線性溫度傳感器是線性化輸出負溫度系數(shù)（簡稱ntc）熱敏元件，它實際上是一種線性溫度-電壓轉(zhuǎn)換元件，就是說通以工作電流（100ua）條件下，元件電壓值隨溫度呈線性變化，實現(xiàn)了非電量到電量線性轉(zhuǎn)換。

 

線性ntc溫度傳感器的主要特點就是工作溫度范圍內(nèi)溫度-電壓關(guān)系為一直線，這二次開發(fā)測溫、控溫電路設(shè)計，將無須線性化處理，就可以完成測溫或控溫電路設(shè)計，簡化儀表設(shè)計和調(diào)試。

 

 

延長線選用應(yīng)遵循的原則：

 

一般-200～+20℃、-50～+100℃宜選用普通雙膠線；100～200℃范圍內(nèi)應(yīng)選用高溫線。

 

 

基準電壓的含義：

 

基準電壓是指傳感器置于0℃溫場（冰水混合物），通以工作電流（100μa）條件下，傳感器上電壓值。實際上就是0點電壓。其表示符號為v（0），該值出廠時標定，傳感器溫度系數(shù)s相同，則知道基準電壓值v（0），即可求知任何溫度點上傳感器電壓值，而不必對傳感器進行分度。其計算公式為：

 

v（t）=v（0）+s×t

 

示例：如基準電壓v（0）=700mv；溫度系數(shù)s=-2mv/℃，則50℃時，傳感器輸出電壓v（50）=700—2×50=600（mv）。這一點正是線性溫度傳感器優(yōu)于其它溫度傳感器可貴之處。

 

線性ntc溫度傳感器測溫范圍規(guī)定：

 

就總而言，測溫范圍可-200～+200℃之間，但考慮實際需要，一般無須如此寬溫度范圍，規(guī)定三個不同區(qū)段，以適應(yīng)不同封裝設(shè)計，同時延長線選用上亦有所不同。而溫度補償專用線性熱敏元件，則只設(shè)定工作溫度范圍為-40℃～+80℃。完全可以滿足一般電路溫度補償之用。

 

溫度系數(shù)s的含義：

 

溫度系數(shù)s是指規(guī)定工作條件下，傳感器輸出電壓值變化與溫度變化比值，即溫度每變化1℃?zhèn)鞲衅鬏敵鲭妷鹤兓担?s=△v/△t（mv/℃）。

 

溫度系數(shù)是線性溫度傳感器做為溫度測量元件物理基礎(chǔ)，其作用與熱敏電阻b值相似，這個參數(shù)整個工作溫度范圍內(nèi)是同一值，即-2mv/℃，各種型號傳感器也是同一值，這一點傳統(tǒng)熱敏電阻溫度傳感器是無可比擬。

 

互換精度這一參數(shù)的意義：

 

互換精度是指同一工作條件下（同一工作電流、同一溫場）同一個確定理想擬合直線，每一只傳感器電壓v（t）—溫度t曲線與該直線最大偏差，這個偏差通常按傳感器溫度—電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)s折合成溫度來表示。傳感器輸出線性化及溫度—電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)相同，即測溫范圍內(nèi)全程互換，互換精度表示了基準電壓值離散程度，即用基準電壓值離散值折合成溫度值大小來描述整批傳感器之間互換程度。一般分為三級：i級互換偏差不大于0.3℃;j級不大于0.5℃;k級不大于1.0℃。

 

線性度的意義：

 

線性度是描述傳感器輸出電壓值隨溫度變化線性程度，實際上也就是傳感器輸出電壓工作溫度范圍內(nèi)相理想擬合直線最大偏差。一般情況下，其線性度典型值為±0.5%，很顯然傳感器線性度越高（其值越小），儀表設(shè)計就越簡單，儀表輸入級完全不必采用線性化處理。

 

線性溫度傳感器是規(guī)范化輸出的原因：

 

所謂規(guī)范化輸出，就是0℃溫度點上傳感器規(guī)定工作條件下，輸出電壓值僅限于某一小范圍內(nèi)，不互換，其基準電壓值僅限定690-7１0mv之間，這樣電路設(shè)計時，易于宏觀上把握傳感器輸出情況，橋路設(shè)計溫度補償，690-7１0mv之間考慮，調(diào)試中稍加調(diào)整即可。而不象普通熱敏電阻型號不同，其阻值同，針對不同型號，需進行不同設(shè)計計算。線性溫度傳感器規(guī)范化輸出，可以使儀表電路實現(xiàn)規(guī)范化設(shè)計。

