“傳遞溫度，感知冷暖”是測溫元件的使命。廣東愛晟電子科技有限公司愛晟作為一家專業(yè)的NTC制造商，同時也為客戶提供最佳的感溫測溫方案。目前業(yè)內(nèi)主要的測溫元件有：NTC熱敏電阻、以鉑電阻為典型代表的熱電阻、熱電偶。本文簡單地從原理、精度、靈敏度、可靠性、價格、應(yīng)用場景等幾個方面來介紹和分析，以幫助廣大用戶選型。

一、NTC熱敏電阻

NTC熱敏電阻于上世紀(jì)三四十年代問世以來，已經(jīng)歷80余年。其主要以錳、鈷、鎳等金屬氧化物形成的尖晶石型熱敏陶瓷為功能主體，具有性價比高、感溫靈敏、響應(yīng)速度快等優(yōu)點。

其功能原理大體被認(rèn)為：由于NTC陶瓷中的過渡金屬元素的3D層電子可在不同離子上跳躍從而實現(xiàn)電導(dǎo)，而其跳躍與相應(yīng)的激活能ΔE有關(guān)，因而體現(xiàn)出熱激活的現(xiàn)象。那么對于一款特定的NTC熱敏電阻，其在特定溫度下的電導(dǎo)情況便是確定的，相應(yīng)的電阻也是確定的，因而利用這一現(xiàn)象來探測溫度。

NTC熱敏電阻的電阻精度現(xiàn)在一般是在1%-5%之間，部分高端制造商可實現(xiàn)0.5%的高精度，愛晟電子目前可實現(xiàn)最高0.3%的電阻精度。那么其溫度精度是怎樣的呢？

由于電路設(shè)計及其它測溫電路中元件的偏差及客戶端MCU分辨率等影響，需要指明的是客戶端所真實測得的感溫精度與NTC熱敏電阻自身的并不等價，但一般來說十分相似，在室溫狀態(tài)下NTC的電阻精度每個百分點約等于0.2℃-0.25℃。因而愛晟電子可實現(xiàn)0.1℃超高精度測溫，目前投放市場的TWS藍(lán)牙耳機(jī)及醫(yī)療級體溫傳感器就是其中兩個應(yīng)用。對于整個NTC市場來說，NTC的精度體現(xiàn)為可高度定制化，有適用于普通消費電子市場的高性價比方案，也有適用于高端市場的高精度方案。推薦指數(shù)：★★★★★。

NTC的靈敏度受封裝類型影響較大，但總體上NTC由于其結(jié)構(gòu)小巧、核心部分由高導(dǎo)熱的金屬電極及陶瓷組成，因而其響應(yīng)時間極短，最快可實現(xiàn)熱時間常數(shù)0.3秒（典型值）。即熱式智能馬桶上的應(yīng)用就是該方向的典型代表。推薦指數(shù)：★★★★★。

NTC的可靠性對比其它幾類略顯下風(fēng)，但也可達(dá)到大體相當(dāng)?shù)乃?。目?市面上大部分NTC壽命周期內(nèi)的功能參數(shù)漂移率在1%-3%之間，愛晟電子及其它少部分一流制造商可以控制到0.3%-0.5%左右的水平上，對應(yīng)溫漂僅約0.1℃，即壽命周期內(nèi)與其他幾類的高端水平相似甚至更佳的狀態(tài)。推薦指數(shù)：★★★★。

價格方面，由于NTC采用的材料除氧化鈷外普遍較低，因而整體成本相對于其他幾類性價比更高（高端領(lǐng)域使用的金電極NTC熱敏芯片產(chǎn)品除外）。指數(shù)：★★★★★。

在應(yīng)用方面，NTC熱敏電阻占據(jù)了感溫測溫市場的主體，其廣泛應(yīng)用于：

1)智能家居：廚房電器（電飯煲、熱水壺、電磁爐、電熱鍋、熱水器等）、空調(diào)、冰箱等；
2)汽車：汽車空調(diào)、進(jìn)氣、水溫、油溫、主板，尤其是新能源汽車BMS系統(tǒng)、IGBT模塊等；
3)智能穿戴設(shè)備：手環(huán)、TWS藍(lán)牙耳機(jī)、智能內(nèi)衣等；
4)醫(yī)療：額溫槍、電子體溫計、體溫傳感器；
5)數(shù)碼產(chǎn)品：電腦、手機(jī)，尤其是智能手機(jī)，每部使用高達(dá)10-15顆NTC熱敏電阻；
6)光通訊、紅外熱電堆等。

