宽温区热敏电阻温度传感器调理电路

目前热敏电阻温度传感器电路一般采用电阻分压电路,非线性补偿温度范围一般在正温区10~100℃,非线性误差为0.5%;一些特殊应用场合要求热敏电阻测量范围在-45~+125℃。针对热敏电阻温度传感器使用温度范围越宽线性误差越大的问题,提出了一种宽温区热敏电阻温度传感器调理电路,采用精密恒流源激励,减小了热敏电阻温度传感器的自热问题,采用集成对数放大器与集成模拟乘法器进行线性化处理,调理电路具有非线性调节、零位调整、满量程调整3个功能,能够给出精确的标准电压0.1~4.9V信号,对每只热敏电阻温度传感器进行温度标定,根据标定数据进行最小二乘拟合,取得了良好的非线性和精度指标。实验结果表明:测温范围为-45~+125℃,非线性达到0.3%以下,测量误差达到±0.3℃。

PTC热敏电阻欧姆接触用铝浆的研制

欧姆接触是目前PTC热敏电阻铝浆存在的主要问题。笔者研究了玻璃化学成分、铝粉及抗氧化剂、烧结工艺对PTC热敏电阻欧姆接触的影响,结果表明,合适的玻璃化学成分,合适的铝粉粒度及生产厂家、合适的抗氧化剂是PTC热敏电阻与铝浆形成欧姆接触的关键因素。优化有机载体配方,选用合适配方的玻璃粉,合适粒度及生产厂家的铝粉,合适的抗氧化剂所得铝浆料的印刷性能、厚度、附着力、欧姆接触的阻值等各项指标符合客户要求。

基于热敏电阻的分段测温电路设计及测温方法

本文介绍了基于热敏电阻的分段测温电路设计及测温方法。该方法在分压法测电阻的基础上,增加了一路或多路采样电阻,通过单片机IO口控制这些采样电阻进行并联组合,得到不同的采样电阻阻值,从而实现热敏电阻在不同的温度段匹配最佳的采样电阻,提高热敏电阻测温的精确度。

测温型NTC热敏电阻可靠性问题探索

为了优化负温度系数(negative temperature coefficient,NTC)元件在市场应用中的可靠性,分析玻封和焊片两种主流NTC热敏电阻的故障模式,研究生产工艺、加工制作、设计选型等对元件可靠性的影响。测试元件在不同环境下的性能,如高温高湿、高温浴水、低温、低温浴水等。研究发现:助焊剂残留、潮湿和浸水条件下的性能波动是影响NTC可靠性的关键因素,在湿度环境下,低温对玻封器件可靠性的影响大于高温,实验结果可用于改善NTC在各种环境下的稳定性,为相关行业的发展提供支持。

热敏电阻特性测量实验的拓展研究

负温度系数(Negative Temperature Coefficient,NTC)热敏电阻阻值-温度的关系具有非线性特征,本文使用基本指数方程、Steinhart-Hart方程和Hoge-3方程分别对三种不同的NTC热敏电阻的实验数据进行拟合,应用MATLAB编写程序,评估了校准方程对NTC热敏电阻温度测量精度的影响。对应用热敏电阻设计温控电路进行了拓展研究,并给出了设计实例。

带运算放大器的热敏电阻电桥电路分析与设计

热敏电阻是一种新型的半导体测温元件[1]。热敏电阻应用于温度检测灵敏度高且具有结构简单、电阻率小、适用于动态测量等突出优点,但由于热敏电阻存在其固有的热电非线性,严重影响着温度测量范围的扩大和温度测量精度[2]。NTC热敏电阻的非线性非常严重,因此在实际应用中对NTC热敏电阻的非线性处理就非常关键。本设计应用数学建模的方法,通过对接口电路参数的分析计算,推导出最佳的线性化补偿方法。

集成电路用NTC热敏电阻温度计校准方法研究

针对集成电路在21~23℃范围内近mK量级测温精度的需求,研究了负温度系数(negtive temperature coefficient,NTC)热敏电阻温度计的校准方法对集成电路测温系统精度的影响。利用比较法对24支3种不同型号的NTC热敏电阻温度计进行校准,使用最小二乘法进行基本方程、Hoge-1方程、Steinhart-Hart方程的系数计算,分析校准方程的内插残差,评价低阶精准校准方程的可行性,为集成电路制作工艺的高质量中的温度测控提供技术支撑。结果表明:基本方程、Steinhart-Hart方程、Hoge-1方程残差的标准偏差分别为2.29、0.63、0.65 mK;使用2个校准点的基本方程的性能最差,使用3个校准点的校准方程的Hoge-1方程表现出最好的内插性能,在集成电路窄温区温度精确测量方面具有较高的应用价值。

