NTC热敏电阻工作原理和应用特性介绍
热敏电阻是一种固态温度传感装置，其作用有点像电阻器，但对温度敏感。热敏电阻可用于产生随环境温度变化的模拟输出电压，因此可称为传感器。这是因为由于热量的外部和物理变化，它会导致其电气特性发生变化。
热敏电阻有多种类型、材料和尺寸可供选择，其特点是响应时间和工作温度。此外，密封热敏电阻消除了由于湿气渗透导致的电阻读数误差，同时仍提供高工作温度和紧凑的尺寸。热敏电阻三种最常见的类型结构包括珠状热敏电阻、盘状热敏电阻和玻璃封装热敏电阻，而主要以两种方式工作，即电阻的负温度系数（NTC）和电阻的正温度系数（PTC）。
前面已经对PTC热敏电阻进行介绍，本文就NTC热敏电阻工作原理和应用特性进行简单的介绍。
NTC热敏电阻的概念
负温度系数热敏电阻，简称NTC热敏电阻，它会随着周围工作温度的升高而降低或降低其电阻值。通常，NTC热敏电阻是最常用的温度传感器类型，因为它们几乎可以用于任何类型的温度起作用的设备。
NTC热敏电阻具有负电阻与温度 (R/T) 关系。NTC热敏电阻相对较大的负响应意味着即使温度的微小变化也会导致其电阻发生显着变化。这使它们成为精确温度测量和控制的理想选择。
NTC热敏电阻的工作原理
众所周知，热敏电阻是一种电子元器件，其电阻高度依赖于温度，因此如果通过热敏电阻发送恒定电流，然后测量其上的电压降，就可以确定它在特定温度下的电阻。
NTC热敏电阻会随着温度的升高而降低其电阻，并且有多种基极电阻和温度曲线可供选择。NTC热敏电阻的特征通常是它们在室温下的基极电阻，即25℃ (77 o F)，因为这提供了一个方便的参考点。例如，25℃时为2k2Ω，25℃时为10 kΩ或25℃时为47 kΩ 等等。
热敏电阻的另一个重要特性是它的“B”值。B值是由制造它的陶瓷材料决定的材料常数。它描述了两个温度点之间特定温度范围内的电阻 (R/T) 曲线的梯度。每种热敏电阻材料将具有不同的材料常数，因此具有不同的电阻与温度曲线。
因此，B值将定义热敏电阻在第一个温度或基点（通常为25℃）的电阻值，称为T 1，以及在第二个温度点（例如100℃）的热敏电阻电阻值，称为T2。
此外，B值还定义T1和T2范围之间的热敏电阻材料常数。即 B T1/T2或 B 25/100，典型的 NTC热敏电阻B值在大约3000到大约5000之间。
需要注意的是，T1和T2的温度点均以开尔文的温度单位计算，其中0℃ = 273.15 开尔文。因此，25℃的值等于25 o+273.15=298.15K，100℃等于100 o+273.15=373.15K，以此类推。
因此，通过了解特定热敏电阻的B值（从制造商数据表获得），可以生成温度与电阻表，以使用以下归一化方程构建合适的图表。
NTC热敏电阻方程
- T1是开尔文的第一温度点
- T2是开尔文的第二温度点
- R1是温度T1下的热敏电阻电阻，单位为欧姆
- R2是温度T2下的热敏电阻电阻，单位为欧姆
NTC热敏电阻特性曲线
NTC热敏电阻的测量方法
由于NTC热敏电阻是一种无源类型的传感器，也就是说，它的工作需要一个激励信号，因此其电阻因温度变化而发生的任何变化都可以转换为电压变化。
最简单的方法是使用热敏电阻作为分压器电路的一部分，如下图所示。恒定电源电压施加在电阻器和热敏电阻串联电路上，输出电压从热敏电阻两端测量。
当热敏电阻的电阻因温度变化而变化时，热敏电阻两端的电源电压比例也会发生变化，从而产生与输出端子之间的总串联电阻比例成比例的输出电压。
因此，分压器电路是简单的电阻电压转换器的示例，其中热敏电阻的电阻由温度控制，产生的输出电压与温度成正比。所以热敏电阻越热，输出电压越低。
如果我们颠倒串联电阻R S和热敏电阻R TH的位置，则输出电压将沿相反方向变化，即热敏电阻越热，输出电压越高。
可以使用NTC热敏电阻作为基本温度传感配置的一部分，使用如下图所示的桥式电路。电阻器R 1和 R 2之间的关系将参考电压V REF设置为所需的值。例如，如果R 1和R 2具有相同的电阻值，则参考电压将与之前一样等于电源电压的一半，即Vs/2。
随着温度和热敏电阻电阻值的变化，V TH处的电压也会发生变化，高于或低于V REF处的电压，从而为连接的放大器产生正或负输出信号。
用于这种基本温度传感电桥电路的放大器电路可以用作高灵敏度和放大的差分放大器，或用作开关切换的简单施密特触发器电路。
以这种方式使电流通过热敏电阻的问题在于，热敏电阻会经历所谓的自热效应，即I 2*R功率损耗可能高到足以产生比热敏电阻散发的更多的热量影响其电阻值产生错误的结果。
总结
众所周知，热敏电阻是使用半导体金属氧化物构造的廉价、容易获得的温度传感器，其中以NTC热敏电阻是最为厂家（尤其是10KΩ NTC热敏电阻），与附加串联电阻一起，RS可用作简单分压器电路的一部分。
以上就是关于NTC热敏电阻工作原理和应用特性相关知识介绍，希望对大家有所帮助。目前NTC热敏电阻的应用非常广泛，感兴趣的小伙伴可以查阅相关资料看看。
