Zadzwoń: + 33 2 33 61 16 70

Sonda termistorowa NTC

33 produits

NTC oznacza „ujemny współczynnik temperaturowy”, zwany po francusku CTN „ujemny współczynnik temperaturowy”. Termistory NTC są rezystorami o ujemnym współczynniku temperaturowym, co oznacza, że opór maleje wraz ze wzrostem temperatury. Termistory te są używane głównie jako rezystancyjne czujniki temperatury i urządzenia ograniczające prąd. Współczynnik czułości temperaturowej jest około pięć razy większy niż w przypadku krzemowych czujników temperatury (silistory) i około dziesięć razy większy niż w przypadku oporowych detektorów temperatury (RTD). Czujniki NTC są zwykle używane w zakresie temperatur -55 ° C do 200 ° C.

Charakterystyka termistorów NTC - CTN

W przeciwieństwie do oporowych detektorów temperatury, które są wykonane z metali, termistorowe czujniki temperatury NTC są na ogół wykonane z ceramiki lub polimerów. Różne użyte materiały powodują różne reakcje temperaturowe, a także inne właściwości.

Krzywe T ° / R dla sond termistorowych NTC - CTN

Czułość temperaturowa czujnika NTC jest wyrażona w „zmiana procentowa na stopień ° C”. W zależności od zastosowanych materiałów i specyfiki procesu produkcyjnego typowe wartości wrażliwości na temperaturę wahają się od -3% do -6% na ° C.

Podczas gdy większość termistorowych sond pomiarowych NTC jest ogólnie odpowiednia do użytku w zakresie temperatur od -55°C do 200°C, przy podawaniu ich najdokładniejszych odczytów istnieją specjalne rodziny sond CTN odpowiednich do stosowania w temperaturach bliskich zeru bezwzględnego (- 273,15°C) oraz specjalnie zaprojektowane do użytku powyżej 150°C.

Krzywa sondy NTC

Jak widać na rysunku, termistory NTC mają znacznie bardziej strome nachylenie rezystancja-temperatura niż mierniki RTD ze stopu platyny, co skutkuje lepszą czułością wykrywania temperatury.

Mimo wszystko czujniki RTD (PT100 typu PLATYNOWE TERMOMETRY REZYSTANCYJNE) pozostają najdokładniejszymi czujnikami o dokładności ±0,5% mierzonej temperatury i sprawdzają się w zakresie temperatur od -200 °C do 800 °C, znacznie szerszym zakresie niż czujniki temperatury NTC.

Porównanie z innymi czujnikami temperatury

W porównaniu z RTD, NTC oni mają mniejszy rozmiar, szybsza reakcja, większa odporność na wstrząsy i wibracje przy niższych kosztach
To powiedziawszy, ten typ sondy oferuje nieco mniej precyzyjną kontrolę temperatury niż czujniki RTD. 

W porównaniu z sondą termoparową dokładność pomiaru temperatury jest podobna. Jednak termopary wytrzymują bardzo wysokie temperatury (do ponad 1000°C) i są używane w takich aplikacjach zamiast termistorów NTC - NTC, gdzie czasami nazywane są pirometrami.

Mimo to termistory NTC oferują lepszą czułość, stabilność i dokładność niż termopary w niższych temperaturach. Ponadto mierniki termistorowe NTC są używane z mniejszą liczbą dodatkowych obwodów, a zatem przy niższych kosztach całkowitych.
Koszt jest dodatkowo obniżony przez brak konieczności stosowania obwodów kondycjonowania sygnału (wzmacniacze, przetworniki poziomu itp.) często potrzebnych do czujników RTD i zawsze potrzebnych do termopar.

Ryzyko samonagrzania

Ilustracja samonagrzewającego się termistora NTCEfekt samonagrzewania jest zjawiskiem, które występuje, gdy przez sondę pomiarową termistora NTC przepływa prąd. Ponieważ termistor jest w zasadzie opornikiem, rozprasza energię w postaci ciepła, gdy przepływa przez niego prąd.

Ten upał jest generowany w środku termistora i wpływa na dokładność pomiaru. Stopień, w jakim to się dzieje, zależy od wielkości przepływającego prądu, otoczenia (czy jest to ciecz czy gaz, czy jest strumień na czujniku NTC itp.), współczynnika temperaturowego termistora i stanu termistora.

Fakt, że rezystancja czujnika NTC, a tym samym przepływający przez niego prąd zależy od otoczenia, jest często wykorzystywany w czujnikach obecności cieczy, takich jak te, które znajdują się w zbiornikach magazynowych.

Pojemność cieplna

Pojemność cieplna reprezentuje ilość ciepła potrzebną do podwyższenia temperatury termistora 1 ° C i jest zwykle wyrażany w mJ/°C. Znajomość dokładnej pojemności cieplnej ma ogromne znaczenie w przypadku stosowania czujnika termistorowego NTC jako urządzenia ograniczającego prąd rozruchowy, ponieważ określa on szybkość odpowiedzi czujnika temperatury NTC.

Wybór i obliczenie krzywej

Staranny proces doboru musi uwzględniać stałą rozpraszania termistora, termiczną stałą czasową, wartość rezystancji, krzywą rezystancji i temperatury oraz tolerancje, aby wymienić najważniejsze czynniki.

