Sunați-ne: + 33 2 33 61 16 70

Sonda termistor NTC

33 Produits

NTC înseamnă „coeficient de temperatură negativă”, numit CTN în franceză „coeficient de temperatură negativă”. Termistoarele NTC sunt rezistențe cu un coeficient de temperatură negativ, ceea ce înseamnă că rezistența scade pe măsură ce temperatura crește. Acești termistori sunt utilizați în principal ca senzori de temperatură rezistivi și dispozitive de limitare a curentului. Coeficientul de sensibilitate la temperatură este de aproximativ cinci ori mai mare decât cel al senzorilor de temperatură cu siliciu (silistori) și de aproximativ zece ori mai mare decât cel al detectorilor de temperatură cu rezistență (RTD). Senzorii NTC sunt utilizați în general în domeniul de temperatură al -55 ° C la 200 ° C.

Caracteristicile termistoarelor NTC - CTN

Spre deosebire de detectoarele de temperatură cu rezistență, care sunt fabricate din metale, senzorii de temperatură cu termistor NTC sunt în general din ceramică sau polimeri. Diferitele materiale utilizate au ca rezultat răspunsuri diferite la temperatură, precum și alte caracteristici.

Curbele T ° / R pentru sondele termistor NTC - CTN

Sensibilitatea la temperatură a unui senzor NTC este exprimată în "variație procentuală pe grad ° C". În funcție de materialele utilizate și de specificul procesului de producție, valorile tipice pentru sensibilitățile la temperatură variază de la -3% până la -6% pe ° C.

În timp ce majoritatea sondelor de măsurare cu termistori NTC sunt în general potrivite pentru utilizare în intervalul de temperatură de la -55°C la 200°C, atunci când se oferă cele mai precise citiri, există familii speciale de sonde CTN-uri potrivite pentru utilizare la temperaturi apropiate de zero absolut (- 273,15°C), precum și cele special concepute pentru utilizare peste 150°C.

Curba sondei NTC

După cum se poate observa în figură, termistorii NTC au o pantă rezistență-temperatură mult mai abruptă decât contoarele RTD din aliaj de platină, ceea ce are ca rezultat o sensibilitate mai bună pentru detectarea temperaturii.

Cu toate acestea, senzorii RTD (TERMOMETRE DE REZISTENTA PLATINUM tip Pt100) raman cei mai precisi senzori cu o precizie de ± 0,5% din temperatura masurata si sunt utili in domeniul de temperatura intre -200°C si 800°C, o gama mult mai larga. decât senzorii de temperatură NTC.

Comparație cu alți senzori de temperatură

Comparativ cu RTD-urile, NTC ei au o dimensiune mai mică, răspuns mai rapid, rezistență mai mare la șocuri și vibrații la un cost mai mic
Acestea fiind spuse, acest tip de sondă oferă un control ușor mai puțin precis al temperaturii decât RTD-urile. 

În comparație cu sonda de termocuplu, precizia măsurării temperaturii este similară. Cu toate acestea, termocuplurile pot rezista la temperaturi foarte ridicate (până la peste 1000°C) și sunt folosite în astfel de aplicații în locul termistorilor NTC - NTC, unde sunt uneori numite pirometre.

În ciuda acestui fapt, termistorii NTC-urile oferă o sensibilitate, stabilitate și precizie mai mari decât termocuplurile la temperaturi mai scăzute. În plus, contoarele cu termistor NTC sunt utilizate cu mai puține circuite suplimentare și, prin urmare, la un cost total mai mic.
Costul este redus și mai mult de lipsa necesității circuitelor de condiționare a semnalului (amplificatoare, convertoare de nivel etc.) adesea necesare pentru RTD și întotdeauna necesare pentru termocupluri.

Pericol de autoîncălzire

Ilustrație termistor NTC cu autoîncălzireEfectul de auto-încălzire este un fenomen care apare ori de câte ori trece un curent prin sonda de măsurare a termistorului NTC. Deoarece termistorul este practic un rezistor, disipă energia sub formă de căldură atunci când trece un curent prin el.

Această căldură este generat în centrul termistorului și afectează precizia măsurării. Măsura în care se întâmplă acest lucru depinde de cantitatea de curent care curge, de mediu (fie că este lichid sau gazos, dacă există flux pe senzorul NTC etc.), coeficientul de temperatură al termistorului și starea termistorului.

Faptul că rezistența senzorului NTC și, prin urmare, curentul care circulă prin el depinde de mediu este adesea utilizat în detectoarele de prezență a lichidului, cum ar fi cele găsite în rezervoarele de stocare.

Capacitate termică

Capacitatea termică reprezintă cantitatea de căldură necesară pentru a crește temperatura termistorului de la 1 ° C și se exprimă de obicei în mJ/°C. Cunoașterea exactă a capacității de căldură este de mare importanță atunci când se utilizează un senzor cu termistor NTC ca dispozitiv de limitare a curentului de pornire, deoarece definește viteza de răspuns a senzorului de temperatură NTC.

Selectarea și calculul curbei

Procesul atent de selecție trebuie să ia în considerare constanta de disipare a termistorului, constanta termică de timp, valoarea rezistenței, curba rezistență-temperatură și toleranțele, pentru a menționa cei mai importanți factori.

