NTC(负温度系数)热敏电阻常识及应用

NTC负温度系数热敏电阻工作原理NTC是Negative Temperature Coefficient 的缩写，意思是负的温度系数，泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件，所谓NTC热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。

它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的。

这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。

温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和孔穴）数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。

NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在10O~1000000欧姆，温度系数-2%~-6.5%。

NTC热敏电阻器可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。

NTC负温度系数热敏电阻专业术语零功率电阻值 RT（Ω）RT指在规定温度 T 时，采用引起电阻值变化相对于总的测量误差来说可以忽略不计的测量功率测得的电阻值。

电阻值和温度变化的关系式为：RT = RN expB(1/T – 1/TN)RT ：在温度 T （ K ）时的 NTC 热敏电阻阻值。

RN ：在额定温度 TN （ K ）时的 NTC 热敏电阻阻值。

T ：规定温度（ K ）。

B ： NTC 热敏电阻的材料常数，又叫热敏指数。

exp：以自然数 e 为底的指数（e = 2.71828 …）。

该关系式是经验公式，只在额定温度 TN 或额定电阻阻值 RN 的有限范围内才具有一定的精确度，因为材料常数B 本身也是温度 T 的函数。

额定零功率电阻值 R25 （Ω）根据国标规定，额定零功率电阻值是 NTC 热敏电阻在基准温度25 ℃ 时测得的电阻值 R25，这个电阻值就是NTC 热敏电阻的标称电阻值。

通常所说 NTC 热敏电阻多少阻值，亦指该值。

材料常数（热敏指数） B 值（ K ）B 值被定义为：RT1 ：温度 T1 （ K ）时的零功率电阻值。

RT2 ：温度 T2 （ K ）时的零功率电阻值。

T1、T2 ：两个被指定的温度（ K ）。

对于常用的 NTC 热敏电阻， B 值范围一般在 2000K ～ 6000K 之间。

零功率电阻温度系数（αT ）在规定温度下， NTC 热敏电阻零动功率电阻值的相对变化与引起该变化的温度变化值之比值。

αT ：温度 T （ K ）时的零功率电阻温度系数。

RT ：温度 T （ K ）时的零功率电阻值。

T ：温度（ T ）。

B ：材料常数。

耗散系数（δ）在规定环境温度下， NTC 热敏电阻耗散系数是电阻中耗散的功率变化与电阻体相应的温度变化之比值。

δ： NTC 热敏电阻耗散系数，（ mW/ K ）。

△ P ： NTC 热敏电阻消耗的功率（ mW ）。

△ T ： NTC 热敏电阻消耗功率△ P 时，电阻体相应的温度变化（ K ）。

热时间常数(τ)在零功率条件下，当温度突变时，热敏电阻的温度变化了始未两个温度差的 63.2% 时所需的时间，热时间常数与 NTC 热敏电阻的热容量成正比，与其耗散系数成反比。

τ：热时间常数（ S ）。

C： NTC 热敏电阻的热容量。

δ： NTC 热敏电阻的耗散系数。

额定功率Pn在规定的技术条件下，热敏电阻器长期连续工作所允许消耗的功率。

在此功率下，电阻体自身温度不超过其最高工作温度。

最高工作温度Tmax在规定的技术条件下，热敏电阻器能长期连续工作所允许的最高温度。

即:T0-环境温度。

测量功率Pm热敏电阻在规定的环境温度下，阻体受测量电流加热引起的阻值变化相对于总的测量误差来说可以忽略不计时所消耗的功率。

一般要求阻值变化大于0.1%，则这时的测量功率Pm为：电阻温度特性NTC热敏电阻的温度特性可用下式近似表示：式中：RT：温度T时零功率电阻值。

A：与热敏电阻器材料物理特性及几何尺寸有关的系数。

B：B值。

T：温度（k）。

更精确的表达式为：式中：RT：热敏电阻器在温度T时的零功率电阻值。

T：为绝对温度值，K；A、B、C、D：为特定的常数。

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特性曲线示意图温度测量、控制用NTC热敏电阻器外形结构环氧封装系列NTC热敏电阻玻璃封装系列NTC热敏电阻应用电路原理图温度测量（惠斯登电桥电路）温度控制应用设计•电子温度计、电子万年历、电子钟温度显示、电子礼品；•冷暖设备、加热恒温电器；•汽车电子温度测控电路；•温度传感器、温度仪表；•医疗电子设备、电子盥洗设备；•手机电池及充电电器。

型号参数环氧封装系列NTC热敏电阻型号额定电阻值@25℃(KΩ)B值(25/50℃)(K)额定功率(mw)耗散系数(mw/℃)热时间常数(S)工作温度(℃)MF52E-□□31000.1~203100≤50≥2.0静止空气中≤7静止空气-55~+125MF52E-□□32700.2~203270 MF52E-□□33800.5~503380注: 1.第一方框填标称阻值,第二方框填精度代号.( F:±1%G:±2%H:±3%J:±5% )2:B值(25/50℃)误差:对于标称阻值精度±1%的产品其B值对应误差是±1%,其余B值误差均为±2%玻璃封装系列NTC热敏电阻注: 1.第一方框填标称阻值,第二方框填精度代号.( F:±1%G:±2%H:±3%J:±5% )2:B值(25/50℃)误差:对于标称阻值精度±1%的产品其B值对应误差是±1%,其余B值误差均为±2%NTC（负温度系数）热敏电阻常识及应用NTC是负温度系数的英文缩写，所谓NTC热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。

