热敏电阻的基本特性详细介绍

热敏电阻的基本特性详细介绍

 电阻－温度特性

热敏电阻的电阻－温度特性可近似地用式1表示。

(式1) R=Ro exp {B(I/T-I/To)}

R	: 温度T(K)时的电阻值
Ro	: 温度T0(K)时的电阻值
B	: B 值
*T(K)= t(ºC)+273.15

但实际上，热敏电阻的B值并非是恒定的，其变化大小因材料构成而异，最大甚至可达5K/°C。因此在较大的温度范围内应用式1时，将与实测值之间存在一定误差。

此处，若将式1中的B值用式2所示的作为温度的函数计算时，则可降低与实测值之间的误差，可认为近似相等。

(式2) BT=CT2+DT+E

上式中，C、D、E为常数。
另外，因生产条件不同造成的B值的波动会引起常数E发生变化，但常数C、D 不变。因此，在探讨B值的波动量时，只需考虑常数E即可。


•  常数C、D、E的计算
常数C、D、E可由4点的(温度、电阻值)数据 (T0, R0). (T1, R1). (T2, R2) and (T3, R3)，通过式3～6计算。
首先由式样3根据T0和T1,T2,T3的电阻值求出B1,B2,B3,然后代入以下各式样。

•  电阻值计算例

试根据电阻－温度特性表，求25°C时的电阻值为5(kΩ)，B值偏差为50(K)的热敏电阻在10°C～30°C的电阻值。

•  步 骤

(1) 根据电阻－温度特性表，求常数C、D、E。

To=25+273.15   T1=10+273.15   T2=20+273.15   T3=30+273.15

(2) 代入BT=CT2+DT+E+50，求BT。

(3) 将数值代入R=5exp {(BTI/T-I/298.15)}，求R。
*T : 10+273.15～30+273.15

•  电阻－温度特性图如图1所示

电阻温度系数

所谓电阻温度系数(α)，是指在任意温度下温度变化1°C(K)时的零负载电阻变化率。电阻温度系数(α)与B值的关系，可将式1微分得到。

这里α前的负号(－)，表示当温度上升时零负载电阻降低。

散热系数 (JIS-C2570)

散热系数(δ)是指在热平衡状态下，热敏电阻元件通过自身发热使其温度上升1°C时所需的功率。
在热平衡状态下，热敏电阻的温度T1、环境温度T2及消耗功率P之间关系如下式所示。

产品目录记载值为下列测定条件下的典型值。

(1)	25°C静止空气中。
(2)	轴向引脚、经向引脚型在出厂状态下测定。

额定功率(JIS-C2570)

在额定环境温度下，可连续负载运行的功率最大值。
产品目录记载值是以25°C为额定环境温度、由下式计算出的值。

(式) 额定功率=散热系数×（最高使用温度－25）

最大运行功率

最大运行功率=t×散热系数 … (3.3)
这是使用热敏电阻进行温度检测或温度补偿时，自身发热产生的温度上升容许值所对应功率。(JIS中未定义。)容许温度上升t°C时，最大运行功率可由下式计算。

应环境温度变化的热响应时间常数(JIS-C2570)

指在零负载状态下，当热敏电阻的环境温度发生急剧变化时，热敏电阻元件产生最初温度与最终温度两者温度差的63.2%的温度变化所需的时间。

热敏电阻的环境温度从T1变为T2时，经过时间t与热敏电阻的温度T之间存在以下关系。

T=	(T1-T2)exp(-t/τ)+T2......(3.1)
	(T2-T1){1-exp(-t/τ)}+T1.....(3.2)

常数τ称热响应时间常数。
上式中，若令t=τ时，则(T-T1)/(T2-T1)=0.632。

换言之，如上面的定义所述，热敏电阻产生初始温度差63.2%的温度变化所需的时间即为热响应时间常数。

经过时间与热敏电阻温度变化率的关系如下表所示。

产品目录记录值为下列测定条件下的典型值。

(1)	静止空气中环境温度从50°C至25°C变化时，热敏电阻的温度变化至34.2°C所需时间。
(2)	轴向引脚、径向引脚型在出厂状态下测定。

另外应注意，散热系数、热响应时间常数随环境温度、组装条件而变化。

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NTC负温度系数热敏电阻R-T特性 
 

   
B 值相同， 阻值不同的 R-T 特性曲线示意图 

 

相同阻值，不同B值的NTC热敏电阻R-T特性曲线示意图