NTC和PTC热敏电阻用于温度测量

有许多应用需要作为数据采集或控制应用的一部分来测量环境温度。当你需要通过电方式收集这些测量数据时，你的主要选择有：

• 红外测量
• 热电偶测量
• 使用RTD探头的测量
• NTC和PTC热敏电阻

这些组件在温度测量领域各有其位置。如果你正在构建一个紧凑的系统，需要在有限的温度范围内收集敏感的环境温度测量数据，NTC或PTC热敏电阻是理想的选择。市场上有许多可安装在PCB上的组件，这些组件在特定温度范围内提供高度准确的测量。

哪种温度测量方式最适合我的应用？

在各种温度测量技术中，热敏电阻在收集有限温度范围内高度准确的测量数据方面占有一席之地。下表显示了这些组件的能力和应用的比较。

| | 热敏电阻 | RTD探头 | 热电偶 | 红外传感器 | | ---------- | ---------- | ---------- | ---------- | ---------- | | 典型范围 | -100至约300°C | 高达约700°C | 高达约2000°C | 高达约3000°C | | 准确性 | 10-2至1°C | 10-1至1°C | 10-1至10°C | 10-3至10°C | | 主动或被动 | 主动（恒定电压或电流源） | 主动（恒定电压或电流源） | 被动（输出电压） | 电池供电 | | 线性 | 非线性 | 稍微线性 | 非线性 | 高度线性 | | 噪声敏感性 | 低 | 低 | 高 | 无 | | 长期稳定性 | 高 | 非常高 | 变化 | 变化 |

与其他设备相比，热敏电阻的长期稳定性非常高，仅次于RTD探头的稳定性。这些组件也最适合用于环境温度测量，尽管它们可以与探头外壳一起使用，在某些应用中收集点测量数据。这些组件本身对噪声高度抵抗，尽管测量电路可能仍然容易受到电磁干扰的影响。

也许使热敏电阻成为紧凑设备理想选择的最重要方面，例如物联网产品，是它们的小尺寸。这些组件与电容器或电阻的尺寸相同，并且它们可作为穿孔或表面安装组件。从上表我们可以看出，如果你需要使用一个小组件在有限范围内收集准确的环境温度测量数据，那么热敏电阻可能是理想的选择。

热敏电阻和测量的类型

热敏电阻有两种类型：负温度系数（NTC）和正温度系数（PTC）。这两种类型的热敏电阻具有不同的温度响应。当热敏电阻加热时，其电阻会发生变化。NTC热敏电阻的电阻随温度升高而降低，PTC热敏电阻则相反。

需要测量这些元件的电阻，因为温度是根据热敏电阻两端的电压降或通过热敏电阻的电流来确定的。然后将此测量值转换为温度变化。这在设计设备时需要一些校准，而且测量到的电压/电流变化的灵敏度将取决于用于测量的电路。一个典型的测量技术是使用惠斯通桥电路或电压分压器电路。然后可以使用简单的处理器，例如微控制器，将其转换为温度值。

NTC和PTC热敏电阻

Vishay, NTCS0603E3473FHT

Vishay的NTCS0603E3473FHT是NTCS0603E3系列热敏电阻的一部分。这些热敏电阻有多种名义电阻值，并具有NTC值。这种特定的表面贴装元件是一个玻璃封装的元件，非常适合工业或汽车应用。

下面的图片展示了NTCS0603E3473FHT热敏电阻在电压分压器电路中的LTSpice模型，用于温度测量。这里，NTCS0603E3473FHT热敏电阻的名义电阻为47 kOhms，而这个电压分压器中的电阻设置为4.7 kOhms。在这种类型的模拟中，需要仔细选择电阻R1和R2的值，以确保热敏电阻/R2两端测量到的电压降在所需温度范围内具有高灵敏度。确保仔细选择这些电路和惠斯通桥电路中使用的其他电阻。

电压分压器电路的LTSpice模拟模型及模拟结果，显示R2两端的电压降随温度变化。来自NTCS0603E3473FHT应用说明。

EPCOS, B57237S109M

EPCOS的B57237S109M也是一种NTC热敏电阻，提供进流电流保护。这种特定的穿孔热敏电阻由于引线处的电容，响应时间长达90秒。尽管响应时间较长，但它可以保护免受可能在工业应用中发现的突然大的温度变化。

B57237S109M NTC热敏电阻的进流电流限制。来自B57237S109M数据手册。

EPCOS, B59980C80A70

EPCOS的B59980C80A70穿孔PTC热敏电阻响应时间快，能够在高达63V的直流电压下工作。该元件的响应时间是元件在切换时电流的函数，如下图所示。响应时间可以从约100秒变化到在高驱动电流下约1毫秒。由于这些组件中的电流也是其电阻和温度的函数，因此响应时间会随着环境温度而变化。EPCOS提供了大量数据来设计这些系统，并确保在您所需的操作范围内保持一致的响应时间，但在使用此类组件时应记住这一点。

在80°C和额定电流下B59980C80A70 PTC热敏电阻的响应时间。来自B59980C80A70数据手册。

当您需要选择NTC和PTC热敏电阻时，您会在Octopart找到许多选项。您还会发现许多支持表面贴装或穿孔组件的选项，用于您下一个PCB。

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