線(xiàn)性溫度傳感器是線(xiàn)性化輸出負溫度系數（簡(jiǎn)稱(chēng)ntc）熱敏元件，它實(shí)際上是一種線(xiàn)性溫度-電壓轉換元件，就是說(shuō)通以工作電流（100ua）條件下，元件電壓值隨溫度呈線(xiàn)性變化，實(shí)現了非電量到電量線(xiàn)性轉換。

 

線(xiàn)性ntc溫度傳感器的主要特點(diǎn)就是工作溫度范圍內溫度-電壓關(guān)系為一直線(xiàn)，這二次開(kāi)發(fā)測溫、控溫電路設計，將無(wú)須線(xiàn)性化處理，就可以完成測溫或控溫電路設計，簡(jiǎn)化儀表設計和調試。

 

 

延長(cháng)線(xiàn)選用應遵循的原則：

 

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

 

 

基準電壓的含義：

 

基準電壓是指傳感器置于0℃溫場(chǎng)（冰水混合物），通以工作電流（100μa）條件下，傳感器上電壓值。實(shí)際上就是0點(diǎn)電壓。其表示符號為v（0），該值出廠(chǎng)時(shí)標定，傳感器溫度系數s相同，則知道基準電壓值v（0），即可求知任何溫度點(diǎn)上傳感器電壓值，而不必對傳感器進(jìn)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s=-2mv/℃，則50℃時(shí)，傳感器輸出電壓v（50）=700—2×50=600（mv）。這一點(diǎn)正是線(xiàn)性溫度傳感器優(yōu)于其它溫度傳感器可貴之處。

 

線(xiàn)性ntc溫度傳感器測溫范圍規定：

 

就總而言，測溫范圍可-200～+200℃之間，但考慮實(shí)際需要，一般無(wú)須如此寬溫度范圍，規定三個(gè)不同區段，以適應不同封裝設計，同時(shí)延長(cháng)線(xiàn)選用上亦有所不同。而溫度補償專(zhuān)用線(xiàn)性熱敏元件，則只設定工作溫度范圍為-40℃～+80℃。完全可以滿(mǎn)足一般電路溫度補償之用。

 

溫度系數s的含義：

 

溫度系數s是指規定工作條件下，傳感器輸出電壓值變化與溫度變化比值，即溫度每變化1℃傳感器輸出電壓變化之值： s=△v/△t（mv/℃）。

 

溫度系數是線(xiàn)性溫度傳感器做為溫度測量元件物理基礎，其作用與熱敏電阻b值相似，這個(gè)參數整個(gè)工作溫度范圍內是同一值，即-2mv/℃，各種型號傳感器也是同一值，這一點(diǎn)傳統熱敏電阻溫度傳感器是無(wú)可比擬。

 

互換精度這一參數的意義：

 

互換精度是指同一工作條件下（同一工作電流、同一溫場(chǎng)）同一個(gè)確定理想擬合直線(xiàn)，每一只傳感器電壓v（t）—溫度t曲線(xiàn)與該直線(xiàn)最大偏差，這個(gè)偏差通常按傳感器溫度—電壓轉換系數s折合成溫度來(lái)表示。傳感器輸出線(xiàn)性化及溫度—電壓轉換系數相同，即測溫范圍內全程互換，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(lái)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(xiàn)性度的意義：

 

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

 

線(xiàn)性溫度傳感器是規范化輸出的原因：

 

所謂規范化輸出，就是0℃溫度點(diǎn)上傳感器規定工作條件下，輸出電壓值僅限于某一小范圍內，不互換，其基準電壓值僅限定690-7１0mv之間，這樣電路設計時(shí)，易于宏觀(guān)上把握傳感器輸出情況，橋路設計溫度補償，690-7１0mv之間考慮，調試中稍加調整即可。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(jìn)行不同設計計算。線(xiàn)性溫度傳感器規范化輸出，可以使儀表電路實(shí)現規范化設計。

 

實(shí)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(jiàn)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—電壓轉換系數變化量很小，可以給一個(gè)實(shí)測數量級概念：

 

100μa時(shí) s=-2mv/℃

 

40μa 時(shí) s=-2.1mv/℃

 

1000μa時(shí)s=-1.9mv/℃

 

而實(shí)際橋路恒壓供電時(shí),其電流變化不會(huì )有如此大幅度。

 

恒壓供電時(shí)，傳感器負載電阻值確定準則：

 

恒壓供電時(shí)，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，設計電阻值r時(shí)，以0c時(shí)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(shí)際電阻沒(méi)有這種阻值，可就近阻值選用，對測溫精度沒(méi)有影響。

 

線(xiàn)性溫度補償元件做為電路溫度補償的優(yōu)越性:

 

這主要考慮熱敏元件輸出規范化及溫度系數一致性，便于設計。另外，溫度系數與晶體管電路中晶體管基、射極電壓溫度系數相同，做為穩定晶體管電路工作點(diǎn)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，電位器調節出不同溫度系數，以實(shí)現精確溫度補償作用（參見(jiàn)圖3）。這種溫度系數可調補償元件，無(wú)須繁雜設計，對元件工作電流也無(wú)嚴格要求，這也是這種線(xiàn)性熱敏元件用于溫度補償一大優(yōu)點(diǎn)。

 

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(jìn)行大批量群測應用場(chǎng)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，即調整r2上電壓等于傳感器基準電壓值，這樣使橋路輸出0c時(shí)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(diǎn)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(chǎng)時(shí)給定），s為傳感器電壓溫度系數（出廠(chǎng)時(shí)給定），t 為控溫點(diǎn)溫度值。建議r2采用多圈電位器，對控溫點(diǎn)進(jìn)行更準確設定。

 

線(xiàn)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溫度范圍內完全可以取代，不須對原電路做重大改動(dòng)，不用對傳感器做線(xiàn)性化處理，基準電壓值和電壓溫度系數這兩個(gè)參數就可以設計電路，這兩個(gè)參數出廠(chǎng)時(shí)廠(chǎng)家給予標定，對同一用戶(hù)，不同批次產(chǎn)品該參數不變。

 

穩定性的含義：

 

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

 

長(cháng)線(xiàn)傳輸對傳感器信號是否有影響分析：

 

應當說(shuō)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換成數字量，這樣可以方便實(shí)現更遠距離傳輸。