热敏电阻器的电阻温度特性测量

2021-11-09 03:30分类：电子元器件阅读：

实验原理

温度传感器一般是用半导体器件做成的，它的电阻值随环境温度改变而大幅度转变。温度传感器分成负温度系数（NTC）温度传感器和正温度系数（PTC）温度传感器二种。NTC温度传感器的体型不大，其电阻值随环境温度转变比金属材料电阻器要灵巧得多，因而，它被普遍用以温度检测、温控及其电源电路中的温度补偿、延迟时间等。PTC温度传感器分成瓷器PTC温度传感器及有机材料PTC温度传感器两大类。PTC温度传感器是二十世纪八十年代初发展趋势下去的一种新材料电阻，它的特征是存有一个“基因突变点溫度”，当这类资料的气温超出基因突变点溫度时，其电阻值可大幅度提升5-6个量级，（比如由101Ω急升至107Ω之上），因此具备极为普遍的使用使用价值。

热敏电阻器的电阻温度特性测量

近些年，在我国在PTC热敏电阻件开发设计与使用领域得到较大发展趋势，瓷器PTC温度传感器因为其工作中输出功率很大及耐热性好，已被运用于工业生产机械设备、电冰箱等作电流量过压保护，并可取代镍络加热丝作恒温加热器和温度控制电源电路，用以自快热式电蚊香电加热器、新式全自动温度控制烘干设备、各种各样电加热装置等一系列可以信赖的电器产品；而有机材料PTC的温度传感器具备姿势时间较短、体型小、电阻值劣等特性，已经被用以中国电話程控交换机、便携式计算机、手提无线电话等新科技行业作过压保护，运用范畴很广。

本试验用温度表和直流电桥测量热敏电阻与溫度的关联，规定把握NTC热敏电阻的电阻值与溫度的关联特点、并学好根据数据处理方法来求取经验公式定律的方式。

1. 负温度系数热敏电阻的电阻器-溫度特点

NTC温度传感器一般由Mg、Ni、Cr、Co、Fe、Cu等氢氧化物中的2-3种匀称搅拌抑制后，在600-1500oC溫度下煅烧而成，由这种氢氧化物半导体材料制作的温度传感器，具备较大的负温度系数。在一定的温度范围内，NTC温度传感器的电阻值与气温关联达到以下经验公式定律：

热敏电阻器的电阻温度特性测量

式中，R为该温度传感器在热力学温度T时的阻值，R0为温度传感器处在热力学温度T0时的电阻值。B是原材料参量，它不但与原料特性相关，并且与气温相关，在一个不很大的范畴内，B是参量。

由（1）式可求取，NTC温度传感器在热力学温度T0时的阻值温度系数α

热敏电阻器的电阻温度特性测量

由（2）式得知，NTC温度传感器的阻值温度系数是热力学温度的平方米相关的量，在不一样环境温度下，α值不同样。

对（1）式两侧取对数，得热敏电阻器的电阻温度特性测量

在一定温度范围内，热敏电阻器的电阻温度特性测量成线性相关，能够作为图法或最小二乘法求取切线斜率B的值。并由（2）式求取某一溫度时NTC温度传感器的阻值温度系数α。

2. 正温度系数热敏电阻的电阻器-溫度特点（选做內容） PTC温度传感器具备与众不同的电阻器-溫度特点，这一特性是因为其外部经济构造决策的。当环境温度上升超出PTC温度传感器基因突变点溫度时，其原材料构造发生了基因突变，它的阻值有显著转变，能够从10一次方Ω转变到10的七次方Ω，PTC温度传感器的气温超过基因突变点溫度时的电阻值随环境温度转变合乎以下经验公式定律：

热敏电阻器的电阻温度特性测量

在其中，T为试品的热力学温度，T0为原始溫度，R为试品在溫度T时的阻值，R0为试品在溫度T0时的阻值，A的值在某一范畴内类似为参量。

对瓷器PTC温度传感器，在低于基因突变点溫度时，电阻器与气温关联达到（1）式，为负温度系数特性，在超过基因突变点溫度时，达到（3）式，为正温度系数温度传感器，此基因突变点溫度常称之为热导率。而对有机材料PTC温度传感器，在基因突变点溫度左右均为正温度系数特性，可是其参量A也在基因突变点发生了基因突变，即A值在气温高过基因突变点后显著猛增。

试验设备

本实验器材包控温器、搅拌装置、温度表、温度传感器、小试管婴儿、电阻箱三只、电池一节、电流计等。温度传感器置放在可变性溫度的控温器中，用温度计测量溫度。将电阻箱、电池、电流计用电极连接线连接成电桥电路，测到温度传感器的电阻值。

热敏电阻器的电阻温度特性测量

试验內容和流程

1.把NTC温度传感器和玻璃温度计一起插在盛满绝缘油的夹层玻璃小试管婴儿内，试管婴儿放置盛有冰的可控性恒温槽中，当NTC温度传感器、玻璃温度计和温度做到均衡时，用玻璃温度计测到NTC温度传感器的溫度θ，如下图所示的电源电路精确测量NTC温度传感器的电阻值R0（留意：温度传感器的电流量应低于300μA，防止温度传感器自身发烫对试验测定的危害。这时直流电桥臂通常不可以严苛取1:1占比，直流稳压电源较大取1.5V）

2.先测到室内温度时（将NTC温度传感器和体温计等插进室内温度水里）溫度θ和NTC温度传感器电阻值R0.随后逐渐提升恒温槽溫度，每每溫度到达平稳时，精确测量对应的一组θi与Ri的值。规定溫度从70oC范畴内测到8-10组数据信息。用公式计算T=273.15 θ，将摄氏温度θ计算成热力学温度T.

3. 用最小二乘法求出溫度在室内温度70oC范畴内的原材料参量B.

4.用公式计算（2）测算NTC温度传感器在溫度θ=50.0oC时的阻值温度系数。