Principio di funzionamento del termistor a coefficiente di temperatura negativo NTC

NTC è l'abbreviazione di coefficiente di temperatura negativo, che significa il coefficiente di temperatura negativo, in generale si riferisce a un materiale semiconduttore o un componente con un grande coefficiente di temperatura negativo, il cosiddetto termoresistore NTC è un termoresistore a coefficiente di temperatura negativo. È realizzato con ossidi metallici come manganese, cobalto, nichel e rame come materiale principale, utilizzando un processo di ceramica. Questi materiali ossidi metallici hanno proprietà semiconduttori, perché sono completamente simili in termini di conduttività elettrica a materiali semiconduttori come il germanio e il silicio. Quando la temperatura è bassa, questi materiali ossidici hanno un numero ridotto di vettori (elettroni e fori), quindi i loro valori di resistenza sono elevati; Con l'aumento della temperatura, il numero di vettori aumenta, quindi il valore della resistenza diminuisce. Il termoresistore NTC varia a temperatura ambiente tra 100 e 1.000.000 ohm, con un coefficiente di temperatura di -2% ~ -6,5%. NTC termistor può NTC termistor è ampiamente utilizzato per misurare la temperatura, il controllo della temperatura, la compensazione della temperatura, ecc.

NTC coefficiente di temperatura negativa termoresistore

NTC (coefficiente di temperatura negativo) si riferisce alla riduzione esponenziale della resistenza all'aumento della temperatura, al fenomeno e ai materiali termoresistori con un coefficiente di temperatura negativo. Questo materiale è una ceramica semiconduttore che utilizza due o più tipi di ossidi metallici come manganese, rame, silicio, cobalto, ferro, nichel, zinco per miscelare completamente, stampare, sinterizzare e altri processi, può essere realizzato come termoresistore con coefficiente di temperatura negativo (NTC). La sua resistenza e la costante del materiale variano a seconda della proporzione della composizione del materiale, dell'atmosfera di sinterizzazione, della temperatura di sinterizzazione e dello stato strutturale.

La semiconduttiva termica NTC è per lo più una ceramica di ossido di cristalli o altre strutture, con un coefficiente di temperatura negativo, il valore di resistenza può essere espresso approssimativamente come:

La formula RT, RT0 è rispettivamente il valore della resistenza alla temperatura T, T0, Bn è la costante del materiale. Il granulo di ceramica stesso a causa del cambiamento della temperatura provoca il cambiamento della resistenza, determinato dalle proprietà dei semiconduttori.

La caratteristica più importante della sensibilità termica del coefficiente di temperatura negativo NTC è la durata della vita

Termistore NTC di lunga durata, è il miglioramento della consapevolezza del termistor NTC, sottolineando l'importanza della vita della resistenza. Il termoresistore NTC è il più importante della vita, dopo aver sopportato una varietà di test di alta precisione, alta sensibilità, alta affidabilità, temperatura ultra alta e alta pressione, funziona ancora a lungo.
La durata di vita è una caratteristica importante del termoresistore NTC e ha una relazione dialettica con altri parametri come precisione, sensibilità e altro. Un prodotto di resistenza NTC deve prima di tutto avere una lunga vita per garantire il funzionamento di altre prestazioni; Le altre prestazioni eccellenti dipendono dal processo di produzione che raggiunge un certo livello tecnico, il che rende possibile la lunga vita del NTC.
Molti prodotti elettronici ad alta tecnologia, in condizioni di temperatura ultra alta, ultra alta tensione e altre condizioni difficili, richiedono che il termistor svolga una funzione stabile di controllo della temperatura e misura della temperatura, la maggior parte dei produttori persegue la precisione, la sensibilità, il valore di deriva e altre prestazioni convenzionali del termistor NTC, ignorando la durata della resistenza, portando a NTC non può lavorare per lunghe ore per influenzare l'uso di prodotti elettronici. In questo modo, tutta la precisione, la sensibilità, la resistenza alle alte temperature, ecc., diventano inutili.

