Princípio de funcionamento do termistor NTC

NTC é a abreviação do coeficiente de temperatura negativa, o que significa o fator de temperatura negativa, refere-se em geral a um material semicondutor ou componente com um grande fator de temperatura negativa, o termoresistor NTC é um termoresistor com coeficiente de temperatura negativa. É feito com óxidos metálicos como manganês, cobalto, níquel e cobre como materiais principais, usando um processo de cerâmica. Todos esses materiais de óxido metálico têm propriedades semicondutoras, porque são totalmente semelhantes em termos de condutividade elétrica a materiais semicondutores como germânio e silício. Quando as temperaturas são baixas, esses materiais de óxido têm um menor número de portadores (elétrons e buracos), portanto, seus valores de resistência são elevados; À medida que a temperatura aumenta, o número de portadores aumenta e, portanto, o valor da resistência diminui. O termoresistor NTC varia na temperatura ambiente na faixa de 100 ~ 1.000.000 ohms, o fator de temperatura -2% ~ -6,5%. Termistores NTC podem ser amplamente usados ​​em medição de temperatura, controle de temperatura, compensação de temperatura, etc.

NTC Temperatura Negativa Composição do Termistor

NTC (Coeficiente de Temperatura Negativa) refere-se à redução exponencial da resistência ao aumento da temperatura, fenômeno e material de termistor com coeficiente de temperatura negativo. Este material é cerâmica semicondutora que utiliza dois ou mais óxidos metálicos como manganês, cobre, silício, cobalto, ferro, níquel, zinco para misturar completamente, moldar, sinterizar e outros processos, que podem ser feitos de termistor com coeficiente de temperatura negativa (NTC). Sua taxa de resistência e constante do material variam de acordo com a proporção da composição do material, atmosfera de sinterização, temperatura de sinterização e estado estrutural.

Semicondutores térmicos NTC são principalmente cerâmicas de óxido de estrutura de pedra espiral ou outras estruturas, com coeficiente de temperatura negativo, valores de resistência podem ser aproximados como:

Na fórmula RT, RT0 é a temperatura T, T0, respectivamente, o valor da resistência, Bn é a constante do material. grãos cerâmicos em si devido à mudança de temperatura para a taxa de resistência, que é determinada pelas propriedades dos semicondutores.

O desempenho mais importante da sensibilidade térmica do NTC é a vida útil

Termistores NTC de longa vida, é a melhoria da compreensão dos termostores NTC, enfatizando a importância da vida útil da resistência. O termoresistor NTC é o mais importante da vida útil, depois de suportar vários testes de alta precisão, alta sensibilidade, alta confiabilidade, temperatura ultra alta e alta pressão, ele ainda funciona estável por um longo tempo.
A vida útil é uma propriedade importante do termostor NTC e tem uma relação dialética com outros parâmetros, como precisão, sensibilidade e outros. Um produto de resistência NTC deve primeiro ter uma longa vida útil para garantir o desempenho de outras propriedades; Outros excelentes desempenhos dependem do processo de produção para atingir um certo nível técnico, o que torna possível a longa vida do NTC.
Muitos produtos eletrônicos de alta tecnologia, sob a temperatura ultra alta, a tensão ultra alta e outras condições difíceis, os termostores precisam desempenhar uma função estável de controle de temperatura e medição de temperatura, a maioria dos fabricantes buscam sinceramente a precisão, a sensibilidade, o valor de deriva e outros desempenhos convencionais do termostor NTC, ignorando a vida útil da resistência, levando ao uso de produtos eletrônicos afetados pelo fato de que o NTC não pode trabalhar por longas horas. Assim, toda a precisão, sensibilidade, resistência a altas temperaturas e assim por diante se tornam inúteis.

História do Termistor NTC Temperatura Negativa

Em 1834, os cientistas descobriram pela primeira vez que o sulfeto de prata tem propriedades de coeficiente de temperatura negativo. em 1930, os cientistas descobriram que o óxido de cobre-óxido de cobre também tem propriedades de coeficiente de temperatura negativo e o aplicaram com sucesso em circuitos de compensação de temperatura de instrumentos aéreos.

NTC Coeficiente de Temperatura Negativa Intervalo de Temperatura do Termistor

Sua faixa de medição é geralmente de -10 a + 300 ° C, também pode ser alcançada em -200 a + 10 ° C, e pode até ser usada para medição de temperatura em ambientes de + 300 a + 1200 ° C.

A precisão do termómetro do termoresistor com coeficiente de temperatura negativa pode atingir 0,1 ° C, o tempo de detecção de temperatura pode ser inferior a 10 s. Não é apenas aplicável ao termómetro do armazém de grãos, mas também pode ser aplicado à medição de temperatura em armazenamento de alimentos, higiene médica, campos científicos, oceanos, poços profundos, alto céu, geleiras, etc.

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Como determinar o tipo de termoresistor NTC necessário, ambiente de aplicação, precisão, sensibilidade, estabilidade e alcance linear em aplicações práticas.

Termistores NTC para aplicações de sensores de temperatura em garrafas de vinho tinto, banheiros inteligentes e refrigerantes.