其原因為：精度優(yōu)良、靈敏度好、可靠性高滿足大部分行業(yè)要求。但需要注意的是常規(guī)NTC在500℃以上表現(xiàn)不佳，一方面高溫狀態(tài)下，其溫度系數(shù)（Alpha）偏??；另一方面，500℃以上場景可靠性一般，因而應(yīng)用場景推薦指數(shù)：

300℃以下應(yīng)用：★★★★★
300-500℃應(yīng)用：★★★
500℃以上應(yīng)用：不推薦

二、鉑電阻（RTD）

以鉑電阻為典型代表的熱電阻是測溫元件的另一大分支，其功能上利用大部分金屬材料電阻值正溫度效應(yīng)的特點進(jìn)行溫度監(jiān)測。鉑電阻采用貴金屬鉑為功能主體，再加之其濺射、刻蝕的工藝，因而其主要特點：

1）精度：電阻精度極高，可達(dá)0.04%，但由于其溫度系數(shù)僅0.38%，因而其最高的溫度精度也大致為0.1℃，與高端NTC熱敏電阻相似。推薦指數(shù)：★★★★★。

2）靈敏度：鉑電阻的靈敏度受封裝類型影響較大，但總體上由于其結(jié)構(gòu)較小巧、核心部分由高導(dǎo)熱的金屬及陶瓷組成，因而其響應(yīng)時間極短。但其溫度系數(shù)僅0.38%，對比NTC熱敏電阻的4%-5%過小。推薦指數(shù)：★★★★。

3）可靠性：鉑電阻的核心部分由高導(dǎo)熱的金屬及陶瓷組成，且部分由玻璃釉保護(hù)。因而其可靠性方面優(yōu)良，但需注意其鉑線路容易引出端連接問題。推薦指數(shù)：★★★★★。

4）價格：鉑電阻的核心部分由貴金屬及陶瓷組成，所以售價較高。推薦指數(shù)：★★★。

總體上，鉑電阻由于其自身特點，應(yīng)用一般集中在汽車、工業(yè)和部分高端消費電子上。由于價格較高，高溫可靠性好、熱敏系數(shù)不大等特點，應(yīng)用場景推薦指數(shù)：

300℃以下應(yīng)用：★★★
300-600℃應(yīng)用：★★★★★
600℃-850℃應(yīng)用：★★★★

三、熱電偶

熱電偶利用雙金屬受熱形成熱電勢的原理來感測溫度，其與NTC熱敏電阻及鉑電阻利用RT曲線特性不同，其利用自身的VT曲線。由于熱電偶自身材料、結(jié)構(gòu)、工藝等因素，其主要特點：

1）精度：依賴校準(zhǔn)，可以實現(xiàn)高精度。推薦指數(shù)：★★★★★。
2）靈敏度：由于封裝體較大，因而靈敏度較差。推薦指數(shù)：★★★★。
3）可靠性：熱電偶的核心部分由金屬制備，且被封裝體保護(hù)?？煽啃苑矫鎯?yōu)良。推薦指數(shù)：★★★★★。
4）價格：大部分熱電偶的核心部分由貴金屬構(gòu)成，工藝也較復(fù)雜，所以售價很高。但也有部分采用賤金屬，因而價格區(qū)間較大，從幾十元至幾萬元不等。推薦指數(shù)：★。

總體上，熱電偶由于其自身特點，應(yīng)用一般集中在汽車、工業(yè)等。由于價格較高，耐高溫等特點，應(yīng)用場景推薦指數(shù)：

300℃以下應(yīng)用：★
300-600℃應(yīng)用：★★★
600℃以上應(yīng)用：★★★★★

總體而言，NTC熱敏電阻、鉑電阻及熱電偶各有優(yōu)劣，也各有其應(yīng)用領(lǐng)域。NTC敏電阻適合300℃以下的、批量或者定制部分；鉑電阻適用于300℃-600℃的工業(yè)及部分汽車；熱電偶則偏向于溫度更高的工業(yè)或發(fā)動機(jī)場景。愛晟電子專業(yè)于NTC的研發(fā)、生產(chǎn)、制造，專注于高精度、高可靠、高靈敏的NTC方案解決。

審核編輯 黃宇