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测量和使用热敏电阻热时间常数

时间:2019-01-20 ??来源:敏创电子??编辑:热敏电阻厂家??浏览:
热敏电阻
热敏电阻是非常精确的热传感器,通过其电阻指示温度。使用它们作为传感器,通过简单地施加电压,测量电流并将电阻转换成温度来测量温度。然而,热敏电阻也可以作为电路中的可变电阻器,通过增加或减少电阻来影响行为,这取决于温度系数是正还是负。
 
对温度变化的响应需要时间,测量该响应的主要参数是热时间常数(TTC)。热敏电阻的材料和组装对TTC产生了重大影响,因此我们的工程师团队进行了大量实验,以显示TTC的变化程度。在应用程序中使用,我们将看到TTC可以产生什么样的影响。
 
施工影响TTC
热敏电阻由电阻元件组成,该电阻元件在温度变化时吸收热量。响应时间是由质量的比热和质量的热导率以及质量周围的任何物质引起的。通常由烧结陶瓷制成,块或元件也可以由硅制成。
TTC是一种固有的器件属性,与环境变化率无关。测量TTC时,需要应用温度变化,但如果变化太慢,则测量环境温度的变化率,而不是传感器的响应。因此,使用尽可能接近瞬间的温度变化非常重要。
响应速率在整个响应中发生变化,随着器件在新温度下接近稳态而逐渐减慢。等到达到真正的稳定状态将使标准化难以进行测量,因此TTC定义为温度达到1 / e所需的时间,或刚好超过完全转换的63%(见图1) )。
 
图1:TTC测量响应的63.2%。蓝色曲线显示冷到热的过渡,绿色曲线显示从热到冷的过渡。
有几个变量会影响TTC:
热敏电阻的质量
热敏电阻的形状(表面积与体积)
用于封装的灌封材料
外壳包围热敏电阻
“环境”的性质 - 热敏电阻工作的气体或液体
用于衡量TTC的方法
如果我们比较不同的热敏电阻材料,那么材料的比热以及温度系数 - 正或负 - 也会产生影响。由于所有测量的器件都是烧结的过渡金属氧化物(NTC材料),因此未考虑这些因素。烧结通过封闭不同氧化物颗粒之间的孔来影响电阻温度曲线的电阻率和斜率以及稳定性。
 
由于测量方法很重要,因此在比较不同热敏电阻的TTC时,确保它们使用相同的测量技术非常重要。TTC表示为绝对时间。因此,举例来说,如果一个器件的温度变化为0°C到100°C,而另一个器件的温度变化只有一半,那么第一个器件 - 即使与第二个器件相同 - 将具有更短的测量TTC,因为TTC是由温差驱动的。
 
我们研究的两个主要变量是芯片尺寸,它影响质量和形状,以及封装类型。第一种因换能器本身而异; 第二种因换能器周围的材料而异。