Принцип роботи термостора з негативним температурним коефіцієнтом NTC

NTC - це скорочення від негативного температурного коефіцієнта, що означає негативний температурний коефіцієнт, загально відноситься до напівпровідникових матеріалів або компонентів з великим негативним температурним коефіцієнтом, так званий терморезистор NTC - терморезистор з негативним температурним коефіцієнтом. Він виготовлений з оксидів металів, таких як марганець, кобальт, нікель та мідь, як основний матеріал, за допомогою керамічного процесу. Ці металооксидні матеріали мають напівпровідникові властивості, оскільки в електропровідності абсолютно схожі на напівпровідники, такі як германій і кремній. При низьких температурах ці оксидні матеріали мають меншу кількість носіїв (електронів і отворів), тому їх значення опору вище; З підвищенням температури кількість носіїв збільшується, тому значення опору знижується. Термостори NTC при кімнатній температурі змінюються в діапазоні від 100 до 1000 000 Ом, температурний коефіцієнт - 2% ~ -6,5%. Термостори NTC можуть бути широко використовувані для вимірювання температури, контролю температури, компенсації температури тощо.

NTC негативний температурний коефіцієнт термосторов

NTC (негативний температурний коефіцієнт) означає експоненціальне зменшення з опором на підвищення температури, феномен терморезисторів та матеріал з негативним температурним коефіцієнтом. Цей матеріал є напівпровідниковою керамікою, яка використовує марганець, мідь, кремній, кобальт, залізо, нікель, цинк та інші два або більше окисів металу для повного змішування, формування, спелення та інших процесів, що можуть бути зроблені терморезисторами з негативним температурним коефіцієнтом (NTC). Його коефіцієнт опору та константа матеріалу змінюються в залежності від співвідношення складу матеріалу, атмосфери спелення, температури спелення та стану структури. Тепер також з'являються матеріали терморезисторів NTC, які не є оксидними, представлені карбідом кремнію, селенідом

NTC теплочутливі напівпровідники в основному кристальні структури або оксидна кераміка іншої структури, з негативним температурним коефіцієнтом, значення опору може бути приблизно виражено як:

У формулі RT, RT0 є значенням опору при температурі T, T0 відповідно, Bn є константою матеріалу. Саме керамічне зерно змінює скорость опору через зміну температури, яка визначається напівпровідниковими властивостями.

NTC негативний температурний коефіцієнт теплової чутливості найважливіша характеристика є життя

Довгий термостар NTC є підвищенням розуміння термостару NTC, підкреслюючи важливість життя опору. Найважливішим терморезистором NTC є тривалість життя, після того, як він витримує різні випробування з високою точністю, високою чутливістю, високою надійністю, надзвичайно високою температурою та високим тиском, він все ще працює стабільно протягом довгого часу.
Тривалість життя є важливою характеристикою термостора NTC, який має діалектичні відносини з іншими параметрами, такими як точність, чутливість. Продукт опору NTC повинен спочатку тривати довгий термін служби, щоб забезпечити роботу інших характеристик; Інші відмінні характеристики залежать від того, щоб виробничий процес досяг певного технічного рівня, що робить можливим довгий термін служби NTC.
Багато високотехнологічних електронних виробів, в надвисоких температурах, надвисоких напругах та інших важких умовах, термостатор необхідний для стабільного контролю температури, функції температурного вимірювання, більшість виробників однозначно прагнуть до стабільної роботи термостатора NTC з точністю, чутливістю, значенням дрейфу та іншими звичайними характеристиками, ігноруючи тривалість життя опору, що призводить до того, що NTC не може працювати довгий час через вплив на використання електронних виробів. Таким чином, вся точність, чутливість, стійкість до високих температур і т.д. стає безглуздою.

Історія термосторов з негативним температурним коефіцієнтом NTC

У 1834 році вчені вперше виявили, що сульфід срібла має негативний температурний коефіцієнт. У 1930 році вчені виявили, що субоксид міді - оксид міді також має негативний температурний коефіцієнт, і успішно застосовували його в компенсаційних схемах температури авіаційних інструментів.

Температурний діапазон термостора з негативним температурним коефіцієнтом NTC

Його діапазон вимірювання зазвичай становить -10 ~ + 300 ℃, також може досягти -200 ~ + 10 ℃, навіть може бути використаний для вимірювання температури в середовищі + 300 ~ + 1200 ℃.

Точність термометра термостора з негативним температурним коефіцієнтом може досягти 0,1 ° C, час відчуття температури може бути меншим ніж 10 секунд. Він може бути застосований не тільки для термометрів зернових складів, але також для вимірювання температури в областях зберігання продуктів харчування, медицини, гігієни, наукових полів, океану, глибоких свердловин, високого повітря, льодовиків тощо.

"Книга термостарів NTC" - це перша професійна електронна книга в галузі, вміст якої містить різні знання, пов'язані з термостарами NTC, і є необхідним інструментом для практиків. Конкретний зміст:

Принцип роботи терморезисторів NTC, тип, символічне представлення, модельне представлення, введення провідника, професійні терміни.

