第一個(gè)NTC熱敏電阻是法拉第在1833年研究硫化銀的半導(dǎo)體特性時(shí)發(fā)現(xiàn)的。直到1932年德國(guó)才首先采用氧化納制成NTC(Negalive temperature_efficienl負(fù)溫度系數(shù)) 熱敏電阻，之后經(jīng)過(guò)數(shù)十年的技本改進(jìn)，熱敏電阻現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于測(cè)量測(cè)試領(lǐng)域, NTC熱敏電阻的阻值隨溫度的升高呈現(xiàn)非線性的指數(shù)降低關(guān)系，其工作溫度范圍一般在_50_150℃之間，熱敏電阻與金屬熱電阻相比，具有熱敏系數(shù)大(-1%-_6%/℃) ，常溫下電阻值較大(一般在數(shù)千歐船以上) 。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，適于動(dòng)態(tài)測(cè)量的特點(diǎn)。在測(cè)試和自動(dòng)控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。從元件的功能來(lái)看，熱敏電阻主要有溫度補(bǔ)償、抑制浪涌電流和溫度測(cè)量等功能，但其阻溫關(guān)系存在非線性。因此在進(jìn)行精度較高的大范圍溫度測(cè)量中，常要進(jìn)行較復(fù)雜的分段線性校正或補(bǔ)償。

1. NTC熱敏電阻阻溫特性及標(biāo)定

熱敏電阻的溫度特性可以用經(jīng)驗(yàn)公式表示：

圖1. NTC熱敏電阻的R-T特性曲線

其中，T為開(kāi)爾文溫度。

Rx-規(guī)定溫度為T(mén)時(shí)，測(cè)得的熱敏電阻為零功率阻值，單位為hΩ；

R-標(biāo)稱電阻值，指的是To為25℃（298K）時(shí)測(cè)得的零功率電阻值；

B-B值，為熱敏常數(shù)，定義為兩個(gè)溫度下測(cè)得的零功率電阻值的自然對(duì)數(shù)之差與這兩個(gè)溫度倒數(shù)之差的比值，其值一般由生產(chǎn)配方?jīng)Q定，數(shù)值一般在2000-7000K內(nèi)。

對(duì)B值的標(biāo)定時(shí)，可以對(duì)上面所提到的公式進(jìn)行變換為：

2. 非平衡電橋原理及熱敏電阻的測(cè)量校正

根據(jù)電橋工作時(shí)是否平衡可將電橋分為平衡電橋和非平衡電橋。平衡電橋通過(guò)比較橋路中待測(cè)電阻Rx與標(biāo)準(zhǔn)電阻R，從而得到待測(cè)電阻Rx值，而在實(shí)際的工程測(cè)試中，很多待測(cè)物理量是連續(xù)變化的，將相應(yīng)的阻值變化元件放置在電橋的待測(cè)電阻橋臂上時(shí)，電橋多處于非平衡的工作狀態(tài)，故利用電橋輸出的非平衡電壓可以對(duì)引起待測(cè)電阻變化的其他物理量進(jìn)行測(cè)量。其原理如圖2所示：AB為供電電壓 Ui 輸入端，CD為測(cè)量電壓Uo輸出端。

圖2.電橋原理

3. 總結(jié)

NTC 熱敏電阻具有熱敏系數(shù)大,常溫下電阻值較大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉的特點(diǎn)，在測(cè)試和自動(dòng)控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但由于其阻溫特性具有指數(shù)特點(diǎn)，在大的溫度范圍內(nèi)測(cè)量時(shí)，必須采用分段線性校準(zhǔn), 本文通過(guò)計(jì)算與實(shí)驗(yàn)證明，等臂電橋在非平衡狀態(tài)下的的輸出電壓與待測(cè)臂的電阻值滿足1/3<,Rx/ft<3時(shí)，電壓 Uo與 Rx的關(guān)系具有與 NTC熱敏電阻阻溫特性互補(bǔ)的特點(diǎn). 利用該特點(diǎn)可對(duì)一定溫度范圍內(nèi)的熱敏電阻的輸出特性進(jìn)行校正, 達(dá)到線性測(cè)量的目的。

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