4.6熱敏傳感器熱敏傳感器

半導體的電阻值隨溫度變化的傳感器。電氣檢測技術(shù)2熱敏傳感器的種類較多，就其轉(zhuǎn)換過程而言，可分為兩個過程：

1、將熱傳遞給敏感元件，引起敏感元件自身溫度的變化；

2、將自身溫度的變化轉(zhuǎn)換成電信號；對熱敏傳感器，第一階段轉(zhuǎn)換過程均相同，僅第二階段有差異。下面對半導體熱敏傳感器的應用作簡要介紹。電氣檢測技術(shù)31、基本類型按熱敏電阻的熱電特性(阻值與溫度的關(guān)系)：

a、負溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)b、正溫度系數(shù)的熱敏電阻(PTC)c、臨界溫度熱敏電阻(CTR)。

電氣檢測技術(shù)52、基本特性

(1)零功率電阻值(R0)

在某一溫度下，測量熱敏電阻的阻值時，測量引起該電阻的功耗與其自身的功耗相比小到可忽略時阻值，稱為零功率電阻值。時的零功率電阻值稱為熱敏電阻的標稱電阻值或額定值。電氣檢測技術(shù)6(2)熱電特性靜止空氣中測得的熱敏電阻的零功率電阻值與溫度間的特性。

PTC、NTC、CTR的熱電特性見圖。

電氣檢測技術(shù)7

④PTC和CTR不能用于較寬溫域的溫度檢測，但在較窄的溫域內(nèi)卻是良好的測溫元件。并且CTR型熱敏電阻可以制成理想的控制開關(guān)。圖中曲線可用下式表示：

A為絕對溫度為T時的電阻值，A、B為由材料和工藝決定的常數(shù)。

電氣檢測技術(shù)9(3)電阻一溫度系數(shù)零功率電阻相對變化率與產(chǎn)生這一變化的溫度增量之比，即：

式中，電阻一溫度系數(shù)與成反比，這說明熱敏電阻在低溫時的阻值很大。電氣檢測技術(shù)10(4)工作溫度范圍指零功率條件下熱敏電阻可連續(xù)工作的溫度范圍。不同類型或不同型號的熱敏電阻，工作溫度范圍不同，通常在產(chǎn)品說明書上給出。(5)時間常數(shù)定義為：在零功率狀態(tài)下，從某一特定的溫度突變到另一溫度時，電阻體溫度變化到兩特定溫度之差的63.2％所需要的時間。通常，兩個特定的溫度選100℃和0℃或85℃和25℃。電氣檢測技術(shù)11

NTC元件的伏安特性如圖，電流較小時，曲線遵守歐姆定律，直線性較好。當電流達到Im后，曲線出現(xiàn)非線性，見MP段。若電流繼續(xù)增加，曲線出現(xiàn)負特性，見PQ。這是由于電流過大致使元件自身發(fā)熱導致阻值減小的緣故。

電氣檢測技術(shù)13二、熱敏電阻的應用1、簡單的線性化電路--NTC電阻如圖該電路在測溫范圍不太寬情況下，能獲得較滿意的輸出結(jié)果。例：在測溫0-100℃量程內(nèi)，非線性誤差約為3℃，在50℃以內(nèi)，非線性誤差為0.6℃，校正電路中，R為需接入的校正電阻。Rt為熱敏電阻。電氣檢測技術(shù)142、熱敏電阻的溫度開關(guān)電路--NTC電阻電路中，待控的溫度門限值由電位器W進行設定。J為繼電器。電氣檢測技術(shù)15小結(jié)

上述電路中采用的熱敏電阻都具