Як визначити необхідний тип терморезистора NTC, середовище застосування, точність, чутливість, стабільність, лінійний діапазон у практичному застосуванні.

Термостари NTC використовуються для датчиків температури в пляшках червоного вина, інтелектуальних туалетах та датчиках температури охолоджувальної рідини.

Як провести просте тестування термостору NTC та тестування надійності[2]

NTC негативний температурний коефіцієнт термосторов

Нульовий опор потужності RT (Ω)

RT означає значення опору, вимірюване за допомогою вимірюваної потужності, яка викликає зміну значення опору відносно загальної помилки вимірювання.

Відносини між значенням опору та зміною температури:

RT = RN expB(1/T – 1/TN)

RT: Опір термостору NTC при температурі T (K).

RN: значення термостору NTC при номінальній температурі TN (K).

T: визначена температура (K).

B: Константа матеріалу термостора NTC, також називається індексом термосентильності.

exp: індекс, заснований на натуральному числі e (e = 2,71828...).

Ця реляція є експериментальною формулою, яка має певну точність лише в обмеженому діапазоні номінальної температури TN або номінального опору RN, оскільки константа матеріалу B сама по собі є функцією температури T.

Номінальний опір нульової потужності R25 (Ω)

Згідно з національними стандартами, номінальне значення опіру нульової потужності є значенням опіру R25, вимірюваним термостаром NTC при базовій температурі 25 ° C, це значення опіру є номінальним значенням опіру термостару NTC. Як правило, значення опору термостора NTC також відноситься до цього значення.

Константа матеріалу (теплочутливість) B

Значення B визначається як:

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

RT1: значення опору нульової потужності при температурі T1 (K).

RT2: значення опору нульової потужності при температурі T2 (K).

T1, T2: дві визначені температури (K).

Для часто використовуваних термосторів NTC значення B зазвичай знаходиться в діапазоні від 2000K до 6000K.

Температурний коефіцієнт опіру нулевої потужності (αT)

При визначеній температурі відносна зміна значення резистору частинної потужності термостора NTC до значення зміни температури, що викликає цю зміну.

αT: нульовий коефіцієнт температури опору потужності при температурі T (K).

RT: значення опору нульової потужності при температурі T (K).

Температура (T).

B: Матеріальна константа.

Коефіцієнт розсіяння (δ)

При заданих температурах навколишнього середовища коефіцієнт розсіяння термостора NTC є співвідношенням зміни потужності, розсіяної в опорі, до відповідної зміни температури опору.

δ: NTC коефіцієнт розсіювання термостатора, （ mW/ K ）。

P: потужність, споживана термостором NTC (мВт).

<unk> T: NTC термостор споживає потужність <unk> P, відповідна зміна температури опору (K).

Теплова константа часу (τ)

У умовах нульової потужності, коли температура змінюється, термостар змінюється на 63,2% від початкової різниці між двома температурами, константа теплового часу є прямо пропорційна тепловій потужності термостара NTC і протипропорційна його коефіцієнту розпуску.

τ: константа теплового часу (S).

C: Теплопотужність термостора NTC.

δ: Коефіцієнт розсіювання термостора NTC.

Номінальна потужність Pn

При встановлених технічних умовах дозволена споживана потужність при тривалій безперервній роботі термостора. При цій потужності сама температура опору не перевищує максимальної робочої температури.

Максимальна робоча температура Tmax

При встановлених технічних умовах терморезистор має максимальну температуру, дозволену для тривалої безперервної роботи. Тобто:

T0 - температура навколишнього середовища.

Вимірювання потужності Pm

При визначеній температурі навколишнього середовища зміни значення опору, викликані нагріванням вимірюваного струму, можуть бути незначними щодо загальної помилки вимірювання.

Зазвичай вимагається зміна опору більше 0,1%, тоді вимірювана потужність Pm становить:

Характеристики температури опору

Температурні характеристики термостора NTC можуть бути представлені наступним приблизним чином:

У формулі:

RT: нульовий опор потужності при температурі T.

Відповідь: Коефіцієнти, пов'язані з фізичними властивостями матеріалу термостора та геометричними розмірами.

B: Значення B.

Температура (K).

Більш точним виразом є:

У формулі:

RT: значення опіру нульової потужності термостора при температурі T.

T: абсолютна температура, K；

A, B, C, D: є певними константами.

NTC негативний температурний коефіцієнт термостар R-T характеристики

Схема кривих характеристик R- T з однаковими значеннями B, різними значеннями опору

Схема кривої характеристики термостора NTC R-T з тими ж значеннями опору, різними значеннями B

Термостори NTC для вимірювання та управління температурою

Зовнішня структура

Серія епоксидних термостористів NTC

Термостористи скляної упаковки серії NTC

Принцип схеми застосування

Вимірювання температури (схема міста Вістен)

Контроль температури

Дизайн додатків

електронний термометр, електронний вічний календар, електронний дисплей температури годинника, електронні подарунки;

обладнання для охолодження та опалення, термостати;

електронні схеми температурного вимірювання автомобіля;

датчики температури, температури;

медична електроніка, електронні туалетні прилади;

Мобільні батареї та зарядні пристрої.