Storia della termistica a coefficiente di temperatura negativo NTC

Nel 1834, gli scienziati hanno scoperto per la prima volta che il solfuro d'argento ha la proprietà di un coefficiente di temperatura negativo. nel 1930, gli scienziati hanno scoperto che l'ossido di rame-ossido di rame ha anche la proprietà di un coefficiente di temperatura negativo e lo hanno utilizzato con successo nel circuito di compensazione della temperatura degli strumenti aeronautici. successivamente, a causa del continuo sviluppo della tecnologia dei transistor, la ricerca dei termistori ha fatto notevoli progressi. nel 1960 il termistor NTC è stato sviluppato.

Intervalo di temperatura del termistor NTC con coefficiente di temperatura negativo

La sua gamma di misura è generalmente di -10 ~ + 300 ℃, può anche raggiungere -200 ~ + 10 ℃, può anche essere utilizzato per misurare la temperatura in ambienti di + 300 ~ + 1200 ℃.

La precisione del termometro del termoresistore a coefficiente di temperatura negativa può raggiungere 0,1 ° C, il tempo di rilevamento della temperatura può essere inferiore a 10 s. Non è solo adatto al termometro del magazzino dei cereali, ma può anche essere applicato alla misurazione della temperatura in materia di stoccaggio alimentare, igiene medica, campi scientifici, oceani, pozzi profondi, alti cieli, ghiacciai, ecc.

Il tesoro dei termistori NTC è il primo libro elettronico professionale del settore, il cui contenuto contiene una varietà di conoscenze riguardanti i termistori NTC e è uno strumento essenziale per i professionisti. Le specifiche sono le seguenti:

Principio di funzionamento del termoresistore NTC, tipo, rappresentazione simbolica, rappresentazione del modello, introduzione del cavo di piombo, descrizione dettagliata dei termini professionali.

Come determinare il tipo di termoresistore NTC necessario, l'ambiente di applicazione, la precisione, la sensibilità, la stabilità e la gamma lineare in applicazioni pratiche.

Termostatori NTC per la lettura della temperatura in bottiglie di vino rosso, servizi igienici intelligenti e sensori di temperatura del liquido di raffreddamento.

Come eseguire una semplice prova di resistenza e di affidabilità del termistor NTC[2]

Termini professionali per termistori a coefficiente di temperatura negativo NTC

Resistenza di potenza zero RT(Ω)

RT si riferisce al valore della resistenza misurato utilizzando la potenza di misura che provoca una variazione del valore della resistenza rispetto all'errore totale di misura quando si specifica la temperatura T.

La relazione tra resistenza e variazione di temperatura è:

RT = RN expB(1/T – 1/TN)

RT: Resistenza del termistor NTC alla temperatura T (K).

RN: Valore di resistenza del termistor NTC alla temperatura nominale TN (K).

T: temperatura specificata (K).

B: Costante del materiale del termoresistore NTC, chiamato anche indice di sensibilità termica.

exp: un indice basato sul numero naturale e (e = 2,71828...).

Questa relazione è una formula empirica che ha una certa precisione solo nell'intervallo limitato della temperatura nominale TN o della resistenza nominale RN, poiché la costante del materiale B stessa è una funzione della temperatura T.

Resistenza nominale a potenza zero R25 (Ω)

Secondo le norme nazionali, il valore nominale di resistenza a potenza zero è il valore di resistenza R25 misurato dal termistor NTC alla temperatura di riferimento di 25 ° C, questo valore di resistenza è il valore nominale della resistenza del termistor NTC. Di solito si dice che il valore di resistenza del termistor NTC si riferisce anche a questo valore.

Costante del materiale (indice termico) Valore B

Il valore B è definito come:

B=T1*T2/(T2-T1)ln(RT1/RT2)

RT1: valore di resistenza di potenza zero alla temperatura T1 (K).

