深圳市敏創電子有限公司

 

在傳統的食品烘炒過程中，烘烤溫度及時間等火候主要靠人工掌握，而火候更是無法控制，要么火候大了，食品過溫，食品糊掉；或溫度不到，時間又太長，影響口感；更好的控制溫濕度火候就成為了烘焙食品生產中最重要的事情。

我們知道，NTC溫度傳感器就是負溫度系數熱敏電阻器。它是以過渡金屬氧化物為主要原材料，采用先進陶瓷工藝制造而成的。這些金屬氧化物材料都具有半導體性質，因為在導電方式上完全類似鍺、硅等半導體材料。溫度低時，這些氧化物材料的載流子（電子和孔穴）數目少，所以其電阻值較高；隨著溫度的升高，載流子數目增加，所以電阻值降低。NTC熱敏電阻器在室溫下的變化范圍在10O~1000000歐姆，溫度系數-2%~-6.5%。利用這些特性，NTC溫度傳感器可廣泛應用于溫度測量、溫度補償、抑制浪涌電流等場合。

 

在食品級NTC溫度傳感器的選型上，需要考慮以下方面：

一、首先明確產品應用功能

1. 溫度測量

2. 溫度補償

3. 浪涌電流抑制

二．明確產品工作溫度范圍――對應選擇相應材料和封裝形式

1. 環氧樹脂封裝：耐潮濕、絕緣強度高、工作溫度－40℃～＋125℃。

2. 硅樹脂封裝：  絕緣強度高、工作溫度－40℃～＋200℃，耐潮濕性能一般。

3. 玻璃封裝封裝：耐潮濕、絕緣強度高、耐高溫、工作溫度－40℃～＋350℃。

4. 金屬裸線：因無外絕緣皮，所以工作溫度取決于封裝物質的承受溫度。

5. PVC電子線：  工作溫度－40℃～＋（90-110）℃。

6. 鐵氟龍電子線：工作溫度－40℃～＋220℃。 

7. 硅膠電子線：  工作溫度－40℃～＋250℃。

8. 高溫氟塑線：  工作溫度－40℃～＋150℃。

三．明確設計所需溫度下的電阻值（零功率電阻值）RT和材料常數－B值

(一）零功率電阻值 RT（Ω）

   RT電路設計規定溫度 T 下所需的電阻值。

   零功率電阻值指采用引起電阻值變化相對于總的測量誤差來說可以忽略不計的測量功率測得的電阻值。

 

(二）材料常數－B值

   材料常數（熱敏指數） B 值（單位是： 開爾文溫度K ）。

   可以形象的大概理解為NTC熱敏電阻器/溫度傳感器隨溫度升高而下降的斜率。

   確定B值便確定了阻值－溫度曲線。

四．明確需要的響應速度――熱時間常數τ

熱時間常數τ通俗的說就是標示NTC熱敏電阻器/溫度傳感器感測溫度的靈敏度。

在零功率條件下，當溫度發生突變時，熱敏電阻體溫度變化了始末溫度差的63.2%所需的時間。

選擇合適的τ：τ值直接反映NTC測量溫度的響應速度，但不是越小越好，確定τa值需要比較與權衡。因為τ值與它的封裝尺寸有關，NTC的封裝尺寸小，則τa值小，機械強度低；封裝尺寸大，則τa值大，機械強度高。

五．了解耗散系數δ

即：在規定的環境溫度下，熱敏電阻器耗散功率變化率與其相應溫度變化之比。它表示使熱能電阻體升高1℃溫度所需消耗的功率。在工作溫度范圍內，δ隨環境溫度變化而有所變化。

六．確定產品額定功率Pn

在規定的技術條件下，熱敏電阻器長期連續工作所允許消耗的功率。在此功率下，電阻體自身溫度不超過其最高工作溫度。

  
   T0-環境溫度。

八.應用電路設計：單片機溫度測量、溫度控制、過熱保護、溫度補償Pn