基于惠斯通电桥探究热敏电阻与温度之间的关系

大学物理实验课覆盖范围广,具有严谨的理论基础和科学的实验方法,是培养学生科学思维、提高科学素养的重要手段。但是,目前大学物理实验存在创新性不足,与生活结合性不强等问题。本次实验以热敏电阻替代定值电阻作为研究对象,以惠斯通电桥作为载体,研究NTC型热敏电阻在不同温度下电阻值与温度之间的关系。通过拟合温度与电阻值之间的变量关系,得到电阻值(R_(T))随温度(T)变化的函数关系,进而可以得出在任意温度的电阻值。基于热敏电阻在日常生活中随处可见,提高学生的学习兴趣,从而进一步提高基础物理实验的拓展性,提高学生的动手能力和创新能力。

基于LabVIEW的热敏电阻测量虚拟仿真实验

以惠斯通电桥为基础,用LabVIEW成功搭建“热敏电阻测量”虚拟仿真实验平台。对负温度系数热敏电阻进行研究,实现了重要参数A值和B值的连续可调。在仿真实验中,通过改变实验温度测得对应的热敏电阻阻值,并实时记录在“数据采集与分析”模块。仿真平台可自动对实验数据进行拟合,直接显示出热敏电阻的温度曲线及其斜率和截距的具体数值,并计算出A值和B值。多次仿真结果显示,所测热敏电阻A值和B值的相对误差均在1.0%以下,具有较高精度。该虚拟仿真实验平台实现了传统实验室的全部功能,具有良好的可视化效果,其设计思路可推广到其他实验。

面向气象探空的微型热敏电阻设计及性能研究

针对高空气象探测用温度传感器存在响应时间长、测温精度差以及辐射误差大等现状,研制了一种封装体积小、响应速度快、抗辐照能力强的温度传感器。采用固相法制备了Mn-Ni-Cu-Fe-O基片状热敏电阻,尺寸分别为0.4 mm×0.4 mm×0.25 mm与0.6 mm×0.6 mm×0.25 mm。在片状热敏电阻敏感元表面依次沉积绝缘膜和铝金属反射薄膜。结果表明,研制的热敏电阻在-80℃~60℃范围内,其阻值范围分别为1000 kΩ~4.2 kΩ与375 kΩ~1.6 kΩ;热耗散系数为1.034 mW/℃,响应时间为0.63 s。利用太阳光模拟器对热敏电阻进行太阳辐射测温误差研究,在100 W/m^(2)的辐照强度下测温误差最小为0.22℃。该热敏电阻有望应用在高空气象探测的探空仪中。

NTC热敏电阻温度计体温区内插方法研究

针对《水俣公约》框架下替代标准水银体温计的紧迫需求,以具有高稳定性且非线性特征明显的负温度系数(NTC)热敏电阻温度计为研究对象,结合国家温度基准装置,开展体温区高精度内插方法及替代可行性研究。研究结果表明:替代水银体温计的高稳定性国产NTC热敏电阻温度计在镓熔点可以获得优于4 mK的年稳定性;适用于Steinhart-Hart方程和Hoge-1方程的3点内插的最优校准点选取组合为35、41、45℃,Hoge-1方程表现出更好的内插特性,最大拟合残差为1.2 mK,具备替代的可行性。研究结果可为发展基于NTC热敏电阻的标准体温计提供技术支撑,促进标准水银体温计的更新替代。

热敏电阻在航天器应用的线性化研究

针对航天器上常用的热敏电阻半桥测量电路,文章研究了负温度系数热敏电阻的分压-温度(U-t)曲线拐点,并发现在拐点附近有较宽的线性区间,且不同上拉电阻取值时对U-t曲线线性区间宽度有影响,上拉电阻越小,U-t曲线的线性区间越宽,线性区越向高温区移动。通过理论推导给出了最优上拉电阻公式,应用在某航天器0~20℃范围测量中,线性拟合后的残差小于0.1℃。同时研究比较了常用热敏电阻全测量范围内的一次线性拟合和三次多项式拟合,三次多项式拟合残差小于1℃的温度范围为-36~+68℃,基本涵盖全温度范围,温度跨度是同样残差条件下的一次线性拟合跨度的2倍。

