Що таке датчик температури NTC?
Щоб зрозуміти функцію та застосування датчика температури NTC, нам спочатку потрібно знати, що таке термістор NTC.
Як працює датчик температури NTC (просте пояснення)
Гарячі провідники або теплі провідники – це електронні резистори з негативними температурними коефіцієнтами (скорочено NTC). Якщо через компоненти протікає струм, їхній опір зменшується зі зростанням температури. Якщо температура навколишнього середовища падає (наприклад, у занурювальній гільзі), компоненти, навпаки, реагують зі збільшенням опору. Через цю особливу поведінку експерти також називають резистор NTC термістором NTC.
Електричний опір зменшується при русі електронів
Резистори NTC складаються з напівпровідникових матеріалів, провідність яких зазвичай знаходиться між провідністю електричних провідників та непровідних електричних матеріалів. Якщо компоненти нагріваються, електрони вивільняються з атомів решітки. Вони залишають своє місце в структурі та набагато краще переносять електрику. Результат: зі збільшенням температури термістори проводять електрику набагато краще – їхній електричний опір зменшується. Компоненти використовуються, серед іншого, як датчики температури, але для цього їх необхідно підключити до джерела напруги та амперметра.
Виготовлення та властивості гарячих та холодних провідників
Резистор NTC може дуже слабко або, в певних областях, дуже сильно реагувати на зміни температури навколишнього середовища. Конкретна поведінка в основному залежить від виробництва компонентів. Таким чином, виробники адаптують співвідношення оксидів до змішування або легування оксидів металів до бажаних умов. Але на властивості компонентів також може впливати сам процес виробництва. Наприклад, вміст кисню в атмосфері випалу або індивідуальна швидкість охолодження елементів.
Різні матеріали для резистора NTC
Для забезпечення характерної поведінки термісторів використовуються чисті напівпровідникові матеріали, складні напівпровідники або металеві сплави. Останні зазвичай складаються з оксидів металів (сполук металів і кисню) марганцю, нікелю, кобальту, заліза, міді або титану. Матеріали змішують зі зв'язуючими речовинами, пресують та спікають. Виробники нагрівають сировину під високим тиском до такої міри, що створюються заготовки з бажаними властивостями.
Типові характеристики термістора з першого погляду
Резистор NTC доступний у діапазоні від одного Ома до 100 МОм. Компоненти можна використовувати від мінус 60 до плюс 200 градусів Цельсія та досягати допусків від 0,1 до 20 відсотків. Коли справа доходить до вибору термістора, необхідно враховувати різні параметри. Одним з найважливіших є номінальний опір. Він вказує значення опору за заданої номінальної температури (зазвичай 25 градусів Цельсія) та позначається великою літерою R та температурою. Наприклад, R25 означає значення опору за 25 градусів Цельсія. Також важлива специфічна поведінка за різних температур. Це можна вказати за допомогою таблиць, формул або графіків, і це має абсолютно відповідати бажаному застосуванню. Подальші характеристичні значення резисторів NTC стосуються допусків, а також певних температурних та напружних меж.
Різні сфери застосування резистора NTC
Так само, як і PTC-резистор, NTC-резистор також підходить для вимірювання температури. Значення опору змінюється залежно від температури навколишнього середовища. Щоб не спотворювати результати, самонагрівання слід максимально обмежити. Однак самонагрівання під час протікання струму можна використовувати для обмеження пускового струму. Оскільки NTC-резистор холодний після ввімкнення електричних пристроїв, спочатку протікає лише невеликий струм. Через деякий час роботи термістор нагрівається, електричний опір падає, і протікає більше струму. Таким чином, електричні пристрої досягають своєї повної продуктивності з певною затримкою часу.
Резистор NTC гірше проводить електричний струм за низьких температур. Якщо температура навколишнього середовища підвищується, опір так званих теплих провідників помітно зменшується. Особлива поведінка напівпровідникових елементів може бути використана в першу чергу для вимірювання температури, для обмеження пускового струму або для затримки різних регуляторів.
Час публікації: 18 січня 2024 р.