NTC熱敏電阻性能對(duì)額溫槍精度的影響

額溫槍的測(cè)溫元件是熱電堆，作為一種紅外溫度傳感器，熱電堆可直接感應(yīng)紅外熱輻射，把熱量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，不需要直接接觸被測(cè)物體就可以快速測(cè)得物體表面溫度，封裝在熱電堆里的NTC熱敏電阻是用來(lái)測(cè)量熱電堆的環(huán)境溫度，并用它作為溫度基準(zhǔn)的。

熱電堆由多個(gè)熱電偶串聯(lián)而成，接受紅外熱輻射的接收面分為若干塊，每一塊接一個(gè)熱電偶，各熱電偶輸出的熱電勢(shì)是互相疊加的，熱電偶測(cè)量溫度時(shí)必須要有一個(gè)基準(zhǔn)溫度或者說(shuō)冷端溫度。一般情況下，熱電堆的基準(zhǔn)溫度是25℃。用額溫槍測(cè)量人體體溫時(shí)，先把在標(biāo)準(zhǔn)的測(cè) 試條件下——即被測(cè)物體溫度為37℃，熱電堆基準(zhǔn)溫度(環(huán)境溫度)為25℃時(shí)測(cè)得的輸出電壓寫(xiě)入單片機(jī)的存貯器中，再用實(shí)際測(cè)量的熱電堆輸出電壓和熱電堆所處的環(huán)境溫度，經(jīng)過(guò)運(yùn)算來(lái)獲得被測(cè)對(duì)象的實(shí)際溫度。

被測(cè)對(duì)象的溫度與熱電堆所處的環(huán)境溫度之間，存在著以下近似關(guān)系：

Tb=Ts+Vout/A

Tb為被測(cè)物體的溫度(K)

Ts為NTC熱敏電阻測(cè)得的熱電堆所處環(huán)境溫度(K)

Vout為熱電堆的輸出電壓(V)

A為比例系數(shù)

上述公式中的Ts就是封裝在熱電堆里NTC 熱敏電阻測(cè)得的環(huán)境溫度，額溫槍測(cè)溫的精度除去熱電堆系統(tǒng)轉(zhuǎn)換誤差外，與基準(zhǔn)溫度也就是熱電堆的環(huán)境溫度的精度密切相關(guān)，NTC 熱敏電阻測(cè)量環(huán)境溫度精度越高，額溫槍最終顯示溫度的精度就越高，所以NTC熱敏電阻對(duì)額溫槍的測(cè)溫精度有著重要作用。

用NTC熱敏電阻進(jìn)行溫度測(cè)量的突出優(yōu)點(diǎn)是靈敏度非常高、測(cè)量精度高、一致性好、價(jià)格低廉。而且，由于NTC熱敏電阻的尺寸可以做得很小，反應(yīng)的速度也非?？?。

額溫槍的生產(chǎn)廠家在出廠前采用標(biāo)準(zhǔn)測(cè) 試條件對(duì)額溫槍熱電堆的輸出電壓和熱電堆里NTC熱敏電阻的阻值進(jìn)行逐個(gè)讀取和數(shù)據(jù)貯存，巧妙地消除了熱電堆里NTC熱敏電阻25℃時(shí)阻值的精度誤差，而NTC熱敏電阻B值(熱敏電阻的熱敏指數(shù)與其電阻溫度系數(shù)成正比)的精度，對(duì)額溫槍偏離25℃環(huán)境溫度時(shí)的測(cè)溫精度就顯得非常重要。

NTC熱敏電阻各種B值精度在不同的環(huán)境溫度時(shí)的測(cè)量誤差見(jiàn)下表：(以R25：100KΩ±3%，B25/50：3950K為例)

假設(shè)造成額溫槍測(cè)溫誤差的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溫度點(diǎn)的校準(zhǔn)誤差和器件電 路的系統(tǒng)誤差暫不考慮，單純由NTC熱敏電阻B值精度誤差造成的測(cè)溫精度誤差見(jiàn)下表：(以R25：100KΩ±3%，B25/50：3950K為例)

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)額溫槍的測(cè)溫精度有明確要求，見(jiàn)下表：

考慮到額溫槍兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溫度點(diǎn)的校準(zhǔn)誤差和電路器件的系統(tǒng)誤差，NTC熱敏電阻的性能導(dǎo)致的誤差就不得不考慮。從上表可看出，市場(chǎng)上B值精度為±2%的產(chǎn)品是不能滿足額溫槍精度要求的，B值精度為±1%的NTC熱敏電阻達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也很勉強(qiáng)。所以為滿足額溫槍測(cè)溫精度要求，NTC熱敏電阻B值精度應(yīng)盡可能選高。

中電元協(xié)(CECA)理事單位南京時(shí)恒電子科技有限公司批量生產(chǎn)的NTC熱敏電阻，不但阻值精度可達(dá)到±0.5%，B值精度也達(dá)到±0.2%，采用這款NTC熱敏電阻為基準(zhǔn)的熱電堆，在環(huán)境溫度從0℃到50℃測(cè)溫區(qū)間，由NTC熱敏電阻精度誤差導(dǎo)致的測(cè)溫誤差在±0.1℃以內(nèi)。

NTC熱敏電阻作為額溫槍里熱電堆的溫度測(cè)量基準(zhǔn)，不僅要求B值精度高、批量一致性好，更要求其可靠性要高、穩(wěn)定性要好。NTC熱敏電阻的年漂移率一般必須控制在±0.4%以內(nèi)，這樣由于其漂移造成的溫度誤差才能小于0.1℃/年。時(shí)恒電子生產(chǎn)的NTC熱敏電阻年漂移率小于0.04%，由此造成的溫度誤差小于0.01℃/年，10年累計(jì)也不會(huì)超過(guò)0.1℃。

據(jù)了解，時(shí)恒電子生產(chǎn)的由這款芯片做成的MF58熱敏電阻產(chǎn)品，多年以前就通過(guò)了CQC 認(rèn)證、UL、C-UL 認(rèn)證，通過(guò)了嚴(yán)酷度極高的 UL 標(biāo)準(zhǔn)中 10 萬(wàn)次耐久性壽命測(cè) 試、通過(guò) AEC-Q200全性能試驗(yàn)、環(huán)保 RoHS 檢測(cè)，這不僅在國(guó)內(nèi)，在國(guó)際上也是出類拔萃的。

這類小尺寸的NTC熱敏電阻，采用藍(lán)膜包 裝，適用于邦定、電子焊、插件浸 錫焊等工藝，不僅僅在額溫槍用熱電堆中，在IGBT模塊、信息控制模塊、熱管式反應(yīng)器控制器、光通信、半導(dǎo)體激光器/探測(cè)器等都有廣泛的應(yīng)用。

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