Ponieważ zależność między rezystancją a temperaturą (krzywa RT) jest wysoce nieliniowa, w praktycznych projektach systemów należy stosować pewne przybliżenia.

Wzór na aproksymację pierwszego rzędu: dR = k * dT

Przybliżenie pierwszego rzędu: Gdy k jest ujemnym współczynnikiem temperaturowym, ΔT jest różnicą temperatur, a ΔR jest zmianą rezystancji wynikającą ze zmiany temperatury. To przybliżenie pierwszego rzędu jest ważne tylko dla bardzo wąskiego zakresu temperatur i może być stosowane tylko dla temperatur, w których k jest prawie stałe w całym zakresie temperatur.


Przybliżenie równań beta: R (T) = R (T0) * exp (Beta * (1 / T-1 / T0))Formuła beta: Inne równanie daje zadowalające wyniki, z dokładnością ± 1 ° C w zakresie od 0 ° C do + 100 ° C. Zależy to od jednej stałej materiałowej β można uzyskać poprzez pomiary temperatury. Równanie można zapisać w następujący sposób:

Gdzie R (T) to odporność na temperaturę T w kelwinach, R (T. 0 ) jest punktem odniesienia w temperaturze T 0 . Wzór beta wymaga kalibracji dwupunktowej, która generalnie nie jest dokładniejsza niż ± 5 ° C w całym użytecznym zakresie termistora NTC.

Równanie Steinharta dla dokładnego przybliżenia: 1 / T = A + B * (ln (R)) + C * (ln (R)) ^ 3

Równanie Steinharta-Harta: Najlepszym znanym przybliżeniem jest formuła Steinharta-Harta, opublikowana w 1968 roku. Gdzie ln R jest logarytmem naturalnym odporności na temperaturę T w kelwinach, a A, B i C są współczynnikami wyprowadzonymi z pomiarów eksperymentalnych. 

Współczynniki te są zwykle publikowane przez dostawców termistorów w arkuszu danych. Wzór Steinharta-Harta jest generalnie dokładny do około ± 0,15 ° C w zakresie od -50 ° C do + 150 ° C, co jest wystarczające dla większości zastosowań. 

Jeśli wymagana jest większa dokładność, zakres temperatur powinien zostać zmniejszony i możliwa jest dokładność lepsza niż ± 0,01 ° C w zakresie od 0 ° C do + 100 ° C.

Wybierz odpowiednie przybliżenie

Wybór wzoru służącego do obliczenia temperatury z pomiaru rezystancji powinien opierać się na dostępnej mocy obliczeniowej, jak również na rzeczywistych wymaganiach dotyczących tolerancji.

W niektórych zastosowaniach przybliżenie pierwszego rzędu jest więcej niż wystarczające, podczas gdy w innych nawet równanie Steinharta-Harta nie spełnia wymagań.

W takim przypadku sondę temperatury termistora NTC należy kalibrować punkt po punkcie, wykonując dużą liczbę pomiarów i tworząc tabelę korespondencji. 

Żywica epoksydowa NTCTermistory w obudowie epoksydowej

Te sondy termistorowe NTC są wykonane z tlenków metali (manganu, kobaltu, miedzi i niklu) plities w korpusie ceramicznym. 

Generalnie oferują one krótki czas reakcji, lepszą stabilność i pozwalają na działanie w wyższych temperaturach niż czujniki NTC dysków i chipów, ale są bardziej delikatne.

Powszechną praktyką jest uszczelnianie ich w szkle, ochrona przed uszkodzeniami mechanicznymi podczas montażu oraz poprawa stabilności pomiaru. Typowe rozmiary mają średnicę od 0,075 do 5 mm.

Dysk i chip NTCTermistory dyskowe i chipowe

Te termometry NTC mają metalizowane styki powierzchniowe. Są większe i mają wolniejszy czas reakcji niż rezystory NTC typu kulkowego.

Jednak ze względu na swój rozmiar mają wyższą stałą rozpraszania (moc potrzebna do podniesienia ich temperatury o 1 ° C), a ponieważ puIssance rozpraszane przez termistor jest proporcjonalne do kwadratu prądu, wytrzymują wyższe prądy, takie jak termistory.

Termistory dyskowe są wytwarzane przez wtłaczanie mieszaniny proszków tlenku do okrągłej matrycy, która jest następnie spiekana w wysokiej temperaturze. Wióry są zwykle wytwarzane w procesie formowania taśmy, w którym zawiesina materiału jest rozprowadzana w postaci grubej warstwy, suszona i cięta. Typowe rozmiary mają średnicę od 0,25 do 25 mm.

NTC zamknięty w szkleTermistory NTC zamknięte w szkle

Są to czujniki temperatury NTC zamknięte w hermetycznej szklanej bańce. Przeznaczone są do użytku w wysokich temperaturach (powyżej 150°C) lub do montażu na płytce drukowanej. płytka drukowana, gdzie niezbędna jest wytrzymałość.

Zamknąć termistor wSzkło poprawia stabilność czujnika i chroni go przed wpływem środowiska. Wykonane są poprzez hermetyczne uszczelnienie rezystorów NTC typu perłowego w szklanym pojemniku. Typowe rozmiary mają średnicę od 0,4 do 10 mm.

Symbol termistora NTC

Poniższy symbol oznacza termistor o ujemnym współczynniku temperaturowym, zgodnie z normą IEC.
symbol termistora