You dont have javascript enabled! Please enable it!

熱敏電阻

科目:

  • 熱敏電阻
  • PTC電阻
  • NTC電阻
  • 確定 NTC 特性

熱敏電阻:
熱敏電阻是電阻值取決於溫度的元件的名稱。 英文單字是熱敏和電阻這兩個字的組合。 熱敏電阻用於汽車技術等領域 溫度感測器 en 過載保護.
熱敏電阻可分為 2 組; 即電阻值隨溫度升高而增加(PTC)或電阻值隨溫度升高而減少(NTC)。 下面進一步解釋術語 NTC 和 PTC。

正溫度係數電阻:
PTC電阻器是具有正溫度係數的電阻器。 它們主要用作電器中的溫度保護。 隨著溫度升高,電阻也增大。 PTC電阻器的阻值與溫度的關係呈線性關係。 也就是說,電阻與溫度的升高成比例地增加。 這可以在下圖中透過精確的直線看到。

PTC 電阻器用於鏡子加熱等。 如果沒有這個保護電阻,接通後加熱元件上將保留 12 伏特的恆定(最大)電壓和 1,25 安培的電流。 這些最終會燒毀,因為所提供的電流繼續引起加熱。 在正極線中添加PTC電阻可以防止過載。 此電阻器監控加熱元件的溫度。 如果在冬季期間開啟鏡像耗盡,則PTC電阻首先不會起作用。 那麼溫度就太低了。 現在,完整的 12v / 1,25A 電流流過加熱元件,導致鏡面玻璃最初快速加熱。 (水分會盡快從鏡面玻璃上消失)。
隨著溫度升高,電阻增大(見下圖)。 當鏡面玻璃溫度達到20度時,PTC的電阻值為20歐姆。 電流現已從 1,25A 降至 0,6A。 這可以用以下公式計算 歐姆定律:

我= U / R
我 = 12 / 20
我 = 0,6A

電流現已減半,確保鏡面玻璃升溫速度減慢。 如果玻璃的溫度升至40度,則PTC的電阻值為40歐姆。 電流現已降至 0,3A。

在最高溫度為攝氏 60 度時,PTC 電阻的電阻將為 60 歐姆。 現在電流僅為0,18A。 加熱功率現在是恆定的,並且不會由於低電流而進一步增加。 鏡面玻璃的溫度現在保持恆定且不會過熱。 上述值是虛構的,純粹作為示例,以便盡可能清楚地說明。 每個製造商都會使用自己的安培數(以及電阻值)來加熱鏡子。
汽車中還有其他零件具有 PTC 電阻器,例如車窗馬達。 如果車窗機構很重(由於機械負載較高)或車窗連續多次打開和關閉,則車窗操作馬達的溫度會升高。 此電動馬達也由 PTC 電阻器進行監控。 當溫度變得過高時,此訊號會透過 PTC 電阻器傳送到控制單元。 這會暫時關閉馬達的電源,直到溫度下降。 這純粹是為了安全目的,防止過熱

NTC電阻:
NTC電阻是具有負溫度係數的電阻。 這些電阻器用作 溫度感測器 其中包括冷卻劑和進氣。 隨著溫度升高,電阻降低(見圖)。 通常會向感測器施加 1 至 5 伏特之間的恆定電壓。 溫度較低時,電阻值較高,因此電壓較低。 隨著溫度升高,電阻降低,電壓升高。

電壓的增加由特徵場控制裝置控制,特徵場控制裝置決定了噴射器的噴射量。 該值還可以傳遞到儀表板上的冷卻劑溫度計,或氣候控制顯示器上的外部空氣溫度。

NTC電阻的阻值和溫度之間沒有線性關係。 這意味著電阻不會隨著溫度的升高而按比例降低。 這可以從影像中的曲線看出。 這條線被稱為“特徵線”並且是對數的。

確定 NTC 特性:
透過確定三個溫度下對應的電阻值,可以部分勾勒出NTC特性。 為此,可以將溫度感測器懸掛在加熱水壺中時用歐姆表進行測量。
可以在不同的溫度和電阻值下繪製點。 可以在這些點之間繪製線條(見下圖)。 原則上,這使得可以公平地估計在低於 20 攝氏度和高於 100 攝氏度時該特性將如何發展。

深入研究這一點很有趣。 透過三個測量的電阻值,可以在無限大的溫度範圍內使用“Steinhart-Hart 方程式”確定準確的電阻。 也可以準確地確定該特性。 可以在本頁底部下載 Excel 文件,用該文件可以形成特徵。

斯坦哈特-哈特方程式為:

  • T 是開爾文溫度;
  • R 是 T 處的電阻,以歐姆為單位;
  • A、B 和 C 是 Steinhart-Hart 係數,取決於特定溫度下的電阻值。

要計算給定溫度下半導體的電阻,必須使用 Steinhart-Hart 方程式的倒數 (R)。 此方程式如下:

其中 x 和 y 使用以下公式確定:

為了找到 Steinhart-Hart 的 A、B 和 C 係數,必須確定某個溫度(T1、T2 和 T3)下的三個電阻值(R1、R2 和 R3)。 這些應該在半導體的規格中找到或使用溫度計和歐姆表進行測量。 L1、L2 和 R3 是透過確定電阻值的倒數來計算。 Y1、Y2 和 Y3 是透過計算開爾文溫度的 -1 次方來確定。

然後可以計算 Steinhart-Hart 係數(A、B 和 C):

輸入這些係數和 ln (R) 即可得出正確的溫度。 完成上述公式後,可得:

將所有資料填入 Steinhart-Hart 方程式:

給出:

變數“T”可讓您更改所需的溫度。 計算結果表明,T 為 120 攝氏度時,電阻為 122 歐姆。

可以用先前測量的三個溫度來完成公式,並用其繪製特性:

  • 2500°C 時為 20 歐姆;
  • 626°C 時為 60 歐姆;
  • 200°C 時為 100 歐姆。

 

相關頁面: