Что такое терморезистор с отрицательным ТКС. Как работают NTC-термисторы. Для чего используются терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Какие основные параметры и характеристики имеют NTC-термисторы. Где применяются терморезисторы с ОТКС.
Принцип работы терморезисторов с отрицательным ТКС
Терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ОТКС или NTC) представляют собой полупроводниковые резисторы, сопротивление которых уменьшается с ростом температуры. Их принцип работы основан на свойствах полупроводниковых материалов изменять свою проводимость при изменении температуры.
Зависимость сопротивления NTC-термистора от температуры имеет экспоненциальный характер и описывается формулой:
R = R0 * exp(B * (1/T — 1/T0))
где R — сопротивление при температуре T, R0 — номинальное сопротивление при температуре T0, B — характеристическая температура материала (коэффициент чувствительности).
Основные характеристики и параметры NTC-термисторов
Ключевыми параметрами терморезисторов с отрицательным ТКС являются:
- Номинальное сопротивление (Rн) — сопротивление при стандартной температуре (обычно 25°C)
- Температурный коэффициент сопротивления (α) — относительное изменение сопротивления при изменении температуры на 1°C
- Постоянная B — характеризует чувствительность термистора
- Максимальная мощность рассеяния (Pmax) — допустимая мощность при номинальной температуре
- Диапазон рабочих температур
Номинальное сопротивление NTC-термисторов может варьироваться в широких пределах — от единиц Ом до нескольких МОм. Температурный коэффициент обычно составляет от -2% до -6% на градус Цельсия. Постоянная B определяется материалом термистора и лежит в диапазоне 2000-5000K.
Области применения терморезисторов с отрицательным ТКС
Благодаря своим характеристикам, NTC-термисторы широко применяются в различных областях:
- Измерение и контроль температуры в диапазоне от -60°C до +180°C
- Температурная компенсация в электронных схемах
- Ограничение пусковых токов в источниках питания
- Датчики температуры в автомобильной электронике
- Системы контроля температуры в бытовой технике
Особенно эффективно использование NTC-термисторов для прецизионного измерения температуры в медицинской технике, промышленной автоматике и научном оборудовании.
Конструктивное исполнение NTC-термисторов
Терморезисторы с отрицательным ТКС выпускаются в различных конструктивных исполнениях:
- Бусинковые — миниатюрные термисторы для быстродействующих измерений
- Дисковые — для измерения температуры поверхностей
- Стержневые — для измерения температуры жидкостей и газов
- SMD-исполнение — для автоматизированного монтажа на печатные платы
- Эпоксидные — влагозащищенные термисторы
Выбор конструкции зависит от конкретного применения и условий эксплуатации. Например, бусинковые термисторы обеспечивают минимальное время отклика, а эпоксидные устойчивы к воздействию влаги.
Преимущества и недостатки NTC-термисторов
Основные достоинства терморезисторов с отрицательным ТКС:
- Высокая чувствительность к изменению температуры
- Широкий диапазон номинальных сопротивлений
- Небольшие размеры и масса
- Простота применения
- Низкая стоимость
К недостаткам можно отнести:
- Нелинейность характеристики
- Ограниченный температурный диапазон
- Саморазогрев при протекании тока
Однако в большинстве применений преимущества NTC-термисторов перевешивают их недостатки.
Расчет и выбор NTC-термисторов
При выборе терморезистора с отрицательным ТКС необходимо учитывать следующие факторы:
- Требуемый диапазон измеряемых температур
- Необходимую точность измерений
- Быстродействие
- Условия эксплуатации (влажность, вибрации и т.д.)
- Конструктивные ограничения
Для расчета параметров измерительной схемы с NTC-термистором обычно используют уравнение Стейнхарта-Харта, позволяющее с высокой точностью аппроксимировать зависимость сопротивления от температуры:
1/T = A + B*ln(R) + C*(ln(R))^3
где T — температура в Кельвинах, R — сопротивление термистора, A, B, C — коэффициенты, определяемые калибровкой.
Новые разработки в области NTC-термисторов
Современные тенденции в развитии терморезисторов с отрицательным ТКС включают:
- Создание многослойных чип-термисторов для поверхностного монтажа
- Разработку термисторов с улучшенной долговременной стабильностью
- Расширение температурного диапазона
- Уменьшение размеров при сохранении характеристик
- Создание специализированных термисторов для автомобильной электроники
Например, новая разработка АО «НИИ «Гириконд» — многослойные термисторы в чип-исполнении ТР-19 с номинальным сопротивлением от 47 Ом до 1 МОм и рабочим диапазоном температур от -60°C до +125°C.
Применение NTC-термисторов в автомобильной промышленности
В современном автомобиле используется до 30 NTC-термисторов для различных задач:
- Контроль температуры двигателя и трансмиссии
- Управление климатической системой
- Мониторинг температуры аккумулятора
- Контроль температуры выхлопных газов
- Защита электронных компонентов от перегрева
Особенно важную роль NTC-термисторы играют в электромобилях и гибридных автомобилях для контроля температуры батарей и силовой электроники.
Применение в медицинской технике
В медицинском оборудовании NTC-термисторы используются для:
- Измерения температуры тела
- Контроля температуры в инкубаторах
- Мониторинга температуры в аппаратах ИВЛ
- Термостатирования биохимических анализаторов
Высокая точность и быстродействие NTC-термисторов позволяют создавать надежные медицинские приборы для диагностики и терапии.
Особенности применения в системах промышленной автоматики
В промышленных системах терморезисторы с отрицательным ТКС применяются для:
- Контроля температуры в технологических процессах
- Защиты электродвигателей от перегрева
- Измерения температуры в системах вентиляции и кондиционирования
- Мониторинга температуры в силовой электронике
Для промышленного применения выпускаются специальные серии NTC-термисторов в прочных корпусах, устойчивых к агрессивным средам и вибрациям.
Терморезисторы с отрицательным ТКС / Нелинейные полупроводниковые резисторы / Продукция / АО «НИИ Гириконд»
Терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ОТКС) имеют экспоненциальную температурную зависимость сопротивления, при этом значения номинального сопротивления можно изменять в очень широких пределах (от единиц Ом до единиц МОм). Основные параметры и характеристики
НОВАЯ РАЗРАБОТКА МНОГОСЛОЙНЫЕ ТЕРМОРЕЗИСТОРЫ В ЧИП-ИСПОЛНЕНИИ ТР-19 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
.. 1000000 ОмТерморезисторы с отрицательным ТКС / Нелинейные полупроводниковые резисторы / Продукция / Гириконд
|
АО «НИИ «Гириконд» разрабатывает и производит терморезисторы в различном конструктивном исполнении, ведутся разработки терморезисторов в чип исполнении. |
| ТЕРМОРЕЗИСТОРЫ С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ ТКС | ||||||
| Тип | Номинальное сопротивление (Т=25°С) | ТКС % на 1°С, (Т=25°С) |
Постоянная «В», К |
Макс. мощность рассеяния, Вт |
Максимальный ток, А (Т=25°С) |
Конструкция |
|
ТР-2 |
1,0 кОм…1 МОм |
-(2,9±0,35) … -(4,8±0,35) |
3200…3600 (-60…0)°С 2270…4580 (0…+155)°С |
0,02 |
– |
Бусинковые |
|
ТР-15 |
1,0…2200 Ом |
-3,27…-4,50 |
3000…4000 (-25…+155)°С |
0,5…4,0 |
0,15…11 |
Дисковые, выводные |
|
ТР-16 |
1,0…330 Ом |
-3,37…-4,39 |
2650…4000 (-60…0)°С 2900…3900 (0…+155)°С |
0,8…5,4 |
0,5…17 |
Дисковые, выводные |
|
ТР-19 |
47. |
-2,81…-5,62 |
2500…5000 (-60 … +125)°С |
0,3; 0,8 |
— |
Многослойные терморезисторы в ЧИП-исполнении |
|
ТР-20 |
1…68 Ом |
-3,0…-4,4 |
2650…3900 (-60 … +85)°С |
1,6…5,4 |
1,7…17 |
Дисковые,выводные |
|
ТР-21 |
0,015…470 кОм |
-3,4…-5,2 |
3000…4600 (-60 …+85)°С |
0,3…0,4 |
— |
Дисковые, выводные |
|
Новая разработка! |
10 кОм |
-4,33 |
3850 (-60 . |
0,04 |
|
чип-исполнение |
.. +125)°С
Что такое термистор NTC
Термисторы представляют собой чувствительные к температуре элементы, изготовленные из полупроводникового материала, который был спечен для отображения больших изменений сопротивления пропорционально небольшим изменениям температуры.
Это сопротивление может быть измерено с помощью небольшого и измеренного постоянного тока, пропущенного через термистор для измерения возникающего падения напряжения.
Эти твердотельные датчики температуры фактически действуют как электрические резисторы, чувствительные к температуре. Отсюда и название, понятное сочетание слов термальный и резистор. Ametherm специализируется на термисторах NTC или с отрицательным температурным коэффициентом.
Термисторы представляют собой невероятно точную категорию датчиков температуры.
«Спрос на термисторы также увеличился в автомобильной промышленности, особенно в таких приложениях, как трансмиссия, безопасность и управление, а также автомобили с альтернативным топливом из-за изменения государственных стандартов и моделей спроса со стороны конечных пользователей. Всего в автомобиле используется 30 термисторов, включая 20 датчиков с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) и 5 датчиков с положительным температурным коэффициентом (PTC). Термисторы в настоящее время являются стабильно растущим рынком, и ожидается, что такая же тенденция сохранится и в ближайшие годы». Датчики онлайн
Термисторы NTC представляют собой нелинейные резисторы, характеристики сопротивления которых изменяются в зависимости от температуры. Сопротивление NTC будет уменьшаться при повышении температуры. Способ уменьшения сопротивления связан с константой, известной в электронной промышленности как бета или ß. Бета измеряется в °К.
70048
Вы можете легко рассчитать сопротивление термисторов NTC при заданной температуре, используя бета, но есть еще более точный способ сделать это, используя уравнение Стейнхарта и Харта.
Термисторы NTC также являются отличной альтернативой полупроводниковым схемам для решения проблем, связанных с температурой. Их можно легко использовать для расчета температурного коэффициента. Мы предоставим вам рекомендации по использованию термисторов NTC для достижения максимально точных измерений.
«Термисторы — это недорогие, легкодоступные датчики температуры. Они просты в использовании и адаптируются. Цепи с термисторами могут иметь разумное выходное напряжение, а не выходное напряжение в милливольтах, которое есть у термопар. Благодаря этим качествам термисторы широко используются для простых измерений температуры. Они не используются для высоких температур, но в температурных диапазонах, в которых они работают, они широко используются». Bucknell University
Некоторые базовые термины могут быть полезны для понимания термисторов и их потенциального использования. Во-первых, стандартная эталонная температура обычно составляет 25°C или температура корпуса термистора, когда видно предполагаемое сопротивление нулевой мощности.
Это сопротивление при нулевой мощности представляет собой значение сопротивления термистора постоянному току при измерении при определенной температуре с достаточно низким рассеиванием мощности термистором для любого дальнейшего снижения мощности, приводящего не более чем к 1/10 конкретного допуска измерения или меньшему из них. ноль целых один процент изменения сопротивления.
Коэффициент сопротивления – это характеристика, определяющая отношение сопротивления нулевой мощности термистора при 125° к сопротивлению при 25°C. Максимальная рабочая температура — это самая высокая температура тела, при которой термистор будет работать с приемлемой стабильностью в течение продолжительного периода времени.
Эта температура не должна превышать максимальное заданное значение. Аналогичным образом, максимальная номинальная мощность термисторов — это самая высокая мощность, при которой термистор будет работать в течение определенного периода времени, сохраняя при этом стабильность.