RT2: valore di resistenza di potenza zero alla temperatura T2 (K).

T1, T2: due temperature specificate (K).

Per i termistori NTC comunemente utilizzati, il valore B è generalmente compreso tra 2000K e 6000K.

Coefficiente di temperatura di resistenza a potenza zero (αT)

A una temperatura specificata, la variazione relativa del valore della resistenza di potenza di pezzo del termostor NTC è il rapporto tra il valore della variazione di temperatura che ha causato tale variazione.

αT : coefficiente di temperatura della resistenza a potenza zero alla temperatura T (K).

RT: valore di resistenza di potenza zero alla temperatura T (K).

T: la temperatura (T).

B: costante del materiale.

coefficiente di dispersione (δ)

A una temperatura ambiente specificata, il coefficiente di dissipazione del termostor NTC è il rapporto tra la variazione di potenza dissipata nella resistenza e la variazione di temperatura corrispondente alla resistenza.

δ: coefficiente di dissipazione del termistor NTC, （ mW/ K ）。

P: Potenza consumata dal termistor NTC (mW).

<unk> T: NTC quando il termoresistore consuma la potenza <unk> P, il corrispondente cambiamento di temperatura del resistore (K).

Costante del tempo di calore (τ)

In condizioni di potenza zero, quando la temperatura cambia, la temperatura del termistor cambia per il 63,2% del tempo necessario per iniziare due differenze di temperatura, la costante del tempo di calore è proporzionale alla capacità termica del termistor NTC e inversamente proporzionale al suo coefficiente di dissipazione.

τ: costante del tempo di calore (S).

C: Capacità termica del termistor NTC.

δ: coefficiente di dissipazione del termistor NTC.

Potenza nominale Pn

Nelle condizioni tecniche specificate, la potenza consentita per il funzionamento continuo a lungo termine del termistor. A questa potenza, la temperatura del resistore stesso non supera la sua temperatura di funzionamento massima.

Temperatura di funzionamento massima Tmax

Nelle condizioni tecniche specificate, il termoresistore può funzionare a lunga durata a una temperatura massima consentita. Cioè:

T0 - temperatura ambiente.

Potenza di misurazione Pm

La variazione della resistenza causata dal riscaldamento della corrente di misura rispetto all'errore totale di misura può ignorare la potenza consumata nel tempo a una temperatura ambiente specificata.

La variazione del valore di resistenza richiesta generalmente è superiore allo 0,1%, allora la potenza di misura Pm è:

Caratteristiche della temperatura della resistenza

Le caratteristiche di temperatura del termistor NTC possono essere espresse come segue:

In forma:

RT: Resistenza di potenza zero alla temperatura T.

A: Fattori relativi alle proprietà fisiche e alle dimensioni geometriche del materiale del termoresistore.

B: il valore B.

T: temperatura (k).

Le espressioni più precise sono:

In forma:

RT: valore di resistenza di potenza zero del termistor alla temperatura T.

T: valore della temperatura assoluta, K；

A, B, C, D: costanti specifiche.

Caratteristiche del termistor a coefficiente di temperatura negativo NTC R-T

Diagramma della curva delle caratteristiche R-T con uguali valori B e diversi valori di resistenza

Schema della curva delle caratteristiche R-T del termostor NTC con lo stesso valore di resistenza, diversi valori B

Termostatori NTC per misurazione e controllo della temperatura

Struttura

Termostatori NTC in confezionamento epossidico

Termostatori in vetro NTC

Schema di circuito applicativo

Misura della temperatura (circuito del ponte di Whiston)

Controllo della temperatura

Progettazione applicazioni

Termometro elettronico, calendario elettronico perpetuo, orologio elettronico temperatura, regali elettronici;

impianti di riscaldamento, riscaldamento termostati;

Circuiti elettronici di misura della temperatura automobilistica;

sensori di temperatura, termometri;

apparecchiature elettroniche mediche, apparecchiature elettroniche da bagno;

Batterie e ricaricabili.