T3,则要求 Rp1-Rp2=Rp2-Rp3将Rp1,Rp2,Rp3代入 RT1R/(R+RT1)RT2R/(R+RT2)RT2R/(R+RT2)RT3R/(R+RT3)求解得 R=(RT2(RT1+RT3)-2RT1 RT3)/(RT1+RT3-RT2)上式与RT的数学模型无关。因此解析法也适用于正温度系数热敏电阻和其它非线性电阻传感器。,
