在電子技術(shù)領(lǐng)域,NTC 熱敏電阻是一種應(yīng)用廣泛的傳感器元件。2025 年 8 月 4 日消息,我們來詳細(xì)探討 NTC 熱敏電阻阻值和溫度的換算相關(guān)知識(shí)。
NTC 是 Negative Temperature Coefficient 的縮寫,即負(fù)溫度系數(shù),通常所說的 NTC 指的是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。它是一類電阻值隨溫度增大而減小的傳感器電阻,由混合氧化物的多晶陶瓷構(gòu)成,不同材料和封裝適用于不同場合。

NTC 熱敏電阻具有獨(dú)特的工作原理。其內(nèi)部以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料,采用陶瓷工藝制造。這些金屬氧化物具有半導(dǎo)體性質(zhì),在溫度較低時(shí),載流子(電子和孔穴)數(shù)目較少,電阻值較高;隨著溫度升高,載流子數(shù)目增加,電阻值降低。

從結(jié)構(gòu)上看,NTC 熱敏電阻經(jīng)歷了三代產(chǎn)品的發(fā)展。代是塊狀陶瓷 NTC 熱敏電阻,第二代是多層陶瓷積層型 NTC 熱敏電阻,第三代是陶瓷厚膜型 NTC 熱敏電阻。

NTC 熱敏電阻的測溫范圍一般在 - 10~ + 300℃,不過也有能測量更高溫度的產(chǎn)品。其重要參數(shù)包括額定零功率電阻值以及精度,通常所說的熱敏電阻阻值默認(rèn)是在 25℃時(shí)的阻值。
在 NTC 的選型中,25℃的阻值和 B 常數(shù)(25/50℃)是兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。如果兩個(gè) NTC 的這兩項(xiàng)參數(shù)相同,它們的阻值和溫度曲線相似,可進(jìn)行替代。
NTC 測量分為兩個(gè)步驟。首先,在 25℃下測量其標(biāo)稱電阻值,例如對于 100K 的 NTC,用萬用表或電阻儀測量并記錄測量值,與標(biāo)稱值對比。其次,在特定溫度下測量電阻值,如將 100K 的 NTC 置于 60℃的恒溫環(huán)境(建議用油槽測量,因其溫度恒定),測量電阻值并與標(biāo)稱值對比,此時(shí)測試電阻值應(yīng)為 24.5K 左右。

NTC 熱敏電阻具有多種作用,包括浪涌電流抑制、溫度測量、溫度補(bǔ)償、液面測量和過熱保護(hù)等。利用其自熱特性可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制,構(gòu)成 RC 振蕩器穩(wěn)幅電路、延遲電路和保護(hù)電路,還可用作測溫元件,在電磁爐、電暖器等設(shè)備中均有應(yīng)用。在對測溫精度要求不高的場合,可使用 NTC 測溫,一般將 NTC 電阻與一定值電阻串聯(lián),通過測量電阻兩端電壓計(jì)算 NTC 阻值,進(jìn)而得知當(dāng)前環(huán)境大致溫度。
NTC 以其優(yōu)良的性價(jià)比、多樣的封裝形式和簡單的使用方式,成為工程師在測溫電路中的優(yōu)先選擇,廣泛應(yīng)用于家用電器、電力工業(yè)、通訊、軍事科學(xué)、宇航等各個(gè)領(lǐng)域,發(fā)展前景十分廣闊。
除了 NTC,還有 PTC 熱敏電阻。它們的主要功能都是隨溫度變化表現(xiàn)出電阻變化。NTC 熱敏電阻的特征是無功耗電阻,電阻隨溫度上升而減少,對溫度變化的響應(yīng)通常是線性的,適用于溫度補(bǔ)償、溫度控制系統(tǒng)和浪涌電流限制等。PTC 熱敏電阻也是無功耗電阻,但其電阻隨溫度上升而增加,電阻會(huì)隨溫度增加發(fā)生輕微變化,直到達(dá)到 “切換點(diǎn)”,之后電阻值會(huì)大幅增加,常用于具有自復(fù)位功能的保險(xiǎn)絲以及加熱器應(yīng)用。
NTC 熱敏電阻的溫度特性主要由標(biāo)稱阻值 R25(25℃時(shí)的阻值)和代表 “敏感性” 的 β 值(常稱為 B 值)決定,常見 β 值范圍在 3,000 ~ 5,000 K 區(qū)間。通過公式可以實(shí)現(xiàn)阻值和溫度的換算。


例如,一個(gè)常溫 25℃標(biāo)稱阻值為 10 KΩ、β 值為 3980 K 的 NTC 熱敏電阻,若其阻值為 1500Ω,可通過公式計(jì)算出此時(shí)電阻的溫度約為 74.39℃。

總之,深入了解 NTC 熱敏電阻阻值和溫度的換算知識(shí),對于電子工程師在電路設(shè)計(jì)和應(yīng)用中具有重要意義。通過合理選擇和使用 NTC 熱敏電阻,能夠滿足不同場合的需求,提升電子設(shè)備的性能和可靠性。
關(guān)鍵詞:NTC 熱敏電阻