什么是热敏电阻?热敏电阻如何工作?温度测量

什么是热敏电阻?热敏电阻如何工作?温度测量
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什么是热敏电阻?

热敏电阻是用来测量温度的半导体器件。这个名字来自于单词“电阻”和“热”的组合。热敏电阻的电阻与温度成正比。从一般物理课程中关于电和磁,你可能已经了解到这是所有导体的典型性质。例如,烤面包机、加热器和灯泡等设备都是根据这一原理工作的。热敏电阻的不同之处在于,它们是为了利用这种效应而设计的,因此比通常情况下对温度更敏感。

数学模型

用于热敏电阻的基本数学模型是Steinhart-Hart方程,由海洋学家I.S. Steinhart和S.R. Hart发现。最简单的形式是:

1/T = a + b(ln R) +c(ln R)3

其中T是温度,a, b和c是测量的系数,ln是自然对数,R是电阻(欧姆)

建设

热敏电阻用于科学和工程应用。它们在医学上也有用,如临床温度传感器或手术中的探针。有两种类型:PTC(列车自动控制系统)(电阻正温度系数)和全国过渡委员会(负电阻温度系数)。

NTC热敏电阻的温度与电阻成反比,当温度升高时,电阻降低,反之亦然。它们经常用于温度控制和指示,以及电流抑制。建筑中常用的材料包括镍、锰、铜、铁和钴等材料的氧化物。有些还由硅和/或锗制成。它们通常封装在环氧树脂中,是最常见的热敏电阻类型。

PTC热敏电阻与ntc相反,它们的电阻随温度升高而增大,随温度下降而减小。它们用于保护电路免受过载,并可作为热开关或普通温度计。ptc由半导体与陶瓷或聚合物结合而成。

有关申请的更多资料,请浏览AMWEI热敏电阻公司.要了解更多关于ptc和ntc的信息,阅读这篇EE Times的文章

利与弊

热敏电阻体积小,非常稳定,寿命长,通常精度在+/- 0.05%到+/- 0.02%之间。这使得它们优于热电偶和其他测量温度的设备。缺点是像典型的半导体一样,它们是非线性的,因此在构建电路时必须补偿这种影响。此外,与热电偶不同,它们不能在非常高的温度下使用。

热敏电阻测试

热敏电阻实验

如果你有合适的设备并且对电路有经验,你可以做一个实验,试试PraticalPhysics.org的温度对热敏电阻的影响在这种方法中,你将一个热敏电阻和一个温度计放入盛有热水的烧杯中,然后在水冷却时比较并绘制它们的结果。操作电路时,应遵守基本安全规则。

参考文献

Douglas Giancoli著的《科学家和工程师物理学》

《科学家和工程师的物理学》作者:Raymond Serway

图片致谢

来自Amwei.com的热敏电阻

来自PracticalPhysics.org的热敏电阻实验

资源

Henry Sostmann和Philip D. Metz的详细热敏电阻教程(1295K PDF档案)

廉价电子产品网站

卡普热敏电阻计算器(Java applet)

BetaTHERM的电阻CharT(滚动到底部)