Informacje techniczne

1. Podstawowe definicje i zasady działania

Czym jest termistor NTC?

       ■   Definicja:Termistor o ujemnym współczynniku temperaturowym (NTC) to ceramiczny element półprzewodnikowy, którego rezystancja malejewykładniczowraz ze wzrostem temperatury. Jest szeroko stosowany do pomiaru temperatury, kompensacji temperatury i tłumienia prądu rozruchowego.

        ■   Zasada działania:Materiał składa się z tlenków metali przejściowych (np. manganu, kobaltu, niklu). Zmiany temperatury powodują zmianę stężenia nośników w materiale, co powoduje zmianę rezystancji.

Porównanie typów czujników temperatury

Typ	Zasada	Zalety	Wady
NTC	Opór zmienia się w zależności od temperatury	Wysoka czułość, niski koszt	Wyjście nieliniowe
Badania i rozwój	Opór metalu zmienia się w zależności od temperatury	Wysoka dokładność, dobra liniowość	Wysoki koszt, powolna reakcja
Termoelement	Efekt termoelektryczny (napięcie generowane przez różnicę temperatur)	Szeroki zakres temperatur (od -200°C do 1800°C)	Wymaga kompensacji złącza zimnego, słaby sygnał
Cyfrowy czujnik temperatury	Konwertuje temperaturę na wyjście cyfrowe	Łatwa integracja z mikrokontrolerami, wysoka precyzja	Ograniczony zakres temperatur, wyższy koszt niż w przypadku NTC
LPTC (liniowy PTC)	Opór rośnie liniowo wraz z temperaturą	Proste wyjście liniowe, dobre do zabezpieczenia przed przegrzaniem	Ograniczona czułość, węższy zakres zastosowań

2. Kluczowe parametry wydajności i terminologia

Parametry rdzeniowe

       ■   Opór nominalny (R25):

Rezystancja zerowa w temperaturze 25°C, zwykle mieszcząca się w przedziale od 1 kΩ do 100 kΩ.XIXITRONICSmożna dostosować do 0,5–5000 kΩ

       ■Wartość B (wskaźnik termiczny):

Definicja: B = (T1·T2)/(T2-T1) · ln(R1/R2), co oznacza wrażliwość rezystancji na zmiany temperatury (jednostka: K).
                       Typowy zakres wartości B: od 3000 K do 4600 K (np. B25/85=3950 K)
XIXITRONICS można dostosować do pracy w temperaturach 2500–5000 K

       ■   Dokładność (tolerancja):

Odchylenie wartości rezystancji (np. ±1%, ±3%) i dokładność pomiaru temperatury (np. ±0,5°C).
XIXITRONICS można dostosować do dokładności ±0,2°C w zakresie od 0°C do 70°C, najwyższa dokładność może osiągnąć 0,05℃.

       ■Współczynnik rozproszenia (δ):

Parametr wskazujący na efekt samonagrzewania, mierzony w mW/°C (niższe wartości oznaczają mniejsze samonagrzewanie).

       ■Stała czasowa (τ):

Czas potrzebny termistorowi na reakcję na 63,2% zmiany temperatury (np. 5 sekund w wodzie, 20 sekund w powietrzu).

Terminy techniczne

        ■   Równanie Steinharta-Harta:

Model matematyczny opisujący zależność rezystancji od temperatury termistorów NTC:

(T: Temperatura bezwzględna, R: Opór, A/B/C: Stałe)

       ■   α (współczynnik temperaturowy):

Szybkość zmiany oporu na jednostkę zmiany temperatury:

       ■   Tabela RT (Tabela rezystancji i temperatury):

Tabela odniesienia przedstawiająca standardowe wartości rezystancji w różnych temperaturach, stosowana do kalibracji lub projektowania obwodów.

3. Typowe zastosowania termistorów NTC

Pola zastosowań

        1. Pomiar temperatury:

                     o   Sprzęt AGD (klimatyzatory, lodówki), sprzęt przemysłowy, motoryzacja (monitorowanie temperatury akumulatorów/silnika).

       2. Kompensacja temperatury:

                     oKompensacja dryftu temperatury w innych podzespołach elektronicznych (np. rezonatorach kwarcowych, diodach LED).

       3. Tłumienie prądu udarowego:

                     oWykorzystując wysoką odporność na niskie temperatury w celu ograniczenia prądu udarowego podczas uruchamiania.

Przykłady projektowania obwodów

•   Układ dzielnika napięcia:

(Temperaturę oblicza się poprzez odczyt napięcia za pomocą przetwornika ADC.)

       •   Metody linearyzacji:

Dodanie stałych rezystorów szeregowo/równolegle w celu optymalizacji nieliniowego wyjścia NTC (należy dołączyć schematy obwodów odniesienia).

4. Zasoby i narzędzia techniczne

Bezpłatne zasoby

•Arkusze danych:Podaj szczegółowe parametry, wymiary i warunki testu.

•Szablon tabeli RT w programie Excel (PDF): Umożliwia klientom szybkie sprawdzenie wartości odporności na temperaturę.

•Notatki aplikacyjne:

                     oZagadnienia projektowe dotyczące NTC w ochronie termicznej baterii litowej

                     oPoprawa dokładności pomiaru temperatury NTC poprzez kalibrację oprogramowania

Narzędzia online

       • Kalkulator wartości B:Wprowadź T1/R1 i T2/R2, aby obliczyć wartość B.

       •Narzędzie do konwersji temperatury: Rezystancja wejściowa w celu uzyskania odpowiedniej temperatury (zgodnej z równaniem Steinharta-Harta).

5. Wskazówki projektowe (dla inżynierów)

• Unikaj błędów samonagrzewania:Upewnij się, że prąd roboczy jest niższy od maksymalnego prądu określonego w karcie katalogowej (np. 10 μA).

• Ochrona środowiska:W środowiskach wilgotnych lub korozyjnych należy stosować czujniki NTC pokryte szkłem lub żywicą epoksydową.

• Zalecenia dotyczące kalibracji:Popraw dokładność systemu, wykonując kalibrację dwupunktową (np. 0°C i 100°C).

6.Często zadawane pytania (FAQ)

1. P: Jaka jest różnica pomiędzy termistorem NTC i PTC?

                     o   A: Termistory PTC (o dodatnim współczynniku temperaturowym) zwiększają swoją rezystancję wraz ze wzrostem temperatury i powszechnie stosuje się je do ochrony nadprądowej, natomiast termistory NTC służą do pomiaru temperatury i jej kompensacji.

2. P: Jak wybrać właściwą wartość B?

                     o   A: Wysokie wartości B (np. B25/85=4700K) zapewniają większą czułość i są odpowiednie dla wąskich zakresów temperatur, natomiast niskie wartości B (np. B25/50=3435K) lepiej sprawdzają się w szerokich zakresach temperatur.

3. P: Czy długość przewodu ma wpływ na dokładność pomiaru?

                     oO: Tak, długie przewody wprowadzają dodatkowy opór, który można skompensować, stosując metodę połączenia 3- lub 4-żyłowego.