Principiul de funcționare al termistorului NTC cu coeficient de temperatură negativă

NTC este o abreviere pentru coeficientul de temperatură negativă, ceea ce înseamnă coeficientul de temperatură negativ, în general, se referă la un material semiconductor sau o componentă cu coeficient de temperatură negativă, așa-numitul termistor NTC este un termistor cu coeficient de temperatură negativă. Este fabricat din oxidi de metal precum mangan, cobalt, nichel și cupru ca material principal, folosind un proces ceramic. Toate aceste materiale de oxid de metal au proprietăți semiconductore, deoarece sunt complet similare în modul de conductivitate cu materiale semiconductore precum germaniu și siliciu. La temperaturi scăzute, aceste materiale oxidice au un număr mai mic de portatori (electroni și găuri), astfel încât valoarea lor de rezistență este mai mare; Odată cu creșterea temperaturii, numărul de portatori crește, astfel încât valoarea rezistenței scade. Termistorul NTC variază la temperatura camerei în intervalul de 100 ~ 1.000.000 ohm, cu un coeficient de temperatură de -2% ~ -6,5%. Termistoarele NTC pot fi utilizate pe scară largă în măsurarea temperaturii, controlul temperaturii, compensarea temperaturii și altele.

NTC coeficientul de temperatură negativă Termistor

NTC (coeficientul de temperatură negativă) se referă la scăderea exponențială a rezistenței la creșterea temperaturii, fenomenul și materialul termorezistor cu coeficient de temperatură negativ. Materialul este ceramica semiconductoră care utilizează mangan, cupru, siliciu, cobalt, fier, nichel, zinc și doi sau mai mulți oxidi de metal pentru amestecarea deplină, formarea, sinterizarea și alte procese, poate fi fabricată cu coeficientul de temperatură negativă (NTC). Rezistența și constanta materialului variază în funcție de proporția de compoziție a materialului, atmosfera de sinterizare, temperatura de sinterizare și starea structurală. Acum, de asemenea, au apărut materiale de termorezistor neoxid NTC reprezentate de carbură de siliciu, selenură de stân, nitrură de tantal și altele.

Semiconductorul termic NTC este în mare parte ceramica de oxid de structuri de cristal sau alte structuri, cu un coeficient de temperatură negativ, valoarea rezistenței poate fi reprezentată aproximativ ca:

RT și RT0 sunt valorile de rezistență la temperatura T și T0, iar Bn este constanta materialului. Granulele ceramice în sine se schimbă datorită schimbărilor de temperatură, care sunt determinate de proprietățile semiconductorilor.

Cea mai importantă caracteristică a sensibilității termice a coeficientului de temperatură negativ NTC este durata de viață

Termistorul NTC de lungă viață este îmbunătățirea conștientizării termistorului NTC, subliniind importanța vieții rezistenței. Termistorul NTC este cel mai important de viață, după ce rezistă la o varietate de teste de înaltă precizie, sensibilitate ridicată, fiabilitate ridicată, temperatură ultraînaltă și presiune ridicată, încă funcționează stabil pentru o lungă perioadă de timp.
Durata de viață este o caracteristică importantă a termistorului NTC și are o relație dialectică cu alți parametri, cum ar fi precizia, sensibilitatea. Un produs de rezistență NTC trebuie să aibă mai întâi o viață lungă pentru a asigura funcționarea altor performanțe; În timp ce alte performanțe excelente depind de procesul de producție pentru a atinge un anumit nivel tehnic, ceea ce face posibilă viața lungă a NTC.
Multe produse electronice de înaltă tehnologie, la temperaturi ultraînalte, tensiune ultraînaltă și alte condiții dure, au nevoie de un termostat pentru a juca o funcție stabilă de control al temperaturii și de măsurare a temperaturii, majoritatea producătorilor urmăresc în mod unic precizia, sensibilitatea, valoarea de derivare și alte performanțe convenționale ale termostatorului NTC, ignorând durata de viață a rezistenței, ceea ce duce la utilizarea produselor electronice, deoarece NTC nu poate lucra mult timp. Astfel, toate precizia, sensibilitatea, rezistenta la temperaturi ridicate etc. devin inutile.

Istoricul termistorului NTC cu coeficient de temperatură negativă

În 1834, oamenii de știință au descoperit pentru prima dată că sulfura de argint are un coeficient de temperatură negativ. în 1930, oamenii de știință au descoperit că oxidul de cupru-oxidul de cupru are, de asemenea, un coeficient de temperatură negativ și l-au folosit cu succes în circuitele de compensare a temperaturii instrumentelor aeronautice.

Intervalul de temperatură al termistorului cu coeficient de temperatură negativă NTC

Domeniul său de măsurare este, în general, de -10 ~ + 300 ℃, de asemenea, poate fi realizat de -200 ~ + 10 ℃, poate fi chiar utilizat pentru mediul de măsurare a temperaturii de + 300 ~ + 1200 ℃.

Precizia termometrului cu coeficient de temperatură negativă poate atinge 0,1 ° C, timpul de senzație a temperaturii poate fi mai mic de 10 secunde. Este aplicabil nu numai pentru termometrul de depozit de cereale, ci și pentru măsurarea temperaturii în depozitarea alimentelor, igiena medicală, terenurile științifice, oceanele, fântânile adânci, aerul înalt, ghețarii și altele.

"NTC Termostator Codex" este prima carte electronică profesională din industrie, conținutul căreia conține diverse cunoștințe legate de termostatoare NTC și este o carte de instrumente esențiale pentru practicieni. Acestea sunt următoarele:

Principiul de funcționare al termistorului NTC, tipul, reprezentarea simbolică, reprezentarea modelului, introducerea plumbului și explicația terminologiei profesionale.