基于MEA-BP的NTC热敏电阻温度传感器非线性补偿研究

热敏电阻作为温度传感器其阻温特性表现为非线性,在工程实际温度测量中存在一定的非线性误差,精度较低。论文使用NTC热敏电阻温度传感器作为研究对象,针对其存在的非线性问题,通过MEA(思维进化算法)优化BP神经网络模型从而实现对NTC热敏电阻温度传感器的非线性补偿,论文简要阐述了有关温度传感器补偿的相关方法与研究成果,分析了热敏电阻的阻温特性、工作原理,介绍了MEA-BP的模型构建,补偿原理与方法,利用5种评估标准对比传统RBF与BP神经网络模型。结果表明该补偿模型在各个评价指标上均优于传统RBF与BP神经网络,具有补偿精度更好、稳定性更强等优势,在测控、军工、航空等众多领域有一定实用价值。

浅谈热敏电阻温度传感器被附着后的影响

在水质现场测定过程中,有很多便携仪器需要进行温度补偿,本文通过在三个温度条件下、三台不同的仪器、不同物质被热敏电阻温度传感器附着后的干扰实验,探讨其对水温的影响。

共晶焊后热敏电阻的应力分析及优化

为了研究与解决热敏电阻在共晶焊后阻值变大的问题,采用扫描电子显微镜(SEM)观测失效的热敏电阻,发现其内部有裂纹。采用有限元分析法分析热敏电阻经过共晶焊后产生的应力,结果表明,最大应力的位置与裂纹位置基本一致,最大应力的方向与裂纹方向正交,这说明裂纹是由应力引起的。分析了热敏电阻上最大应力与焊料厚度的关系,结果表明,焊料越厚,则热敏电阻在共晶焊时产生的应力越小。通过验证试验可知,采用适当加厚的焊料对热敏电阻进行共晶焊,共晶焊后热敏电阻的外观良好,没有裂纹发生,且阻值没有增大。因此,可采用加厚焊料的方法防止热敏电阻开裂。

抑制浪涌电流用NTCR热敏电阻器的失效模型

通过对抑制浪涌电流用NTCR热敏电阻器的失效样品进行电性能和显微分析得知，其失效机理在于微观结构不均匀及银层与瓷体的接触不良。建立了表面失效、内部缺陷、外观失效三种模型。确定了影响失效的因素及对策。

基于热敏电阻的多通道高精度温度测量系统

以负温度系数热敏电阻为核心器件设计了多通道高精度温度测量系统。用改进的电压测量电路间接测量热敏电阻的阻值,有效地克服了电压源的干扰,测量精度高,测量分辨率可达0.01℃,测温准确度可达±0.1℃;并且该电路结构简单,成本低、功耗小、体积小,具有很高的实用价值,可用于需要精密测温的系统,如热导率测量仪的温度测量中。

钛酸锶铅基复合热敏电阻材料的设计

为了在钛酸锶铅〔（Ｓｒ，Ｐｂ）ＴｉＯ３〕基ＰＴＣ材料中获得较强的ＮＴＣ效应，从分析可能产生较强ＮＴＣ效应的原因入手，利用重现性较好的液相化学工艺考察材料的化学不均匀性、固溶性、半导化以及晶界成分等单一因素对ＮＴＣ效应所起的作用。结果表明，材料的化学不均匀性对ＮＴＣ效应有一定的影响，而材料的晶界成分对ＮＴＣ效应起决定性的作用。通过粉体的表面改性方法可以获得高性能的ＮＴＣ－ＰＴＣ复合热敏电阻材料，材料的最小电阻率低（１０２Ω·ｃｍ），ＮＴＣ温度系数高达－３．５×１０－２°Ｃ－１。

BaTiO_3基PTC热敏电阻的生产

本文叙述了生产BaTiO_3基PTC热敏电阻的工艺过程。并据大量试验资料详细地讨论了各个环节对PTC元件性能的影响。

基于热敏电阻的发光二极管热阻测量

介绍了一种基于热敏电阻的发光二极管(LED)热阻测量方法。将微小尺寸热敏电阻植入LED内部,通过测量热敏电阻的阻值,计算得到发光二极管管芯结温和热阻。对铜材料支架和铁材料支架的LED热阻进行了对比分析。研究结果表明:铜材料支架5 LED的热阻为214.6℃/W,铁材料支架5LED的热阻为305.8℃/W,其中铜支架热阻为585℃/W,铁支架的热阻为3 128.3℃/W,而环氧树脂的热阻为338.9℃/W。