它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的。

这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。

温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和孔穴）数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。

1. 负温度系数热敏电阻器的命名标准。

NTC热敏电阻器的种类繁多，形状各异。

表1是负温度系数热敏电阻的命名标准，它由四部分构成，其中M表示敏感元件，F表示负温度系数热敏电阻器。

有些厂家的产品，在序号之后又加了一个数字，如MF54-1，这个“-1”也属于序号，通常叫“派生序号”。

表12. 负温度系数热敏电阻的主要参数。

热敏电阻器的参数颇多，主要有标称阻值、B值范围和额定功率。

标称阻值常在热敏电阻上标出。

它是指在基准温度为25℃时的零功率阻值，因此亦作标称电阻值R25。

B值范围（K）是反映负温度系数热敏电阻器热灵敏度越高。

额定功率是指热敏电阻在环境温度为25℃、相对湿度为45~80%及大气压力为0.87~1.07bar的大气条件下，长期连续负荷所允许的耗散功率。

表2列出了MF11（片状）负温度系数热敏电阻的主要参数。

表23. 负温度系数热敏电阻的简易测试方法。

应用热敏电阻时，必须对它的几个比重要的参数进行测试。

一般来说，热敏电阻对温度的敏感性高，所以不宜用万用表来测量它的阻值。

这是因为万用表的工作电流比较大，流过热敏电阻器时会发热而使阻值改变。

但对于确认热敏电阻能否工作，用万用表也可作简易判断。

具体为：将万用表拨到欧姆挡（视标称电阻值定挡位），用鄂鱼夹代替表笔分别夹住热敏电阻器的两脚，记下此时的阻值；然后用手捏住热敏电阻器，观察万用表，会看到随着温度的慢慢升高而指针会慢慢向右移，表明电阻在逐渐减小，当减小到一定数值时，指针停了下来。

若环境温度接近体温，用这种方法就不灵，这时可用电路铁靠近热敏电阻器，同样也会看到表针慢慢右移。

这样，则可证明这只负温度系数热敏电阻器是好的。

用万用表检测负温度系数热敏电阻器时，请注意3点：（1）万用表内的电池必需是新换不久的，而且在测量前应调好欧姆零点；（2）普通万用表的电阻挡由于刻度是非线性的，为了减少误差，读数方法正确与否很重要，即读数时视线正对着表针。

若表盘上有反射镜，眼睛看到的表针应与镜子里的影子重合；（3）热敏电阻上的标称阻值，与万用表的读数不一定相等，这是由于标称阻值是用专用仪器在25℃的条件下测得的，而万用表测量时有一定的电流通过热敏电阻而产生热量，而且环境温度不可能正是25℃，所以不可避免地产生误差。

那么，能否估算出一只热敏电阻器在某一温度时阻值呢？回答是肯定的，方法也很简单：以MF1型负温度系数热敏电阻电阻器为例，查表2便可得知它的电阻温度系数为d25=-（2.23~4.09）%/℃(其意是：以基准温度25℃为起点，温度每升高1℃，则该热敏电阻器的阻值便增加2.23~4.09%)。

为了简便，可将d25取为-3%/℃，这样估算就十分方便了：在某一温度t℃时热敏电阻所具有的电阻值，等于其前一温度的电阻乘以系数0.97（即100%-3%=97%=0.97）。

例如，某1只MF11型负温度系数热敏电阻器在25℃的阻值为250Ω，那么在26℃时为250Ω×0.97=242.5Ω。

4. 负温度系数热敏电阻的典型应用。

第一个应用实例是多点测温仪。

如图1所示。

R1~R5以及表头uA组成测量电桥。

其中，R2、R3是电桥的平衡电阻，R1为起始电阻，R4为满刻度电阻。

当XP未插入XS中时，表头满刻度，起着校正作用。

电位器RP为电桥提供一个稳定的直流电源。

R5与表头uA串联，起修正表头刻度和限制流经表头电流的作用。

Rt1~Rt6为MF11型负温度系数热敏电阻器，分别安装在六个待测温度的场所。

S2为安装在监测室内的切换开关。

当插头XP插入插座XS中后，XS中的Q与A自动分开，操作拨动开关S2便可测出各点的温度，通过表头uA显示读数。

第二个应用实例是温控吊扇。

如图2所示。

R1、Rt和RP构成测温电路。

其中Rt为负温度系数热敏电阻器MF51。

IC为时基集成电路NE555，它与R2、C2构成单稳态延时电路。

继电器K为执行器件，其触点K直接控制吊扇电动机M电源的通断。

C3与VD1~VD4以及T构成降压、整流滤波电路，向温控电路提供所需的直流电源。

当室温低于设定温度值时，Rt的阻值较大，IC的2脚电位高于1/3电源电压，其输出端IC的3脚为低电平，K处于释放状态，吊扇不工作；当室温高于设定温度时，Rt的阻值下降至某一数值，它与RP的串联电路的电压降低到小于1/3电源电压，于是IC的2脚由高电平变为低电平，IC的3脚此时输出高电平，继电器K吸合，吊扇运转。

当室温逐渐下降至设定温度以下时，电路将重复上述过程，从而使室内温度稳定于某一温度值。

在图2电路中，调节RP的阻值可改变控制温度。

单稳态电路延时时间由R2、C2的取值决定，可按T=1.1R2C2估算，采用图中所示参数，T约为150S。