ntc熱敏電阻在風速測量、液位測量中的應(yīng)用

ntc熱敏電阻自熱及耗散系數(shù)的特性  

       測量耗散系數(shù)δ時，“國標”要求在靜止的空氣中進行。通常是在規(guī)定容器的玻璃框罩內(nèi)進行測量。當我們做實驗時可以觀察到一些現(xiàn)象，在一個空氣相對穩(wěn)定（感 覺不到流動的空氣）的室內(nèi)，玻璃框內(nèi)的溫度與室溫一致。先測量零功率電阻值，當摘掉玻璃框罩后，電阻值未發(fā)生變化；然后測量耗散系數(shù)，當自熱達到熱平衡 時，即通過NTC的電流和它的端電壓呈穩(wěn)定狀態(tài)，當摘掉玻璃框罩后，電流或端電壓出現(xiàn)波動，失去穩(wěn)定狀態(tài)。說明室內(nèi)微弱的同溫度氣流影響了耗散系數(shù)，而未 影響零功率電阻值。顯然，NTC熱敏電阻產(chǎn)生自熱之后出現(xiàn)對流動空氣的敏感反映，這是一個可以利用的特性。

ntc熱敏電阻液位測量方面的工作原理

       氣體和液體是明顯不同的介質(zhì)， 運用NTC熱敏電阻在對它們進行測量時，如果可以分辨出這兩種介質(zhì)，就解決了液位測量的問題。NTC在非自熱狀態(tài)也就是零功率狀態(tài)下測量溫度時，是無法根據(jù)測量結(jié) 果判斷被測對象的是什么介質(zhì)。當NTC處于自熱狀態(tài)時，在介質(zhì)溫度相同的情況下，NTC熱敏電阻在不同的介質(zhì)中耗散系數(shù)（δ）是不同的，當NTC熱敏電阻被置于不同的介質(zhì) 中時，相同電氣條件下會出現(xiàn)不同的電性能反映，這是測量液位的基本依據(jù)。

       以相同溫度的水和空氣為例，在同一電氣條件下，例如給NTC提供一個恒定電流，使其在空氣中產(chǎn)生自熱，熱平衡之后NTC兩端電壓相對穩(wěn)定，接著，將它放入 水中，兩端電壓上升。因為NTC從空氣中進入水中后，溫度下降，導(dǎo)致阻值上升，端電壓升高。水的熱容量是空氣的2.5倍， NTC在水中的自熱溫度要達到與空氣一樣的自熱溫度需要2.5倍的功率。

       在實際的液位測量中，水和空氣的溫度往往不一致，當空氣溫度偏低，而水溫偏高時，根據(jù)電壓值的大小則無法判斷NTC是在水中還是在空氣中。然而，對于一個 溫度點而言，NTC在水中和空氣中分別有個兩電壓值，換言之，當我們知道一個溫度點，同時又預(yù)先知道這個溫度點上水和空氣分別的電壓值，就可以根據(jù)所測量 到的電壓值判斷NTC是在水中還是在空氣中。也就是說，測量液位的過程中還必須同時測量溫度，而一般情況下，NTC在自熱狀態(tài)下不能測量溫度，這就需要增 加一個測量溫度的NTC。利用兩只NTC，一只處于非自熱狀態(tài)，另一只處于自熱狀態(tài)，經(jīng)過電子電路的處理就可以對水位進行測量了。同理，其它氣體和液體介 質(zhì)的液位測量的問題都可以得到解決。

       需要指出，設(shè)計液位測量電路需要完成一些基礎(chǔ)性的工作，原因是不同電路的NTC所處于的自熱狀態(tài)不一定一樣，需要通過試驗或計算獲取測量溫度范圍內(nèi)每個溫 度點上兩種介質(zhì)的電氣參數(shù)，為兩個對應(yīng)系列。通常，先明定測量方案，再確定電路，然后根據(jù)電路要求測量或計算出每個溫度條件下兩種介質(zhì)的數(shù)據(jù)。有時模擬電 路需要繪制出NTC在兩種介質(zhì)的溫度電壓曲線（同一溫度參照系中的曲線），而數(shù)字及單片機電路需要對兩種介質(zhì)的電氣參數(shù)列表。

ntc熱敏電阻風速測量原理

       根據(jù)上述對耗散系數(shù)δ測量的描述，NTC熱敏電阻處于自熱狀態(tài)中對空氣流動表現(xiàn)的敏感性，表明它具有測量風速的潛力。在同一溫度和電氣條件下，例如在穩(wěn)定的室溫環(huán) 境下，給NTC提供一個產(chǎn)生自熱的恒定電流）。首先將NTC置于靜止空氣中，此時端電壓最小，然后將風速由小到大逐漸增加，相應(yīng)地，端電壓逐漸升高。因為流動的空氣使NTC熱敏電阻的自熱溫度下降，阻值增加，空氣流速越大，溫度下降越明顯，阻值增加更顯著，反過來，當我們知道NTC熱敏電阻自熱下降的程度（端電壓值的大 小）就可以知道風速的大小，這就是NTC熱敏電阻測量風速的基本原理。

       實際測量時空氣的溫度是不同的，因為空氣溫度的下降也會導(dǎo)致自熱溫度的下降，所以測量風速的時候同時要測量空氣溫度。一旦知道空氣溫度，同時又知道在這一 溫度條件下隨風速增加而自熱溫度下降的參數(shù)（端電壓值的大?。?，經(jīng)過對這兩個數(shù)據(jù)的處理就就可以完成對風速的測量。

       與液位測量一樣，風速測量也要完成一些基礎(chǔ)工作。不過，風速測量的基礎(chǔ)或計算工作量比液位測量要多許多倍，液位測量只需獲取兩種介質(zhì)不同溫度下的參數(shù)，也 就是兩組數(shù)據(jù)，而風速測量必需獲取測量（風速、溫度）范圍內(nèi)的每個溫度點上不同風速的數(shù)據(jù)，為一個族系列。

ntc熱敏電阻在其他場合的應(yīng)用

       NTC熱敏電阻除了用于溫度測量之外，測量液位和風速也有許多可比優(yōu)勢，具有取代其它測量及控制方式的潛力。

       熱水壺、咖啡壺、加濕器等家電的缺水報警都可以考慮采用NTC熱敏電阻的液位測量技術(shù)。

       NTC熱敏電阻還可以廣泛應(yīng)在測量風速及風量的場所，特點是不僅價格低廉，而且電路結(jié)構(gòu)極為簡單。例如：
①家用空調(diào)器的過濾網(wǎng)除塵提示。安裝在出風口的NTC熱敏電阻檢測風速，當檢測到的風速與風量擋位的風速相比降低到了規(guī)定的幅度，提示用戶清潔過濾網(wǎng)；
②同樣的思路也可以實現(xiàn)吸塵器的除塵提示；
③燃氣熱水器的排風監(jiān)測。 當NTC檢測到排風停止（或被堵）的故障時，切斷氣源及報警；
④ 冷氣計量，對集中冷氣供應(yīng)系統(tǒng)進行單獨計量，出風口安裝的NTC計量風速（再考慮風口面積、平均風速等因素），能夠?qū)崿F(xiàn)集中供冷分別計費。