溫度傳感器的特性參數(shù)

1、熱敏電阻的分類

熱敏電阻分為PTC(Positive Temperature coefficient),NTC(Negative Temperature coefficient)兩類。PTC 阻值隨溫度升高而升高。電阻是以BaTiO3，SrTiO3，PbTiO3為主要成分，加入微量的Nb,Ta,Bi,Sb,Y,La 使之半導(dǎo)化。NTC 阻值隨著溫度升高而降低。電阻是以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料，采用陶瓷工藝制造而成的。

這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì)，因為在導(dǎo)電方式上完全類似鍺、硅等半導(dǎo)體材料。溫度低時，這些氧化物材料的載流子（電子和孔穴）數(shù)目少，所以其電阻值較高；隨著溫度的升高，載
流子數(shù)目增加，所以電阻值降低。

2 、NTC關(guān)鍵特性參數(shù)

以下介紹的芯片的關(guān)鍵參數(shù)均是由芯片的材料系統(tǒng)決定的。

（1）芯片的電導(dǎo)率

 
根據(jù)公式R=ρ*L/S在已知芯片的長寬高的條件下可推出電導(dǎo)率。

 
相同電導(dǎo)率的芯片，截面積越大（芯片越大），芯片的阻值越小。

 
由此我們可以通過看芯片的尺寸初步推斷出芯片的阻值范圍。

（2） 零功率電阻R(25)

零功率電阻即加在芯片兩端的電壓電流成線性關(guān)系時，芯片本身沒有自熱誤差。除非特別指出，它是熱敏電阻器的設(shè)計電阻值，也是標稱電阻值。例如102=1K=1000 Ohms @25C or 545=5400000 ohms @25C

芯片選型的過程中是最先考慮的參數(shù)。根據(jù)客戶要求選中一款芯片，通過改變芯片的長寬高等尺寸可以改變電阻值已達到目標值。

3、 芯片兩個溫度點的β值

β=（T*T0）/（T0-T）*ln(RT/RT0)

β代表的是R-T上兩個溫度點之間的斜率，β越大，曲線越陡，對單位溫度的變化引起的阻值變化也越靈敏。在某種情況下，β也可以標明芯片的材料。

4、芯片兩個溫度點的比值

比值：兩個溫度點下芯片阻值比，低溫度點阻值比高溫度阻值。

5、 熱時間常數(shù)τ

熱時間常數(shù)即熱響應(yīng)時間，熱敏電阻在零功率狀態(tài)下，當環(huán)境溫度突變時，電阻體溫度由起始溫度變化到最終溫度的63.2%時所需的時間。一般地，選擇75C 和25C 作為初始和最終的溫度點。熱時間常數(shù)τ與熱敏電阻的熱容量C成正比，與耗散系數(shù) δ成反比。一般該常數(shù)越大表明此熱敏電阻性能越好。醫(yī)療產(chǎn)品對熱敏電阻的反應(yīng)時間有要求。

6、耗散系數(shù)δ

它表示電阻溫度升高1C 所需消耗的功率。在工作溫度范圍內(nèi)， δ 隨環(huán)境溫度變化而有所變化。在規(guī)定的環(huán)境溫度下，熱敏電阻器耗散功率變化率與其相應(yīng)溫度變化之比。一般地，選擇75C 和25C 作為初始和最終的溫度點。

在實際的芯片應(yīng)用過程中，耗散系數(shù)被用來決定芯片的最大測試電流（當零功率測試時）。或者在計算芯片在特定溫度點下的自熱誤差。還可以用作測量其他參數(shù)。

例如：某芯片的零功率電阻R(25)=10K，測試電流=1MA,δ=1mw/℃ ，由此推算出自熱溫度差。

解：耗散功率=I2R=（0.001)2*10000=10mw

   
自熱溫度差P/δ=10mw/1mw/℃=10℃

7、 熱容量C

熱容量即熱敏電阻本身溫度改變1Kelvin, 所需要消耗的能量，單位是J

熱容量=熱時間常數(shù)*耗散系數(shù) 即C=δ/τ