传感器 -NTC 热敏电阻

‍# 简介

NTC 热敏电阻温度传感器，英文名称为”NTC Thermistor“或”NTC Temperature Sensor“。其中，NTC 为”Negative Temperature Coefficient“的缩写，即负温度系数。

NTC 热敏电阻是一种电阻值随温度升高而减小且电阻值的这种变化存在可预知性的半导体元件。其阻值的变化可以由外在环境温度或者回路中电流引起的元件自热引起。

因为其成本低廉、构造简单，相对于 PTC 类型的温度传感器应用更广泛。

应用场合

NTC 温度传感器被广泛应用于新能源汽车电子零部件产品中：

• 新能源汽车充电枪温度测量；
• 新能源汽车电池包单体电芯温度测量；
• 新能源汽车电池包冷却液温度测量；
• 新能源 PTC 加热器温度测量；
• 新能源汽车电机定子绕组温度测量；

技术参数

电气参数

零功率电阻 R_T

零功率电阻是在一定温度条件下，电阻器因测量时产生的热量使得电阻器电阻值的变化小于 0.1% 时的电阻值。

R_T 计算公式为：​

额定零功率电阻 R₂₅

指在 25℃ 环境温度中所测得的电阻值。

电阻-温度特性

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电阻-温度表 RT 表

表格一般时通过公式计算出来的，所以温度间隔是可以自由设定的，鉴于 NTC 监测温度的精度，通常温度间隔设为 1℃。如下表：

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B 值 / B-value

材料常数/热敏指数，指电阻值随温度变化的热敏感指数(代表电阻随温度变化曲线的斜率)。这是一个非常重要的参数，B 值越大，测量灵敏度会越高。可由下面的公式表示：

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B 值计算公式也可以写为：$B=\frac{\ln R_{T1}-\ln R_{T2}}{\frac{1}{T_1}-\frac{1}{T_2}}$；

则 R2 的计算公式为：$R_{T2}=R_{T1}\times e^{B\times \left(\frac{1}{T2}-\frac{1}{T1}\right)}$；

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B 值会受温度变化的影响，因此通常我们会选取曲线上的两个温度点来计算，如 B_25/85；

更精确的公式一般为三阶指数公式，该公式可以获得更好的测量精度。

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阻值公差

工作温度范围

指 NTC 能长时间工作在零功率的环境温度范围。一般为-40℃~125℃。

最大额定功耗 P_max

指热敏电阻在 25℃ 的环境温度下长时间可施加的最大功率。

下图为其降额曲线：

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温度系数 α

指在任意温度下温度变化 1°C 时的零负载电阻变化率。

耗散系数/散热系数 δ

指在特定周围温度条件下，热敏电阻消耗功率所造成的本体温度变化的比值。

公式表示为：δ =; 单位为 mW/℃，代表热敏电阻增加 1℃ 所需要的功率。

热时常数 τ

在零功率情况下，热敏电阻本体温度的变化达到其最初温度与最终温度差的 63.2% 时所需的时间，单位为秒；表征热敏电阻的跟随环境温度的速度快慢；

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热稳定性

经过长时间的特定工况的暴漏后，NTC 的电气特性参数会发生漂移，下表为 B 值的变化曲线。

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建议电容值 C_th

此建议电容值为功率型热敏电阻(抑制浪涌冲击电流)在电源应用时可承受的最大电容值，此电容为电源全桥整流后的滤波电容。

精度

应用笔记

匹配电阻

为了得到最优的温度采集线性区间，可以根据测量的目标温度范围选择不同的匹配电阻。

B 值计算

B 值只是一个针对每款热敏电阻的某区间参数，它只反应此热敏电阻的部分特性，并不是一个严谨的参数。

若是厂家只给出 B 值，是否就不需要提供阻值表了呢？在温度区间内的温度是可以通过公式计算出来，但超出区间部分，就不适用上述公式了。

• 阻值不同 B 值相同​

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• 阻值相同 B 值不同

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注意事项

高温焊接

焊接时高温会造成 NTC 不可逆的阻值漂移，严重的情况可能会带来 5% 的漂移，所以应尽量避免高温焊接，严格参照回流焊温度时间曲线进行。

湿度敏感

NTC 端部电极常由 Ag 组成，使用不当时会发生银迁移，导致 NTC 短路。使用中应尽量避免 NTC 接触到水。

器件型号

参考资料

1. Vishay - NTC Thermistors Appication Note
2. ‍