Deoarece relația dintre rezistență și temperatură (curba RT) este foarte neliniară, anumite aproximări trebuie utilizate în proiectarea sistemelor practice.

formula de aproximare de ordinul întâi: dR = k * dT

Aproximarea ordinului întâi: Când k este coeficientul de temperatură negativ, ΔT este diferența de temperatură și ΔR este schimbarea rezistenței rezultată din schimbarea temperaturii. Această aproximare de ordinul întâi este valabilă doar pentru un interval de temperatură foarte restrâns și poate fi utilizată doar pentru temperaturi în care k este aproape constantă pe întregul interval de temperatură.


Aproximarea ecuațiilor beta: R (T) = R (T0) * exp (Beta * (1 / T-1 / T0))Formula beta: O altă ecuație oferă rezultate satisfăcătoare, cu o precizie de ± 1 ° C în intervalul 0 ° C până la + 100 ° C. Depinde de o singură constantă materială β poate fi obținută prin măsurători de temperatură. Ecuația poate fi scrisă astfel:

Unde R (T) este rezistența la temperatura T în Kelvin, R (T 0 ) este un punct de referință la temperatura T 0 . Formula beta necesită o calibrare în două puncte, care nu este de obicei mai precisă decât ± 5 ° C pe întreaga gamă utilă a termistorului NTC.

Ecuația lui Steinhart pentru o aproximare precisă: 1 / T = A + B * (ln (R)) + C * (ln (R)) ^ 3

Ecuația Steinhart-Hart: Cea mai bună aproximare cunoscută până în prezent este formula Steinhart-Hart, publicată în 1968. Unde ln R este logaritmul natural al rezistenței la temperatura T în Kelvin, iar A, B și C sunt coeficienți derivați din măsurători experimentale. 

Acești coeficienți sunt, în general, publicați de furnizorii de termistor în fișa tehnică. Formula Steinhart-Hart este în general exactă la aproximativ ± 0,15 ° C în intervalul de la -50 ° C la + 150 ° C, ceea ce este suficient pentru majoritatea aplicațiilor. 

Dacă este necesară o precizie mai mare, intervalul de temperatură ar trebui redus și este posibilă o precizie mai bună de ± 0,01 ° C în intervalul 0 ° C până la + 100 ° C.

Alegeți aproximarea corectă

Alegerea formulei utilizate pentru a calcula temperatura din măsurarea rezistenței ar trebui să se bazeze pe puterea de calcul disponibilă, precum și pe cerințele reale de toleranță.

În unele aplicații, o aproximare de ordinul întâi este mai mult decât suficientă, în timp ce în altele chiar și ecuația Steinhart-Hart nu respectă cerințele.

În acest caz, sonda de temperatură a termistorului NTC trebuie calibrată punct cu punct, efectuând un număr mare de măsurători și creând un tabel de corespondență. 

Rășină epoxidică NTCTermistori epoxidici încapsulați

Aceste sonde cu termistor NTC sunt fabricate din oxizi metalici (mangan, cobalt, cupru și nichel) roîn corpul ceramic. 

În general, oferă timpi de răspuns rapid, o stabilitate mai bună și permit funcționarea la temperaturi mai ridicate decât senzorii NTC pe disc și chip, dar sunt mai fragili.

Este obișnuit să le sigilați în sticlă, să le protejați de deteriorările mecanice în timpul asamblării și să le îmbunătățiți stabilitatea măsurării. Dimensiunile tipice variază între 0,075 și 5 mm în diametru.

NTC pe disc și cipTermistori de disc și cip

Aceste contoare cu termistor NTC au contacte de suprafață metalizate. Sunt mai mari și au timpi de reacție mai lenți decât rezistențele NTC de tip bilă.

Cu toate acestea, datorită dimensiunii lor, au o constantă de disipare mai mare (puterea necesară pentru a-și crește temperatura cu 1 ° C) și, din moment ceEmisiunea disipată de termistor este proporțională cu pătratul curentului, suportă curenți mai mari, cum ar fi termistori.

Termistorii cu discuri sunt realizați prin presarea unui amestec de pulberi de oxid într-o matriță rotundă, care este apoi sinterizată la temperatură ridicată. Chipsurile sunt de obicei realizate printr-un proces de turnare a benzii în care o suspensie de material este răspândită într-un film gros, uscat și tăiat. Dimensiunile tipice variază între 0,25 și 25 mm în diametru.

NTC încapsulat în sticlăTermistori NTC încapsulați în sticlă

Aceștia sunt senzori de temperatură NTC sigilați într-o bulă de sticlă etanșă. Sunt concepute pentru a fi utilizate la temperaturi ridicate (peste 150°C) sau pentru a fi montate pe o placă de circuit. placă cu circuite imprimate, unde robustețea este esențială.

Încapsulați un termistor îns Sticla îmbunătățește stabilitatea senzorului și protejează senzorul de mediu. Acestea sunt realizate prin sigilarea ermetică a rezistențelor CNT de tip perlă într-un recipient din sticlă. Dimensiunile tipice variază între 0,4 și 10 mm în diametru.

Simbol termistor NTC

Următorul simbol este utilizat pentru un termistor cu un coeficient de temperatură negativ, în conformitate cu standardul IEC.
simbolul termistorului