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温度测量及温度控制的应用指南

发布时间:2011/5/10    访问人数:4849次

1. 温度测量与温度控制
    由于NTC 热敏电阻器具有高的灵敏度,所以特别适宜用作温度传感器。在-55℃到+300℃的温度范围内,用NTC热敏电阻器进行温度测量和温度控制,不仅精度高、方便使用,还具有较低的成本。


按下列的依赖关系对NTC热敏电阻器进行选择:
-所需的温度范围
-所需的电阻值范围
-要求的测量精确度
-环境(介质)
-所希望的时间常数
-对几何尺寸的要求

一个用NTC热敏电阻器进行温度测量可行的电路可由一个惠斯登电桥构成,在电桥中一个电桥臂上含有一个NTC热敏电阻器。
如果传感器的温度在平衡的电桥中发生变化的话,那么一个显著的电流通过安培表。时常也使用一个可变的电阻器R3,根据它的大小(在当时平衡的状态下)来推断温度。
同样,在温度控制中,NTC热敏电阻器及其传感器常与继电器或与相应的讯号及保护装置的磁放大器线圈相联用,它被放在要控制温度的地方。当温度改变时,即引起热敏电阻器的组织改变,使电桥失去平衡,有电流通过继电器,由继电器控制加热器,使控制处的温度得到调整。

2. NTC热敏电阻器特性曲线的线性化:
   NTC热敏电阻器的电阻值变化时显著的非线性的。如果我们用来对一个(较大的)温度范围进行温度检测时需要一个尽可能是线性化的变化的话,例如:应用于一个刻度盘,那么,可借助一个串接的或者并联的电阻器来获得一个良好的线性度。但是,进行检测的温度范围不应超过50至100K。

一个NTC热敏电阻器与另一个电阻器并联的组合,会有一个拐点的S形特性曲线。最好将这个拐点放到工作温度范围的中间,将得到最好的线性化。在这种情况下,这种并联电阻器的电阻值可以应用指数的近似法计算:
 

RTRP的并联电阻值为:

式中:

RTM指在平均温度TMNTC热敏电阻器的电阻值

(单位K:≌温度℃+273.15

B NTC热敏电阻器的B

(线性化的)特性曲线的斜度为:

具有线性化NTC热敏电阻器的电路的灵敏度必然降低。

需要说明的事项:
用NTC热敏电阻器及其温度传感器作为测量和控制温度与其他温度传感器相比有以下特征:
1. 性能稳定可靠;
2. 精度高、互换性、一致性好;
3. 电阻温度系数大,灵敏度高;
4. 价格低,特别适用于中低温测量的控制;
5. 可制成高耗散产品,测试电流可大大高于传统结构的传感器,简化线路。
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