Термисторы Ametherm с отрицательным температурным коэффициентом:
- Доступны различные конструкции, подходящие практически для любого желаемого применения
- Создан с использованием лучших материалов высокой чистоты для надежных результатов, на которые вы можете положиться
- Возможность настройки в соответствии с вашими потребностями
Датчики температуры | Термисторы NTC
Термисторы NTC | Эпоксидная смола
Термисторы Thermometrics NTC | Взаимозаменяемые термисторы с эпоксидной смолой типа 65
Thermometrics Взаимозаменяемые термисторы с эпоксидной смолой типа 65 NTC представляют собой сменные термисторы с эпоксидным покрытием и никелевыми проводами с толстой изоляцией изомида. Они обеспечивают точное измерение температуры, контроль и компенсацию при использовании в диапазоне от -40°C до 105°C (от -40°F до 221°F) и высокую чувствительность более -4%/°C при 25°C (77°F).
°F).
Термисторы Thermometrics NTC | Сменный эпоксидный тип 95
Thermometrics Термисторы NTC типа 95 представляют собой взаимозаменяемые термисторные микросхемы NTC с эпоксидным покрытием и проводами из луженой меди, луженого сплава или ПТФЭ. Они подходят для измерения, контроля и компенсации температуры в диапазоне от -112°F до 302°F (от -80°C до 150°C) с взаимозаменяемостью до ±0,18°F (±0,1°C).
Термисторы Thermometrics NTC | Взаимозаменяемые термисторы с эпоксидной смолой типа SC
Thermometrics Взаимозаменяемые термисторы с эпоксидной смолой типа SC NTC представляют собой сменные термисторы с никелевыми выводами в изоляции изомида. Они обеспечивают точное измерение температуры, контроль и компенсацию при использовании в диапазоне от -40°C до 105°C (от -40°F до 221°F) и высокую чувствительность более -4%/°C при 25°C (77°F). °F), что делает их идеальными для медицинского применения.
Термисторы Thermometrics NTC | Эпоксидная смола типа C100
Thermometrics Эпоксидные термисторы NTC типа C100 представляют собой покрытые эпоксидной смолой термисторы с оголенными лужеными медными проводами диаметром 0,3 мм (0,012 дюйма).
Они используются для измерения, контроля и компенсации температуры в диапазоне от -80°C до 150°C (от -112°F до 302°F) и имеют высокую чувствительность более -4%/°C при 25°C (77°F). Ф).
Термисторы Thermometrics NTC | Эпоксидный тип MS
Thermometrics Эпоксидный тип термисторов MS NTC представляет собой чип-термисторы с эпоксидным покрытием и 0,254 мм (0,01 дюйма) никелевыми проводами из ПТФЭ. Они используются для измерения, контроля и компенсации температуры в диапазоне от -50°C до 150°C (от -58°F до 300°F).
Термисторы Thermometrics NTC | Эпоксидный тип NDK
Thermometrics Эпоксидный тип термисторов NDK NTC представляет собой термисторы с эпоксидным покрытием и 0,2 мм (0,007 дюйма) лужеными проводами из монеля. Разработанные для точного измерения температуры, контроля и компенсации, работающие при температуре до 155°C (311°F), они используются в автомобилях, системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и бытовой технике.
Термисторы Thermometrics NTC | Эпоксидный тип NDL
Thermometrics Эпоксидный тип NDL Термисторы NTC представляют собой термисторы с эпоксидным покрытием и толщиной 0,009 мм.
8-дюймовые (0,25 мм) луженые медные провода. Разработанные для точного измерения температуры, контроля и компенсации, работающие при температуре до 155°C (311°F), они используются в автомобилях, системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и бытовой технике.
Термисторы Thermometrics NTC | Тип эпоксидной смолы NDM
Термометры Тип NDM из эпоксидной смолы Термисторы NTC представляют собой покрытые эпоксидной смолой термисторы с оголенными медными лужеными проводами диаметром 0,007 дюйма (0,2 мм). Разработанные для точного измерения температуры, контроля и компенсации, работающие при температуре до 155°C (311°F), они используются в автомобилях, системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и бытовой технике.
Термисторы Thermometrics NTC | Эпоксидный тип NDP
Thermometrics Эпоксидный тип NDP Термисторы NTC представляют собой термисторы с эпоксидным покрытием и никелевыми проводами диаметром 0,25 мм (0,0078 дюйма) с изоляцией из ПФА/ПТФЭ.
