[大理变器之家]线性NTC大理变器应用知识

线性大理变器是线性化输出负系数（简称ntc）热敏元件，它实际上是一种线性-电转换元件，就是说通以工作电流（100ua）条件下，元件电值随呈线性变化，实现了非电量到电量线性转换。

线性ntc大理变器的主要特点就是工作范围内-电关系为一，这二次开发测温、控温电路设计，将无须线性化处理，就可以完成测温或控温电路设计，简化大理变器设计和调试。

延长线选用应遵循的原则：

一般-200～+20℃、-50～+100℃宜选用普通双胶线；100～200℃范围内应选用线。

基准电的含义：

基准电是指大理变器置于0℃温场（冰水混合物），通以工作电流（100μa）条件下，大理变器上电值。实际上就是0点电。其表示符号为v（0），该值出厂时标定，大理变器系数s相同，则知道基准电值v（0），即可求知任何点上大理变器电值，而不必对大理变器进行分度。其计算公为：

v（t）=v（0）+s×t

示例：如基准电v（0）=700mv；系数s=-2mv/℃，则50℃时，大理变器输出电v（50）=700—2×50=600（mv）。这一点正是线性大理变器优于其它大理变器可贵之处。

线性ntc大理变器测温范围规定：

就总而言，测温范围可-200～+200℃之间，但考虑实际需要，一般无须如此宽范围，规定三个不同区段，以适应不同封装设计，同时延长线选用上亦有所不同。而补偿专用线性热敏元件，则只设定工作范围为-40℃～+80℃。完全可以满足一般电路补偿之用。

系数s的含义：

系数s是指规定工作条件下，大理变器输出电值变化与变化比值，即每变化1℃大理变器输出电变化之值： s=△v/△t（mv/℃）。

系数是线性大理变器做为测量元件物理基础，其作用与热敏电阻b值相似，这个参数整个工作范围内是同一值，即-2mv/℃，各种型号大理变器也是同一值，这一点传统热敏电阻大理变器是无可比拟。

互换精度这一参数的意义：

互换精度是指同一工作条件下（同一工作电流、同一温场）同一个确定理想拟合，每一只大理变器电v（t）—t曲线与该******偏差，这个偏差通常按大理变器—电转换系数s折合成来表示。大理变器输出线性化及—电转换系数相同，即测温范围内全程互换，互换精度表示了基准电值离散程度，即用基准电值离散值折合成值大小来描述整批大理变器之间互换程度。一般分为三级：i级互换偏差不大于0.3℃;j级不大于0.5℃;k级不大于1.0℃。

线性度的意义：

线性度是描述大理变器输出电值随变化线性程度，实际上也就是大理变器输出电工作范围内相理想拟合最大偏差。一般情况下，其线性度典型值为±0.5%，很显然大理变器线性度越高（其值越小），大理变器设计就越简单，大理变器输入级完全不必采用线性化处理。

线性大理变器是规范化输出的原因：

所谓规范化输出，就是0℃点上大理变器规定工作条件下，输出电值仅限于某一小范围内，不互换，其基准电值仅限定690-7１0mv之间，这样电路设计时，易于宏观上把握大理变器输出情况，桥路设计补偿，690-7１0mv之间考虑，调试中稍加调整即可。而不象普通热敏电阻型号不同，其阻值同，针对不同型号，需进行不同设计计算。线性大理变器规范化输出，可以使大理变器电路实现规范化设计。

实际使用大理变器是否一定要采用恒流源供电分析：

一般情况下是不必要，桥路恒供电完全可以（参见16项大理变器信号处理电路）。这是100μa左右电流条件下，大理变器—电转换系数变化量很小，可以给一个实测数量级概念：

100μa时 s=-2mv/℃

40μa 时 s=-2.1mv/℃

1000μa时s=-1.9mv/℃

而实际桥路恒供电时,其电流变化不会有如此大幅度。

恒供电时，大理变器负载电阻值确定准则：

恒供电时，负载电阻接电源与大理变器正极之间，信号从大理变器正极与负极之间输出，设计电阻值r时，以0c时使大理变器工作电流为100μa即可。如大理变器基准电为v（0）（mv），恒源为vdd（mv），则r=（vdd-v（0））(mv)/0.1(ma)。计算出电阻值r，实际电阻没有这种阻值，可就近阻值选用，对测温精度没有影响。

线性补偿元件做为电路补偿的优越性:

这主要考虑热敏元件输出规范化及系数一致性，便于设计。另外，系数与晶体管电路中晶体管基、射极电系数相同，做为稳定晶体管电路工作点基极偏流元件是非常合适。而将几只元件串联使用，可以并联电位器方，电位器调节出不同系数，以实现精确补偿作用（参见图3）。这种系数可调补偿元件，无须繁杂设计，对元件工作电流也无严格要求，这也是这种线性热敏元件用于补偿一大优点。

民品级与级使用中的差异：

主互换精度不同，单台大理变器进行大批量群测应用场合，且测试精度要求较高环境，建议使用级；而一台表仅用一支大理变器批量大可靠性要求很高民用产品，建议使用民品级。

大理变器信号处理电路：

注：该桥路是r2将大理变器基准电值v（0）予以抵消，即调整r2上电等于大理变器基准电值，这样使桥路输出0c时为0v，然后按-2mv/c输出到放大器或下一级电路。做为控温电路设计，则r2上电输出到比较器同相端，大理变器输出接入比较器反相端，r2选取依控温点电而定，可用公计算v（t）=v（0）+s×t到，其中 v（0）是大理变器基准电值（出厂时给定），s为大理变器电系数（出厂时给定），t 为控温点值。建议r2采用多圈电位器，对控温点进行更准确设定。

线性ntc大理变器是否可取代热敏电阻、热电偶、及其它热电阻分析：

-200～+200c范围内完全可以取代，不须对原电路做重大改动，不用对大理变器做线性化处理，基准电值和电系数这两个参数就可以设计电路，这两个参数出厂时厂家给予标定，对同一用户，不同批次产品该参数不变。

稳定性的含义：

稳定性是指大理变器基准电值年漂移量，这个漂移量再按—电转换系数折合成值，即稳定性=±△v/s/年。线性大理变器稳定性为±0.05℃/年。这一参数描述了大理变器各种使用条件下保持原有特性能。

长线传输对大理变器信号是否有影响分析：

应当说影响不大，一般情况下传输距离可达1000米以上。距离再远，可以考虑将大理变器输出信号当转换成量，这样可以方便实现更远距离传输。