Cum se determină tipul de termostat NTC necesar în aplicațiile practice, mediul de aplicare, precizia, sensibilitatea, stabilitatea și gama liniară.

Termistoarele NTC sunt aplicate în butelii de vin roșu pentru a citi temperatura, toaletele inteligente și senzorii de temperatură ai lichidului de răcire.

Cum se efectuează un test simplu de rezistență NTC și de fiabilitate[2]

Termeni profesionali NTC termistor cu coeficient de temperatură negativă

Rezistență de putere zero RT(Ω)

RT înseamnă valoarea rezistenței măsurate cu puterea de măsurare care provoacă o schimbare a valorii rezistenței în raport cu eroarea totală de măsurare atunci când se specifică temperatura T.

Relația dintre rezistența și schimbările de temperatură este:

RT = RN expB(1/T – 1/TN)

RT: Rezistența termistorului NTC la temperatura T (K).

RN: Valoarea rezistenței termistorului NTC la temperatura nominală TN (K).

T: Temperatura specificată (K).

B: Constanta materială a termistorului NTC, numită și indice de sensibilitate termică.

exp: indice bazat pe numărul natural e (e = 2,71828...).

Această relație este o formulă experimentală care are o anumită precizie numai în intervalul limitat al temperaturii nominale TN sau al rezistenței nominale RN, deoarece constanta materială B este, de asemenea, o funcție a temperaturii T.

Rezistență nominală de putere zero R25 (Ω)

Conform normelor naționale, valoarea rezistenței nominale de putere zero este valoarea rezistenței R25 măsurată de termostatorul NTC la temperatura de referință de 25 ° C, această valoare de rezistență este valoarea rezistenței nominale a termostatorului NTC. De obicei, valoarea rezistenței termistorului NTC se referă și la această valoare.

Constanta materialului (indice termic) B

Valoarea B este definită ca:

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

RT1: Rezistența de putere zero la temperatura T1 (K).

RT2: Rezistența de putere zero la temperatura T2 (K).

T1 și T2: două temperaturi specificate (K).

Pentru termostandurile NTC utilizate în mod obișnuit, valoarea B este de obicei între 2000K și 6000K.

Coeficientul de temperatură al rezistenței de putere zero (αT)

La o temperatură specificată, variația relativă a valorii rezistenței de putere a mecanicului NTC este proporția variației de temperatură care provoacă această schimbare.

αT : coeficientul de temperatură al rezistenței de putere zero la temperatura T (K).

RT: Rezistența de putere zero la temperatura T (K).

T: Temperatură (T).

B: constanta materialului.

Factor de dispersie (δ)

La o temperatură de mediu specificată, coeficientul de dispersie al termistorului NTC este raportul dintre schimbările de putere dispersate în rezistență și schimbările de temperatură corespunzătoare rezistenței.

δ: NTC coeficientul de dispersie a termistorului, （ mW/ K ）。

P: Puterea consumată de un termostor NTC (mW).

<unk>T: NTC termistor consumă puterea <unk>P, schimbarea de temperatură corespunzătoare a rezistenței (K).

Constanta timpului de căldură (τ)

În condiții de putere zero, atunci când temperatura se schimbă, temperatura termistului se schimbă cu 63,2% din timpul necesar pentru a începe două diferențe de temperatură, constanta timpului de căldură fiind proporțională cu capacitatea termică a termistului NTC și invers proporțională cu coeficientul de difuzie.

τ: Constanta de timp cald (S).

C: Capacitatea termică a termistorului NTC.

δ: coeficientul de dispersie al termostorului NTC.

Putere nominală Pn

În condițiile tehnice specificate, puterea permisă pentru funcționarea continuă a termistorului pe termen lung. La această putere, temperatura rezistenței nu depășește temperatura sa maximă de funcționare.

Temperatura maximă de lucru Tmax

În condițiile tehnice specificate, termistorul poate funcționa continuu pe termen lung la temperatura maximă permisă. Adică:

T0 - temperatura mediului.

Puterea de măsurare Pm

La temperatura de mediu specificată, schimbarea rezistenței cauzată de încălzirea curentului de măsurare în raport cu eroarea totală de măsurare poate ignora puterea consumată în timp.

În general, schimbarea rezistenței este mai mare de 0,1%, atunci puterea de măsurare Pm este:

Caracteristici ale temperaturii rezistenței

Caracteristicile de temperatură ale termistorului NTC pot fi reprezentate aproximativ după cum urmează:

În formă:

RT: Rezistența de putere zero la temperatura T.

R: Factorii legati de proprietățile fizice și dimensiunile geometrice ale materialului termistor.

B: Valoarea B.

T: temperatura (k).

O expresie mai precisă este:

În formă:

RT: Valoarea rezistenței de putere zero a termistorului la temperatura T.

T: pentru temperatura absolută, K；

A, B, C, D: sunt constante specifice.

NTC coeficient de temperatură negativă termistor R-T caracteristici

Aceeași valoare B, diferite valori de rezistență Curba caracteristică R-T

Aceeași valoare de rezistență, diferite valori B NTC Termistor R-T Curba de caracteristici

Termistoare NTC pentru măsurarea şi controlul temperaturii

Structură

Termistoare din seria NTC

Termistoare din sticlă NTC

Schema de aplicare a circuitului

Măsurarea temperaturii (circuitul podului Whiston)

Controlul temperaturii

Proiectarea aplicațiilor

Termometru electronic, calendar electronic, ecran electronic de temperatură, cadouri electronice;

echipamente de încălzire și încălzire termică;

circuite electronice de măsurare a temperaturii pentru automobile;

senzori de temperatură, termometri;

echipamente medicale electronice, echipamente de toaletă electronice;

Baterii de telefon mobil și încărcatoare.