第一個NTC熱敏電阻是法拉第在1833年研究硫化銀的半導(dǎo)體特性時發(fā)現(xiàn)的。直到1932年德國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)過數(shù)十年的技本改進(jìn)，熱敏電阻現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于測量測試領(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)簡單，價格低廉，適于動態(tài)測量的特點(diǎn)。在測試和自動控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。從元件的功能來看，熱敏電阻主要有溫度補(bǔ)償、抑制浪涌電流和溫度測量等功能，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為開爾文溫度。

Rx-規(guī)定溫度為T時，測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）時測得的零功率電阻值；

B-B值，為熱敏常數(shù)，定義為兩個溫度下測得的零功率電阻值的自然對數(shù)之差與這兩個溫度倒數(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B值的標(biāo)定時，可以對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量校正

根據(jù)電橋工作時是否平衡可將電橋分為平衡電橋和非平衡電橋。平衡電橋通過比較橋路中待測電阻Rx與標(biāo)準(zhǔn)電阻R，從而得到待測電阻Rx值，而在實(shí)際的工程測試中，很多待測物理量是連續(xù)變化的，將相應(yīng)的阻值變化元件放置在電橋的待測電阻橋臂上時，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引起待測電阻變化的其他物理量進(jìn)行測量。其原理如圖2所示：AB為供電電壓 Ui 輸入端，CD為測量電壓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)簡單，價格低廉的特點(diǎn)，在測試和自動控制領(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)測量時，必須采用分段線性校準(zhǔn), 本文通過計(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臂的電阻值滿足1/3<,Rx/ft<3時，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)到線性測量的目的。

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