 

實際使用溫度傳感器是否一定要采用恒流源供電分析：

 

一般情況下是不必要，橋路恒壓供電完全可以（參見16項傳感器信號處理電路）。這是100μa左右電流條件下，傳感器溫度—電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)變化量很小，可以給一個實測數(shù)量級概念：

 

100μa時 s=-2mv/℃

 

40μa 時 s=-2.1mv/℃

 

1000μa時s=-1.9mv/℃

 

而實際橋路恒壓供電時,其電流變化不會有如此大幅度。

 

恒壓供電時，傳感器負載電阻值確定準則：

 

恒壓供電時，負載電阻接電源與傳感器正極之間，信號從傳感器正極與負極之間輸出，設(shè)計電阻值r時，以0c時使傳感器工作電流為100μa即可。如傳感器基準電壓為v（0）（mv），恒壓源為vdd（mv），則r=（vdd-v（0））(mv)/0.1(ma)。計算出電阻值r，實際電阻沒有這種阻值，可就近阻值選用，對測溫精度沒有影響。

 

線性溫度補償元件做為電路溫度補償?shù)膬?yōu)越性:

 

這主要考慮熱敏元件輸出規(guī)范化及溫度系數(shù)一致性，便于設(shè)計。另外，溫度系數(shù)與晶體管電路中晶體管基、射極電壓溫度系數(shù)相同，做為穩(wěn)定晶體管電路工作點基極偏流元件是非常合適。而將幾只元件串聯(lián)使用，可以并聯(lián)電位器方式，電位器調(diào)節(jié)出不同溫度系數(shù)，以實現(xiàn)精確溫度補償作用（參見圖3）。這種溫度系數(shù)可調(diào)補償元件，無須繁雜設(shè)計，對元件工作電流也無嚴格要求，這也是這種線性熱敏元件用于溫度補償一大優(yōu)點。

 

民品級與工業(yè)級使用中的差異：

 

主互換精度不同，單臺儀表進行大批量群測應(yīng)用場合，且測試精度要求較高工業(yè)環(huán)境，建議使用工業(yè)級；而一臺表僅用一支傳感器批量大可靠性要求很高民用產(chǎn)品，建議使用民品級。

 

傳感器信號處理電路：

 

注：該橋路是r2將傳感器基準電壓值v（0）予以抵消，即調(diào)整r2上電壓等于傳感器基準電壓值，這樣使橋路輸出0c時為0v，然后按-2mv/c輸出到放大器或下一級電路。做為控溫電路設(shè)計，則r2上電壓輸出到比較器同相端，傳感器輸出接入比較器反相端，r2選取依控溫點電壓而定，可用公式計算v（t）=v（0）+s×t到，其中 v（0）是傳感器基準電壓值（出廠時給定），s為傳感器電壓溫度系數(shù)（出廠時給定），t 為控溫點溫度值。建議r2采用多圈電位器，對控溫點進行更準確設(shè)定。

 

線性ntc溫度傳感器是否可取代熱敏電阻、熱電偶、及其它熱電阻分析：

 

-200～+200c溫度范圍內(nèi)完全可以取代，不須對原電路做重大改動，不用對傳感器做線性化處理，基準電壓值和電壓溫度系數(shù)這兩個參數(shù)就可以設(shè)計電路，這兩個參數(shù)出廠時廠家給予標定，對同一用戶，不同批次產(chǎn)品該參數(shù)不變。

 

穩(wěn)定性的含義：

 

穩(wěn)定性是指傳感器基準電壓值年漂移量，這個漂移量再按溫度—電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)折合成溫度值，即穩(wěn)定性=±△v/s/年。線性溫度傳感器穩(wěn)定性為±0.05℃/年。這一參數(shù)描述了傳感器各種使用條件下保持原有特性能力。

 

長線傳輸對傳感器信號是否有影響分析：

 

應(yīng)當說影響不大，一般情況下傳輸距離可達1000米以上。距離再遠，可以考慮將傳感器輸出信號當轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，這樣可以方便實現(xiàn)更遠距離傳輸。