Термістори з негативним температурним коефіцієнтом (NTC) використовуються як високоточні датчики температури в різних автомобільних, промислових, побутових та медичних застосуваннях. Оскільки доступний широкий вибір термісторів NTC — створених з різними конструкціями та виготовлених з різних матеріалів — вибір найкращогоТермістори NTCдля конкретного застосування може бути складним завданням.
ЧомувибратиНТК?
Існує три основні технології датчиків температури, кожна з яких має свої характеристики: датчики резистивного температурного детектора (RTD) та два типи термісторів: термістори з позитивним та негативним температурним коефіцієнтом. Датчики RTD в основному використовуються для вимірювання широкого діапазону температур, і оскільки вони використовують чистий метал, вони, як правило, дорожчі за термістори.
Отже, оскільки термістори вимірюють температуру з такою ж або кращою точністю, їм зазвичай надають перевагу над RTDS. Як випливає з назви, опір термістора з позитивним температурним коефіцієнтом (PTC) зростає з температурою. Вони зазвичай використовуються як датчики обмеження температури в схемах вимикання або безпеки, оскільки опір зростає після досягнення температури перемикання. З іншого боку, зі збільшенням температури опір термістора з негативним температурним коефіцієнтом (NTC) зменшується. Залежність опору від температури (RT) має плоску криву, тому вона дуже точна та стабільна для вимірювання температури.
Ключові критерії вибору
Термістори NTC є високочутливими та можуть вимірювати температуру з високою точністю (±0,1°C), що робить їх ідеальними для широкого спектру застосувань. Однак вибір типу залежить від низки критеріїв – діапазону температур, діапазону опору, точності вимірювання, навколишнього середовища, часу відгуку та вимог до розміру.
Епоксидно-покриті NTC-елементи є міцними та зазвичай вимірюють температуру від -55°C до +155°C, тоді як NTC-елементи у скляному корпусі вимірюють до +300°C. Для застосувань, що потребують надзвичайно швидкого часу відгуку, компоненти у скляному корпусі є більш доцільним вибором. Вони також компактніші, з діаметром до 0,8 мм.
Важливо, щоб температура термістора NTC відповідала температурі компонента, який викликає зміну температури. Як результат, вони доступні не лише в традиційному вигляді з виводами, але й можуть бути встановлені в корпусі з гвинтовим кріпленням для поверхневого монтажу на радіаторі.
Новинкою на ринку є повністю безсвинцеві (на мікросхемах та компонентах) термістори NTC, які відповідають більш суворим вимогам майбутньої директиви RoSH2.
ЗастосуванняEприкладOогляд
Компоненти та системи датчиків NTC використовуються в широкому спектрі галузей, особливо в автомобільному секторі. Типові застосування включають підігрів керма та сидінь, а також складні системи клімат-контролю. Термістори використовуються в системах рециркуляції вихлопних газів (EGR), датчиках впускного колектора (AIM) та датчиках температури та абсолютного тиску у впускному колекторі (TMAP). Їх широкий діапазон робочих температур має високу ударостійкість та вібраційну стійкість, високу надійність, тривалий термін служби та довготривалу стабільність. Якщо термістори використовуються в автомобільних системах, то тут обов'язковим є дотримання глобального стандарту стійкості до напружень AEC-Q200.
В електричних та гібридних автомобілях датчики NTC використовуються для безпеки акумулятора, контролю електричних імпульсних обмоток та стану заряджання. Система охолодження холодоагентом, яка охолоджує акумулятор, підключена до системи кондиціонування повітря.
Датчики та контроль температури в побутових приладах охоплюють широкий діапазон температур. Наприклад, у сушарці для білизнидатчик температуривизначає температуру гарячого повітря, що надходить у барабан, і температуру повітря, що виходить з барабана. Для охолодження та заморожуванняДатчик NTCвимірює температуру в холодильній камері, запобігає замерзанню випарника та визначає температуру навколишнього середовища. У невеликих приладах, таких як праски, кавоварки та чайники, датчики температури використовуються для безпеки та енергоефективності. Системи опалення, вентиляції та кондиціонування повітря (ОВК) займають більший сегмент ринку.
Зростаюча медична галузь
Галузь медичної електроніки пропонує різноманітні пристрої для стаціонарного, амбулаторного та навіть домашнього догляду. NTC-термістори використовуються як компоненти датчиків температури в медичних пристроях.
Під час заряджання невеликого мобільного медичного пристрою необхідно постійно контролювати робочу температуру акумуляторної батареї. Це пояснюється тим, що електрохімічні реакції, що використовуються під час моніторингу, значною мірою залежать від температури, тому швидкий і точний аналіз є надзвичайно важливим.
Пластирі для безперервного моніторингу глюкози (GCM) можуть контролювати рівень цукру в крові у пацієнтів з діабетом. У цьому випадку датчик NTC використовується для вимірювання температури, оскільки це може вплинути на результати.
Лікування безперервним позитивним тиском у дихальних шляхах (CPAP) використовує апарат, який допомагає людям з апное сну легше дихати під час сну. Аналогічно, при важких респіраторних захворюваннях, таких як COVID-19, механічні апарати штучної вентиляції легень беруть на себе дихання пацієнта, м’яко вдавлюючи повітря в легені та видаляючи вуглекислий газ. В обох випадках датчики NTC у скляному корпусі інтегровані в зволожувач повітря, катетер дихальних шляхів та впускний отвір для вимірювання температури повітря, щоб забезпечити комфорт пацієнтів.
Нещодавня пандемія зумовила потребу в більшій чутливості та точності датчиків NTC з довготривалою стабільністю. Новий тестер вірусів має суворі вимоги до контролю температури, щоб забезпечити стабільну реакцію між зразком і реагентом. Розумний годинник також інтегровано із системою моніторингу температури для попередження про потенційні захворювання.
Час публікації: 25 травня 2023 р.