Varje dag hjälper våra rådgivare dig att välja och skapa det mesta anpassad till dina behov.
NTC står för "negativ temperaturkoefficient", kallad CTN på franska "negativ temperaturkoefficient". NTC-termistorer är motstånd med en negativ temperaturkoefficient, vilket innebär att motståndet minskar när temperaturen ökar. De används främst som resistiva temperatursensorer och strömbegränsande enheter. Temperaturkänslighetskoefficienten är ungefär fem gånger den för kiseltemperatursensorer (silistorer) och ungefär tio gånger den för motståndstemperaturdetektorer (RTD). NTC-sensorer används vanligtvis i en rad -55 ° C till 200 ° C.
Definition: En NTC-termistor är ett värmekänsligt motstånd vars motstånd visar en stor, exakt och förutsägbar minskning när motståndets kärntemperatur ökar över driftstemperaturområdet.
Till skillnad från motståndstemperaturdetektorer, som är tillverkade av metaller, är NTC-termistorer i allmänhet tillverkad av keramik eller polymerer. Olika material som används resulterar i olika temperaturresponser, liksom andra egenskaper.
Temperaturkänsligheten för en NTC-sensor uttrycks i "procentuell förändring per grad ° C". Beroende på vilka material som används och specifikationerna för produktionsprocessen varierar typiska värden för temperaturkänslighet från -3% till -6% per ° CMedan de flesta NTC-termistorer i allmänhet är lämpliga för användning i ett temperaturområde från -55 ° C till 200 ° C, finns det speciella familjer av NTC-termistorer som kan användas när de ger de mest exakta avläsningarna. Används vid temperaturer nära absolut noll (- 273,15 ° C) och de som är särskilt utformade för användning över 150 ° C.
 |
Som framgår av figuren har NTC-termistorer en mycket brantare motståndstemperaturlutning än platina-legerings-RTD, vilket resulterar i bättre temperaturkänslighet. Ändå förblir RTD-sensorer (PLATINUM RESISTANCE THERMOMETERS typ Pt100) de mest exakta sensorerna med en noggrannhet på ± 0,5% av den uppmätta temperaturen och de är användbara i temperaturområdet mellan -200 ° C och 800 ° C, ett mycket bredare intervall än för NTC-temperatursensorer.
Jämfört med RTD, NTC de har en mindre storlek, snabbare respons, större motståndskraft mot stötar och vibrationer till lägre kostnad. De är något mindre exakta än RTD. Jämfört med termoelement är noggrannheten från båda lika; emellertid kan termoelement tåla mycket höga temperaturer (upp till över 1000 ° C) och används i sådana applikationer istället för NTC - CTN termistorer, där de ibland kallas pyrometrar. Trots detta, termistorerna NTC erbjuder större känslighet, stabilitet och noggrannhet än termoelement vid lägre temperaturer och används med färre extra kretsar och därför till en lägre total kostnad. Kostnaden reduceras ytterligare av bristen på behov av signalkonditioneringskretsar (förstärkare, nivåomvandlare etc.) som ofta krävs för RTD och fortfarande krävs för termoelement.
Den självuppvärmande effekten är ett fenomen som uppstår varje gång en ström flyter genom NTC-termistorn. Eftersom termistorn i huvudsak är ett motstånd, släpper den energi i form av värme när det rinner ström genom den. Denna värme genereras i mitten av termistorn och påverkar mätnoggrannheten.. I vilken utsträckning detta inträffar beror på mängden ström som flyter, miljön (oavsett om det är en vätska eller en gas, om det finns ett flöde på NTC-sensorn, etc.), termistorns koefficient och tillstånd av termistorn. Det faktum att motståndet hos NTC-sensorn och därmed strömmen som flödar genom den beror på miljön används ofta i detektorer för flytande närvaro som de som finns i lagringstankar.
Värmekapaciteten representerar den mängd värme som krävs för att öka temperaturen på termistorn från 1 ° C och uttrycks vanligtvis i mJ / ° C. Att känna till den exakta värmekapaciteten är av stor betydelse när man använder en NTC-termistorsensor som en inkopplingsströmbegränsande anordning, eftersom den definierar NTC-temperatursensorns svarshastighet.
