热敏电阻的区别及测量应用

发布时间:2020-11-19 阅读量:1338 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网

在照明系统中,热敏电阻既能帮助实现较高发光效率,也能延长LED的使用寿命。LED光源效率很大程度上取决于半导体结的温度。由于极端温度将导致功率退化加快、光强减弱、色偏以及使用寿命显著缩短,甚至导致LED系统完全损坏。


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而温度过低则会导致发光效率降低,进而导致每体积单位的流明值降低,因此必须极力避免此类现象发生。为了获得最大效率,温度必须处于规定的最佳温度范围内(典型的LED应用为70℃至90℃)。如果LED电路安装了热敏电阻,最佳工作温度的每一次变化都会引起NTC部件阻值的显著变化。经过比较,流经LED的电流会随即减少,LED的功率损耗也会随之降低,进而延长使用寿命。


为了确保功率半导体元件、逻辑元件、微控制器和处理器正常运行,必须极力避免过热现象。它具有电阻值随着温度的变化而相应变化的特性。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100~1500000欧姆,温度系数-2%~-5%。其电阻率和材料参数(B值)随材料成分比例、烧结温度、烧结气氛和结构状不同而变化。


热敏电阻测温原理与热电偶的测温原理不同的是,热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的,即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此,只要测量出感温热电阻的阻值变化,就可以测量出温度。目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示,即Rt=Rt0[1+α(t-t0)]式中,Rt为温度t时的阻值;Rt0为温度t0(通常t0=0℃)时对应电阻值;α为温度系数。半导体热敏电阻的阻值和温度关系为Rt=AeB/t式中Rt为温度为t时的阻值;A、B取决于半导体材料的结构的常数。相比较而言,热敏电阻的温度系数更大,常温下的电阻值更高(通常在数千欧以上),但互换性较差,非线性严重,测温范围只有-50~300℃左右,大量用于家电和汽车用温度检测和控制。金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量,其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠,在程控制中的应用极其广泛。


P1.0、P1.1和P1.2是单片机的3个I/O脚;RK为100k的精密电阻;RT为100K-精度为1%的热敏电阻;R1为100Ω的普通电阻;C1为0.1μ的瓷介电容。其工作原理为:先将P1.0、P1.1、P1.2都设为低电平输出,使C1放电至放完。将P1.1、P1.2设置为输入状态,P1.0设为高电平输出,通过RK电阻对C1充电,单片机内部计时器清零并开始计时,检测P1.2口状态,当P1.2口检测为高电平时,即C1上的电压达到单片机高电平输入的门嵌电压时,单片机计时器记录下从开始充电到P1.2口转变为高电平的时间T1。


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将P1.0、P1.1、P1.2都设为低电平输出,使C1放电至放完。再将P1.0、P1.2设置为输入状态,P1.1设为高电平输出,通过RT电阻对C1充电,单片机内部计时器清零并开始计时,检测P1.2口状态,当P1.2口检测为高电平时,单片机计时器记录下从开始充电到P1.2口转变为高电平的时间T2。再根据电容的电压公式可得:T1/RK=T2/RT,即RT=T2*RK/T1


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