ntc熱敏電阻在風(fēng)速測(cè)量、液位測(cè)量中的應(yīng)用

ntc熱敏電阻自熱及耗散系數(shù)的特性  

       測(cè)量耗散系數(shù)δ時(shí)，“國(guó)標(biāo)”要求在靜止的空氣中進(jìn)行。通常是在規(guī)定容器的玻璃框罩內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)我們做實(shí)驗(yàn)時(shí)可以觀察到一些現(xiàn)象，在一個(gè)空氣相對(duì)穩(wěn)定（感 覺不到流動(dòng)的空氣）的室內(nèi)，玻璃框內(nèi)的溫度與室溫一致。先測(cè)量零功率電阻值，當(dāng)摘掉玻璃框罩后，電阻值未發(fā)生變化；然后測(cè)量耗散系數(shù)，當(dāng)自熱達(dá)到熱平衡 時(shí)，即通過NTC的電流和它的端電壓呈穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)摘掉玻璃框罩后，電流或端電壓出現(xiàn)波動(dòng)，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(duì)流動(dòng)空氣的敏感反映，這是一個(gè)可以利用的特性。

ntc熱敏電阻液位測(cè)量方面的工作原理

       氣體和液體是明顯不同的介質(zhì)， 運(yùn)用NTC熱敏電阻在對(duì)它們進(jìn)行測(cè)量時(shí)，如果可以分辨出這兩種介質(zhì)，就解決了液位測(cè)量的問題。NTC在非自熱狀態(tài)也就是零功率狀態(tài)下測(cè)量溫度時(shí)，是無法根據(jù)測(cè)量結(jié) 果判斷被測(cè)對(duì)象的是什么介質(zhì)。當(dāng)NTC處于自熱狀態(tài)時(shí)，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(dāng)NTC熱敏電阻被置于不同的介質(zhì) 中時(shí)，相同電氣條件下會(huì)出現(xiàn)不同的電性能反映，這是測(cè)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(gè)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(duì)穩(wěn)定，接著，將它放入 水中，兩端電壓上升。因?yàn)镹TC從空氣中進(jìn)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(dá)到與空氣一樣的自熱溫度需要2.5倍的功率。

       在實(shí)際的液位測(cè)量中，水和空氣的溫度往往不一致，當(dāng)空氣溫度偏低，而水溫偏高時(shí)，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(duì)于一個(gè) 溫度點(diǎn)而言，NTC在水中和空氣中分別有個(gè)兩電壓值，換言之，當(dāng)我們知道一個(gè)溫度點(diǎn)，同時(shí)又預(yù)先知道這個(gè)溫度點(diǎn)上水和空氣分別的電壓值，就可以根據(jù)所測(cè)量 到的電壓值判斷NTC是在水中還是在空氣中。也就是說，測(cè)量液位的過程中還必須同時(shí)測(cè)量溫度，而一般情況下，NTC在自熱狀態(tài)下不能測(cè)量溫度，這就需要增 加一個(gè)測(cè)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(duì)水位進(jìn)行測(cè)量了。同理，其它氣體和液體介 質(zhì)的液位測(cè)量的問題都可以得到解決。

       需要指出，設(shè)計(jì)液位測(cè)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(yàn)或計(jì)算獲取測(cè)量溫度范圍內(nèi)每個(gè)溫 度點(diǎn)上兩種介質(zhì)的電氣參數(shù)，為兩個(gè)對(duì)應(yīng)系列。通常，先明定測(cè)量方案，再確定電路，然后根據(jù)電路要求測(cè)量或計(jì)算出每個(gè)溫度條件下兩種介質(zhì)的數(shù)據(jù)。有時(shí)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(jī)電路需要對(duì)兩種介質(zhì)的電氣參數(shù)列表。

ntc熱敏電阻風(fēng)速測(cè)量原理

       根據(jù)上述對(duì)耗散系數(shù)δ測(cè)量的描述，NTC熱敏電阻處于自熱狀態(tài)中對(duì)空氣流動(dòng)表現(xiàn)的敏感性，表明它具有測(cè)量風(fēng)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(gè)產(chǎn)生自熱的恒定電流）。首先將NTC置于靜止空氣中，此時(shí)端電壓最小，然后將風(fēng)速由小到大逐漸增加，相應(yīng)地，端電壓逐漸升高。因?yàn)榱鲃?dòng)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(dāng)我們知道NTC熱敏電阻自熱下降的程度（端電壓值的大 ?。┚涂梢灾里L(fēng)速的大小，這就是NTC熱敏電阻測(cè)量風(fēng)速的基本原理。

       實(shí)際測(cè)量時(shí)空氣的溫度是不同的，因?yàn)榭諝鉁囟鹊南陆狄矔?huì)導(dǎo)致自熱溫度的下降，所以測(cè)量風(fēng)速的時(shí)候同時(shí)要測(cè)量空氣溫度。一旦知道空氣溫度，同時(shí)又知道在這一 溫度條件下隨風(fēng)速增加而自熱溫度下降的參數(shù)（端電壓值的大?。?jīng)過對(duì)這兩個(gè)數(shù)據(jù)的處理就就可以完成對(duì)風(fēng)速的測(cè)量。

       與液位測(cè)量一樣，風(fēng)速測(cè)量也要完成一些基礎(chǔ)工作。不過，風(fēng)速測(cè)量的基礎(chǔ)或計(jì)算工作量比液位測(cè)量要多許多倍，液位測(cè)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(fēng)速測(cè)量必需獲取測(cè)量（風(fēng)速、溫度）范圍內(nèi)的每個(gè)溫度點(diǎn)上不同風(fēng)速的數(shù)據(jù)，為一個(gè)族系列。

ntc熱敏電阻在其他場(chǎng)合的應(yīng)用

       NTC熱敏電阻除了用于溫度測(cè)量之外，測(cè)量液位和風(fēng)速也有許多可比優(yōu)勢(shì)，具有取代其它測(cè)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(bào)警都可以考慮采用NTC熱敏電阻的液位測(cè)量技術(shù)。

       NTC熱敏電阻還可以廣泛應(yīng)在測(cè)量風(fēng)速及風(fēng)量的場(chǎng)所，特點(diǎn)是不僅價(jià)格低廉，而且電路結(jié)構(gòu)極為簡(jiǎn)單。例如：
①家用空調(diào)器的過濾網(wǎng)除塵提示。安裝在出風(fēng)口的NTC熱敏電阻檢測(cè)風(fēng)速，當(dāng)檢測(cè)到的風(fēng)速與風(fēng)量擋位的風(fēng)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(shí)現(xiàn)吸塵器的除塵提示；
③燃?xì)鉄崴鞯呐棚L(fēng)監(jiān)測(cè)。 當(dāng)NTC檢測(cè)到排風(fēng)停止（或被堵）的故障時(shí)，切斷氣源及報(bào)警；
④ 冷氣計(jì)量，對(duì)集中冷氣供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行單獨(dú)計(jì)量，出風(fēng)口安裝的NTC計(jì)量風(fēng)速（再考慮風(fēng)口面積、平均風(fēng)速等因素），能夠?qū)崿F(xiàn)集中供冷分別計(jì)費(fèi)。