热敏电阻温度传感器设计与应用电路

表1 热敏电阻的种类与应用 热敏电阻线性化改善

动作范围 检出组件 电路组件 发热组件 NTC PTC CTR NTC PTC CTR PTC 自行加热的小范围 温度计 温度调节器 微少温度差 温度变化的检出 热测量计 测温计 温度调节器 温度警报装置 温度开关 温度调节器 温度警报装置 温度补偿电路温度补偿电路--动作于电压或电流的极大值 　 　 　 　 　 　 　 温度检出 警报液面计 　 　 　 　 温度检出警报装置 液位计 　 　 　 　 　 　 　 温度开关 温度警报装置 液面计 　 　 　 　 　 侵入防止电路 定电压电路 　 　 　 　 　 　 　 定电流电路 电流开关 　 　 　 　 　 　 　 电压开关 侵入防止电路记忆电路 　 　 　 　 　 　 　 过热防止装置负性电阻范围自行加热的大范围 　 风速计 流量计 空真计 液位计　 　 液位计　 风速计 流量计 液位计--开关电路振荡器 脉冲产生器 　 定温发热体 恒温槽 　 动作延迟特性 　 差动式 温度检出器差动式 温度检出器 　 差动式温度检出器 　 动作延迟回路突破防止电路超低频振荡器 　 动作延迟回路 　 动作延迟回路突破防止电路超低频振荡器 　 -旁热特性 　 风速，真空，液面等检出 -风速，真空，液面等检出 　 自动增益调整,开关电路,超低频振荡器 　 开关电路超低周波发振器 　 开关电路超低频振荡器 　 　-

表2 热敏电阻的应用与特性: 　 主要使用种类使用目的 常温下的电阻率　 　 温度系数的误差 　 构 造 量测用 　 　 　 热敏电阻 　 　 温度计器 风速,真空计 　 01~10kΩ/cm 1~100kΩ/cm 　 　 ±2% ±2% 　 　 珠球型 珠球型 　 　 直热型 　 热敏电阻 CTR 通信机AGC 时间迟滞 (TimeLag)0.1~100kΩ/cm 0.1~100kΩ/cm 　 ±5% ±5% 0.3～0.6φ珠球型 0.3～2φ珠球型 　 傍热型 　 热敏电阻 CTR , PTC通信机AGC0.1~100kΩ/cm ±5% 0.3～0.4φ珠球型小型杆状 　 温度补偿用 热敏电阻 PTC晶体管量测温度补偿1~100Ω/cm 0.1~100kΩ/cm ±5% ±10% 珠球型与圆盘型 珠球型与圆盘型 驱动 器用 　 热敏电阻 CTR　 继电器动作延迟 突破防止1~1000Ω/cm ±5% 10φ以上的圆盘型或珠球型 　 温度保护用 　 CTR PTC火灾警报器过热保护1~100kΩ/cm 1~1000Ω/cm±10% 0.6～2φ珠球型 5～20φ圆盘型 　 加热器用 　 PTC恒温装置10~1000Ω/cm±20% 圆盘型为主限流用 　 PTC 彩色消磁 电流防止1~1000Ω/cm±20% 圆盘型为主

          图2-2　热敏电阻的电阻－温度特性

    图2-3 热敏电阻B常数的温度特性

热敏电阻的热散逸常数: 型式热发散常数：K(mWC/℃) 时间常数(63.2%)(sec) 负载最大功耗(mW)最高使用温度(℃)记号 　 名称 空中水中空中 水中MB 珠球型 0.3~0.5 0.6~1.0 1.5~5 0.05~0.1 0.2300SSB 珠球型 0.8~1.3 1.5~2.5 3~7 0.1~0.2 0.5350SB 珠球型 1.0~1.5 2.0~3.0 5~10 0.1~0.2 0.5350Lφ3 玻璃管型 1.0~1.5 2.5~3.5 10~15 0.2~0.3 0.5350Lφ6 玻璃管型 1.0~1.5 2.5~3.5 10~15 0.2~0.3 0.5350

   图2-4热敏电阻的热响应曲线 ( 搅拌的水 )


       图2-5　热敏电阻电桥部分的基本接线电路
 

    改善温度－电阻特性的直线性

    (a)并联1个电阻，组件互换式

   （b)合成电阻式(JIS)
 

图2-6　热敏电阻的温度特性的直线性改善连接电阻例
 

图2-7　各种接线方法的直线性改善 ( 裸特性为只有热敏电阻的特性 )

图2-8　热敏电阻长期变化的记录特性


图2-9　温度输出特性曲线

图2-10　温度－自己加热功率特性

图2-11　定电流检出方法 (Th后所添的数字表示各温度值 )

此值为使用TAKARA热敏电阻THR B使用于0100～℃范围，则热敏电阻组件℃时为15KΩ。

图2-12　合成电阻式的连接方式



图2-13　比率式连接

图2-14 温度差电桥电路的结构


图2-15 热敏电阻的温度与感度变化




图2-16　温度差的测定回路

温度差的测定回路： 范围 温度(℃) 放大倍数 误差(%) 1 0~20 15.31 ±0.5℃2 20~40 13.94 ±0.1℃3 40~60 13.84 ±0.2℃4 60~80 14.67 ±0.3℃5 80~100 15.96 ±0.3℃

误差系指感度误差 (±10℃差的测定时 )
 

表5 温度差输出： ( 图2-14电桥电路的方式 ): 温度℃ 热敏电阻kΩ 输出 (V) 5℃温度差输出 (V) 0 30.0000.44547100 -0.05452870 5 24.1000.44712100 -0.05287910 10 19.490 0.44850000 -0.05149970 15 15.850 0.45003500 -0.04996530 20 12.970 0.45135400 -0.04864640 25 10.670 0.45276400 -0.04723560 30 8.828 0.45408500 -0.04591550 35 7.343 0.45538800 -0.04461170 40 6.140 0.45658900 -0.04341100 45 5.159 0.45780300 -0.04219660 50 4.356 0.45901600 -0.04098360