热敏电阻型号怎么看?热敏电阻原理是什么 热敏电阻的非线性解决

2022-07-21 14:57:35
来源:时代新闻网

热敏电阻型号怎么看

1,用字母‘M’表示 敏感元件。

2,用字母‘Z’表示正温度系数热敏电阻器,或者用字母‘F’表示负温度系数热敏电阻器

3,用途或特征,用一位数字(0-9)表示

‘1’表示普通用途;

‘2’表示稳压用途(负温度系数热敏电阻器);

‘3’表示微波测量用途(负温度系数热敏电阻器);

‘4’表示旁热式(负温度系数热敏电阻器);

‘5’表示测温用途;

‘6’表示控温用途;

‘7’表示消磁用途(正温度系数热敏电阻器);

‘8’表示线性型(负温度系数热敏电阻器);

‘9’表示恒温型(正温度系数热敏电阻器;

‘0’表示特殊型(负温度系数热敏电阻器)。

了解热敏电阻原理,是应用好热敏电阻的前提。热敏电阻是对温度敏感的半导体元件,主要特征是随着外界环境温度的变化,其阻值会相应发生较大改变。

电阻值对温度的依赖关系称为阻温特性。热敏电阻根据温度系数分为两类:正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻。由于特性上的区别,应用场合互不相同。

正温度系数热敏电阻简称PTC(是Positive Temperature Coefficient 的缩写),超过一定的温度(居里温度---居里温度是指材料可以在铁磁体和顺磁体之间改变的温度。低于居里温度时该物质成为铁磁体,此时和材料有关的磁场很难改变。当温度高于居里温度时,该物质成为顺磁体,磁体的磁场很容易随周围磁场的改变而改变。

这时的磁敏感度约为10的负6次方。)时,它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。其原理是在陶瓷材料中引入微量稀土元素,如La、Nb...等,可使其电阻率下降到10Ω.cm以下,成为良好的半导体陶瓷材料。这种材料具有很大的正电阻温度系数,在居里温度以上几十度的温度范围内,其电阻率可增大4~10个数量级,即产生所谓PTC效应。

目前大量被使用的PTC热敏电阻种类: 恒温加热用PTC热敏电阻; 低电压加热用PTC热敏电阻; 空气加热用热敏电阻;

过电流保护用PTC热敏电阻; 过热保护用PTC热敏电阻; 温度传感用PTC热敏电阻; 延时启动用PTC热敏电阻;

负温度系数热敏电阻简称NTC(是Negative Temperature Coefficient 的缩写),它的阻值是随着温度的升高而下降的。主要是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料,采用陶瓷工艺制造而成的。

这些金属氧化物材料都具有半导体性质,因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。 NTC热敏电阻器温度系数-2%~-6.5%, 可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。

热敏电阻的非线性解决

热敏电阻通常为一款高阻抗、电阻性器件,当您需要将热敏电阻的阻值转换为电压值时,该器件可以简化其中的一个接口问题。然而更具挑战性的接口问题是,如何利用线性ADC以数字形式捕获热敏电阻的非线性行为。

“热敏电阻”一词源于对“热度敏感的电阻”这一描述的概括。热敏电阻包括两种基本的类型,分别为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻。负温度系数热敏电阻非常适用于高精度温度测量。要确定热敏电阻周围的温度,您可以借助Steinhart-Hart公式:T=1/(A0+A1(lnRT)+A3(lnRT3))来实现。其中,T为开氏温度;RT为热敏电阻在温度T时的阻值;而 A0、A1和A3则是由热敏电阻生产厂商提供的常数。

热敏电阻的阻值会随着温度的改变而改变,而这种改变是非线性的,Steinhart-Hart公式表明了这一点。在进行温度测量时,需要驱动一个通过热敏电阻的参考电流,以创建一个等效电压,该等效电压具有非线性的响应。您可以使用配备在微控制器上的参照表,尝试对热敏电阻的非线性响应进行补偿。即使您可以在微控制器固件上运行此类算法,但您还是需要一个高精度转换器用于在出现极端值温度时进行数据捕获。

另一种方法是,您可以在数字化之前使用“硬件线性化”技术和一个较低精度的ADC。(Figure 1)其中一种技术是将一个电阻RSER与热敏电阻RTHERM以及参考电压或电源进行串联(见图1)。将 PGA(可编程增益放大器)设置为1V/V,但在这样的电路中,一个10位精度的ADC只能感应很有限的温度范围(大约±25°C)。

请注意,在图1中对高温区没能解析。但如果在这些温度值下增加 PGA 的增益,就可以将 PGA 的输出信号控制在一定范围内,在此范围内 ADC 能够提供可靠地转换,从而对热敏电阻的温度进行识别。

微控制器固件的温度传感算法可读取 10 位精度的 ADC 数字值,并将其传送到PGA 滞后软件程序。PGA 滞后程序会校验 PGA 增益设置,并将 ADC 数字值与图1显示的电压节点的值进行比较。如果 ADC 输出超过了电压节点的值,则微控制器会将 PGA 增益设置到下一个较高或较低的增益设定值上。如果有必要,微控制器会再次获取一个新的 ADC 值。然后 PGA 增益和 ADC 值会被传送到一个微控制器分段线性内插程序。

从非线性的热敏电阻上获取数据有时候会被看作是一项“不可能实现的任务”。您可以将一个串联电阻、一个微控制器、一个 10 位 ADC 以及一个 PGA 合理的配合使用,以解决非线性热敏电阻在超过±25°C温度以后所带来的测量难题。

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