Wyobraź sobie silnik samochodu, który automatycznie dostosowuje wtrysk paliwa, aby zapewnić płynne uruchomienie w zimne poranki.lub smartfon inteligentnie przyciemniający ekran, aby zapobiec przegrzaniu się w gorące letnie dniTe pozornie zwyczajne funkcje opierają się na kluczowym komponentzie elektronicznym: termistorze NTC, który pełni rolę niewidzialnego strażnika i odgrywa kluczową rolę w wykrywaniu temperatury i ochronie obwodu.

NTC to skrót od "negatywny współczynnik temperatury". Termistor NTC to rezystor, którego rezystancja zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury.Ta wyjątkowa właściwość sprawia, że jest idealny do wykrywania temperatury i ograniczania prąduW porównaniu z krzemowymi czujnikami temperatury i czujnikami temperatury oporu (RTD) termistory NTC oferują około pięć do dziesięciu razy wyższy współczynnik wrażliwości na temperaturę.umożliwiające szybszą i dokładniejszą reakcję na zmiany temperatury.

Zazwyczaj czujniki NTC działają w zakresie temperatury od -55°C do +200°C. Wczesne rezystory NTC miały wyzwania ze względu na ich nieliniowy związek opór-temperatura,skomplikowanie dokładnych pomiarów temperatury w obwodach analogowychJednak postęp w obwodzie cyfrowym rozwiązał ten problem za pomocą interpolacji tabeli wyszukiwania lub równania, które przybliżają typowe krzywe NTC.

W przeciwieństwie do RTD wykonanych z metalu, termistory NTC są zwykle wykonane z ceramiki lub polimerów.

• Odpowiedź na temperaturę:Większość termistorów NTC jest zoptymalizowana na temperaturę od -55 do 200 °C, zapewniając najbardziej dokładne odczyty w tym zakresie.15°C) lub w warunkach przekraczających 150°C.
• Wrażliwość na temperaturę:Wyrażane jako "% zmiany na °C" lub "% zmiany na Kelvin", czujniki NTC zazwyczaj wykazują wartości w zakresie od -3% do -6%/°C, w zależności od materiałów i procesów produkcyjnych.
• Porównanie z innymi czujnikami:Termistory NTC przewyższają platynowe RTD pod względem wielkości, prędkości reakcji, odporności na wstrząsy i kosztów.termopary doskonale działają w zastosowaniach o wysokiej temperaturze (do 600°C)Przy niższych temperaturach termistory NTC oferują wyższą czułość, stabilność i dokładność przy minimalnym dodatkowym obwodzie.
• Efekt samoogrzewania:Przepływ prądu przez termistor NTC generuje ciepło, wpływając na dokładność pomiaru.współczynnik temperaturyTa właściwość jest często wykorzystywana w czujnikach obecności płynu, takich jak czujniki zbiornika.
• Pojemność cieplna:Pojemność cieplna mierzona w mJ/°C wskazuje energię wymaganą do podniesienia temperatury termistoru o 1°C. Parametr ten jest kluczowy dla zastosowań ograniczających napięcie prądu,ponieważ określa szybkość reakcji.

Wybór termistoru wymaga uwzględnienia stałej rozpraszania, stałej czasu termicznego, wartości oporu, krzywej oporu-temperatury i tolerancji.praktyczne projekty systemów wykorzystują metody przybliżenia.

• Przybliżenie pierwszego rzędu:Najprostsza metoda, ΔR = k · ΔT, gdzie k jest ujemnym współczynnikiem temperatury.
• Formuła beta:Zapewnia dokładność ±1°C w zakresie od 0°C do +100°C przy użyciu stałej materiału β: R(T) = R(T0) · e^(β(1/T - 1/T0)).Wymaga dwupunktowej kalibracji, ale ogólnie utrzymuje dokładność ±5°C w całym przydatnym zakresie.
• Formuła Steinhart-Hart:Złoty standard od 1968 roku: 1/T = A + B · ln ((R) + C · (ln ((R)) ^ 3. Współczynniki (A, B, C) są podane w arkuszach danych.01°C w zakresie od 0°C do +100°C.
• Wybór właściwego podejścia:Wybór zależy od zasobów obliczeniowych i wymagań tolerancyjnych.

Rezystory NTC są wytwarzane z wykorzystaniem tlenków platyny, niklu, kobaltu, żelaza i krzemu, w czystej formie elementarnej, ceramicznej lub polimerowej.

• Termistory perłowe:Liny platynowe są spiekane bezpośrednio do ciał ceramicznych.Często zakapsułane w szkło dla ochrony, o średnicy od 0,075 do 5,5 mm.
• Termistory dyskowe i chipowe:Wykorzystują metalizowane kontakty powierzchniowe. Większe rozmiary spowalniają czasy reakcji, ale poprawiają stałe rozpraszania, umożliwiając większą obsługę prądu.Chipy są wytwarzane poprzez odlewanie taśmąTypowe średnice: 0,25-25 mm.
• Termistory NTC ze szkła:Hermetycznie uszczelnione w szklanych żarówkach do zastosowań w wysokiej temperaturze (> 150 °C) lub wytrzymałych PCB.

Termistory NTC służą różnym celom, w tym pomiarowi temperatury, kontroli, kompensacji, wykrywaniu płynów, ograniczaniu prądu i monitorowaniu samochodów.Zastosowania są klasyfikowane według wykorzystywanych właściwości elektrycznych:

• Charakterystyka odporności na temperaturę:Wykorzystywane do pomiaru/kontroli/kompensacji temperatury, wymaga minimalnego prądu, aby uniknąć samoogrzewania.
• Charakterystyka bieżącego czasu:Zależy od pojemności cieplnej i stałej rozpraszania, gdzie podgrzewanie wywołane prądem wywołuje zmiany obwodów.
• Charakterystyka napięcia i prądu:Wykorzystuje zmiany punktu pracy z powodu zmian środowiska/obwodów dla ograniczania prądu lub kompensacji/mierzenia temperatury.