NTC熱敏電阻是利用陶瓷半導體材料的電阻值隨溫度升高而減小的特性制作而成,能在不同的溫度下表現不同的電阻值,利用這一特性可通過測量NTC熱敏電阻分壓所對應電阻值來反饋溫度的大小。由于NTC熱敏電阻的阻值與溫度之間的關系(R-T曲線)是高度非線性的,因此在實際應用中系統設計必須使用某種近似值。
根據精確度要求計算近似值的方式,可分為以下三種類型:
一、一階近似值法
△R=K·△T
其中,K是負溫度系數,△T是溫度變化差值,△R為溫差引起的電阻值變化。它假定了某一溫度范圍內NTC熱敏電阻的電阻值變化與溫度變化的關系為線性關系,因此它只適用于非常窄的溫度變化范圍,并且只能用于整個溫度范圍K幾乎不變的溫度。溫度范圍越小,R-T曲線越接近線性,計算的阻值越接近實際值,即準確度與精度越高。反之,應用的溫度范圍越寬則R-T曲線越偏離線性,計算值與實際值誤差就越大。因此一階近似值法作為NTC熱敏電阻的測溫公式,只適用于在精度要求不高且使用溫度范圍比較窄的應用場景。
二、β公式
R(T)=R(T0)·e β(1/T-1/T0)
其中,R(T)是溫度T下的電阻值,單位為開爾文,R(T0)是溫度T0 下的參考點。β公式是現在最為常用的計算方式,通過這一公式可以獲得單一材料常數β值。β公式需要兩點校準,精確度取決于溫度T與T0的間隔大小。T與T0溫度間隔越小則計算的精確度越高,10℃的溫度間隔誤差最大不超±1℃。由于NTC熱敏電阻的β值在實際應用中并非恒定不變,這是由于材料構成會導致其產生變化(最大可達每℃5K),因此β公式在較寬的使用溫度范圍內所測量的數值相較于實測數值會有一定的誤差。
三、Steinhart-Hart方程式
1/T=C1+C2InRT+C4(InRT)3
其中溫度T的單位為開爾文,C1、C2和C4稱為Steinhart-Hart參數,取決于NTC熱敏電阻的型號。實測三組不同溫度下NTC熱敏電阻的阻值,代入上述方程式求解三個聯立方程即可得出C1、C2和C4三個參數,也可使用精度最高的最小二乘法來計算出這三個參數值。Steinhart-Hart方程式在-50~150℃的范圍內通常精確到±0.15℃左右,這對于絕大部分應用場景來說已經足夠。如果需要提高分辨精度至0.01℃甚至更高精度,可以進一步采用插值法進行模擬計算。
廣東愛晟電子科技有限公司專注于研發、生產各種NTC熱敏電阻元器件,以其測溫精度高、反應速度快、性能穩定性好及使用簡單等優點被應用在各種不同的領域,包括智能家居、汽車、辦公自動化、智能穿戴、新能源等等。針對不同的應用場景及應用方式要求的精確度不同,愛晟電子亦會按照客戶實際需求來選擇不同的計算方法以及不同的曲線擬合溫度間隔從而保證測溫的精確度。
上一篇 : NTC熱敏電阻器的主要技術參數
下一篇 : NTC熱敏芯片在光纖激光器中的應用