Como realizar um teste de resistência NTC simples e teste de confiabilidade[2]

Terminologia profissional de termistor de coeficiente de temperatura negativo NTC

Valor de resistência de potência zero RT (Ω)

RT refere-se a um valor de resistência medido com potência de medição que pode ser negligenciada em relação ao erro total de medição causando mudanças nos valores de resistência ao especificar a temperatura T.

A relação entre resistência e mudança de temperatura é:

RT = RN expB(1/T – 1/TN)

RT: Resistência do termistor NTC à temperatura T (K).

RN: Valor de resistência do termistor NTC à temperatura nominal TN (K).

T: Temperatura definida (K).

B: Constante do material do termistor NTC, também chamado de índice de sensibilidade térmica.

exp: um índice baseado no número natural e (e = 2,71828...).

Esta relação é uma fórmula empírica que só tem certa precisão dentro de um intervalo limitado de temperatura nominal TN ou resistência nominal RN, uma vez que a constante B do material em si é também uma função da temperatura T.

Resistência nominal de potência zero R25 (Ω)

De acordo com as normas nacionais, o valor nominal de resistência de potência zero é o valor de resistência R25 medido pelo termistor NTC à temperatura de referência de 25 ℃, este valor de resistência é o valor nominal de resistência do termistor NTC. Normalmente, o valor de resistência do termistor NTC também se refere a esse valor.

Constante do material (índice térmico) valor B

O valor B é definido como:

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

RT1: valor de resistência de potência zero à temperatura T1 (K).

RT2: valor de resistência de potência zero à temperatura T2 (K).

T1 e T2: duas temperaturas especificadas (K).

Para termostores NTC comumente usados, o valor B é geralmente entre 2000K e 6000K.

Coeficiente de temperatura de resistência de potência zero (αT)

À temperatura especificada, a variação relativa do valor da resistência de potência de peça do termostor NTC é proporcional à variação de temperatura que causou essa mudança.

αT : Coeficiente de temperatura de resistência de potência zero à temperatura T (K).

RT: valor de resistência de potência zero à temperatura T (K).

T: Temperatura (T).

B: constante do material.

Coeficiente de dispersão (δ)

À temperatura ambiente especificada, o coeficiente de dissipação do termostor NTC é a proporção entre a mudança de potência dissipada na resistência e a mudança de temperatura correspondente ao resistor.

δ: NTC coeficiente de dissipação do termistor, （ mW/ K ）。

P: potência consumida pelo termostor NTC (mW).

T: Quando o termostor NTC consome potência P, a mudança de temperatura correspondente do resistor (K).

Constante do tempo quente (τ)

Em condições de potência zero, quando a temperatura muda, a temperatura do termístor muda 63,2% do tempo necessário para iniciar duas diferenças de temperatura, a constante de tempo de calor é proporcional à capacidade térmica do termístor NTC e inversamente proporcional ao seu coeficiente de dissipação.

Constante do tempo quente (S).

C: Capacidade térmica do termistor NTC.

δ: O coeficiente de dissipação do termistor NTC.

Potência Pn

Sob as condições técnicas especificadas, a potência permitida para o trabalho contínuo de longo prazo do termistor. A essa potência, a temperatura do próprio resistor não excede sua temperatura de funcionamento máxima.

Temperatura máxima de funcionamento Tmax

Sob as condições técnicas especificadas, a temperatura máxima permitida para o termoresistor funcionar continuamente por um longo período de tempo. Isto é:

T0 - Temperatura ambiente.

Potência de medição Pm

A temperatura ambiente especificada do termistor, a mudança de resistência causada pelo aquecimento da corrente de medição em relação ao erro total de medição pode ignorar a potência consumida sem contagem.

Geralmente, a variação de resistência requerida é maior que 0,1%, então a potência de medição Pm é:

Características da temperatura da resistência

As características de temperatura dos termostores NTC podem ser representadas pela seguinte aproximação:

Forma:

RT: valor de resistência de potência zero à temperatura T.

R: Factores relacionados às propriedades físicas e tamanhos geométricos do material do termistor.

B: Valor de B.

T: Temperatura (k).

Uma expressão mais precisa é:

Forma:

RT: O valor de resistência de potência zero do termistor à temperatura T.

T: Temperatura absoluta, K；

A, B, C, D são constantes específicas.

Características do termistor NTC com coeficiente de temperatura negativa R-T

Diagrama da curva de propriedade R-T com valores B iguais, resistência diferente

Diagrama da curva de propriedade R-T do termostor NTC com o mesmo valor de resistência, diferentes valores B

Termistores NTC para medição e controle de temperatura

Estrutura

Termistores de embalagem epóxida NTC

Série de termostores de vidro NTC

Esquema de circuito de aplicação

Medição de temperatura (circuito da ponte Whiston)

Controle de temperatura

Desenho de aplicações

Termômetro eletrônico, calendário eletrônico perpetuo, exibição de temperatura de relógio eletrônico, presentes eletrônicos;

Equipamento de aquecimento frio, termostatos de aquecimento;

Circuitos eletrônicos de medição de temperatura para automóveis;

Sensores de temperatura, medidores de temperatura;

Equipamentos eletrônicos médicos, aparelhos eletrônicos de higiene pessoal;

Bateria do celular e carregadores.