Den noggranna urvalsprocessen måste ta hänsyn till termistors avledningskonstant, termisk tidskonstant, motståndsvärde, motståndstemperaturkurva och toleranser, för att nämna de viktigaste faktorerna.
Eftersom förhållandet mellan motstånd och temperatur (RT-kurvan) är mycket olinjärt måste vissa approximationer användas i praktiska systemutformningar.
Första ordningens approximation: När k är den negativa temperaturkoefficienten är ΔT temperaturskillnaden och ΔR är förändringen i motstånd till följd av temperaturförändringen. Denna första ordningens approximation är endast giltig för ett mycket smalt temperaturintervall och kan endast användas för temperaturer där k är nästan konstant över hela temperaturområdet.
Beta formel: En annan ekvation ger tillfredsställande resultat, med en noggrannhet av ± 1 ° C inom intervallet 0 ° C till + 100 ° C. Det beror på en enda materialkonstant β kan erhållas genom mätningar. Ekvationen kan skrivas enligt följande:
Där R (T) är motståndet mot temperaturen T i Kelvin, R (T 0 är en referenspunkt vid temperaturen T 0 . Beta-formeln kräver en tvåpunktskalibrering, som vanligtvis inte är mer exakt än ± 5 ° C över hela det användbara området för NTC-termistorn.
Steinhart-Hart ekvation: Den bästa approximationen hittills är Steinhart-Hart-formeln, publicerad 1968. Där R är den naturliga logaritmen för motståndet mot temperaturen T i Kelvin, och A, B och C är koefficienter härledda från experimentella mätningar. Dessa koefficienter publiceras i allmänhet av termistorleverantörerna i databladet. Steinhart-Hart-formeln är i allmänhet korrekt till cirka ± 0,15 ° C inom intervallet -50 ° C till + 150 ° C, vilket är tillräckligt för de flesta applikationer. Om högre noggrannhet krävs bör temperaturområdet minskas och en noggrannhet som är bättre än ± 0,01 ° C inom området 0 ° C till + 100 ° C är möjlig.
Valet av formeln som används för att beräkna temperaturen från motståndsmätningen bör baseras på den tillgängliga datorkraften, liksom de faktiska toleranskraven. I vissa applikationer är en första ordning approximation mer än tillräcklig, medan i andra till och med Steinhart-Hart-ekvationen inte uppfyller kraven och termistorn måste kalibreras punkt för punkt, vilket gör ett stort antal mätningar och skapar en korrespondensstabell.
.png)
KultermistorerDessa NTC-termistorer är tillverkade av blytrådar av platina-legering direkt fritier i den keramiska kroppen. De erbjuder i allmänhet snabba svarstider, bättre stabilitet och möjliggör drift vid högre temperaturer än Disk och Chip NTC-sensorer, men de är mer ömtåliga. Det är vanligt att försegla dem i glas, skydda dem från mekaniska skador under montering och förbättra deras mätstabilitet. Typiska storlekar varierar från 0,075 till 5 mm i diameter.
Disk- och chiptermistorerDessa NTC-termistorer har metalliserade ytkontakter. De är större och har långsammare reaktionstider än NTC-motstånd av kultyp. På grund av sin storlek har de dock en högre avledningskonstant (kraft som krävs för att höja temperaturen med 1 ° C) och eftersom puFrågan som försvinner av termistorn är proportionell mot strömmen, de tål högre strömmar som termistorer. Skivtermistorer tillverkas genom att pressa en blandning av oxidpulver i en rund form, som sedan sintras vid hög temperatur. Flisen tillverkas vanligtvis med en tejpgjutningsprocess där en uppslamning av material sprids ut som en tjock film, torkas och skärs. Typiska storlekar varierar från 0,25 till 25 mm i diameter.
Dessa är NTC-temperatursensorer förseglade i en lufttät glasbubbla. De är konstruerade för användning vid temperaturer över 150 ° C eller för PCB-montering av kretskort, där robusthet är viktigt. Kapsla in en termistor is Glas förbättrar sensorns stabilitet och skyddar sensorn från miljön. De tillverkas genom hermetiskt tätande NTC-motstånd av pärltyp i en glasbehållare. Typiska storlekar varierar från 0,4 till 10 mm i diameter.
