Technické informácie

1. Základné definície a pracovné princípy

Čo je NTC termistor?

       ■   Definícia:Termistor s negatívnym teplotným koeficientom (NTC) je polovodičová keramická súčiastka, ktorej odpor klesáexponenciálneso zvyšujúcou sa teplotou. Široko sa používa na meranie teploty, teplotnú kompenzáciu a potlačenie nárazového prúdu.

        ■   Princíp fungovania:Materiály vyrobené z oxidov prechodných kovov (napr. mangán, kobalt, nikel) menia koncentráciu nosičov náboja v ňom pri zmenách teploty, čo vedie k zmene odporu.

Porovnanie typov teplotných senzorov

Typ	Princíp	Výhody	Nevýhody
NTC	Odpor sa mení s teplotou	Vysoká citlivosť, nízke náklady	Nelineárny výstup
RTD	Odpor kovu sa mení s teplotou	Vysoká presnosť, dobrá linearita	Vysoká cena, pomalá odozva
Termočlánok	Termoelektrický jav (napätie generované teplotným rozdielom)	Široký teplotný rozsah (-200 °C až 1800 °C)	Vyžaduje kompenzáciu studeného spoja, slabý signál
Digitálny snímač teploty	Prevádza teplotu na digitálny výstup	Jednoduchá integrácia s mikrokontrolérmi, vysoká presnosť	Obmedzený teplotný rozsah, vyššie náklady ako NTC
LPTC (lineárny PTC)	Odpor sa lineárne zvyšuje s teplotou	Jednoduchý lineárny výstup, vhodný na ochranu pred prehriatím	Obmedzená citlivosť, užší rozsah použitia

2. Kľúčové výkonnostné parametre a terminológia

Základné parametre

       ■   Menovitý odpor (R25):

Nulový odpor pri 25 °C sa bežne pohybuje od 1 kΩ do 100 kΩ.XIXITRONICSje možné prispôsobiť tak, aby spĺňalo požiadavky 0,5～5000kΩ

       ■Hodnota B (tepelný index):

Definícia: B = (T1·T2)/(T2-T1) · ln(R1/R2), čo udáva citlivosť odporu na zmeny teploty (jednotka: K).
                       Bežný rozsah hodnôt B: 3000K až 4600K (napr. B25/85=3950K)
XIXITRONICS je možné prispôsobiť tak, aby spĺňal požiadavky na teplotu 2500～5000K

       ■   Presnosť (tolerancia):

Odchýlka hodnoty odporu (napr. ±1 %, ±3 %) a presnosť merania teploty (napr. ±0,5 °C).
XIXITRONICS je možné prispôsobiť tak, aby spĺňal toleranciu ±0,2 ℃ v rozsahu od 0 ℃ do 70 ℃, pričom najvyššia presnosť môže dosiahnuť 0,05℃.

       ■Disipačný faktor (δ):

Parameter označujúci účinky samoohrevu, meraný v mW/°C (nižšie hodnoty znamenajú menšie samoohrev).

       ■Časová konštanta (τ):

Čas potrebný na to, aby termistor zareagoval na 63,2 % zmenu teploty (napr. 5 sekúnd vo vode, 20 sekúnd na vzduchu).

Technické termíny

        ■   Steinhartova-Hartova rovnica:

Matematický model opisujúci vzťah medzi odporom a teplotou termistorov NTC:

(T: Absolútna teplota, R: Odpor, A/B/C: Konštanty)

       ■   α (teplotný koeficient):

Rýchlosť zmeny odporu na jednotku zmeny teploty:

       ■   Tabuľka RT (Tabuľka odporu a teploty):

Referenčná tabuľka zobrazujúca štandardné hodnoty odporu pri rôznych teplotách, používaná na kalibráciu alebo návrh obvodu.

3. Typické aplikácie termistorov NTC

Oblasti použitia

        1. Meranie teploty:

                     o   Domáce spotrebiče (klimatizácie, chladničky), priemyselné zariadenia, automobilový priemysel (monitorovanie teploty batériových blokov/motorov).

       2. Teplotná kompenzácia:

                     oKompenzácia teplotného driftu v iných elektronických súčiastkach (napr. kryštálové oscilátory, LED diódy).

       3. Potlačenie nárazového prúdu:

                     oVyužitie vysokej odolnosti voči nízkym teplotám na obmedzenie nárazového prúdu počas spustenia.

Príklady návrhu obvodov

•   Obvod deliča napätia:

(Teplota sa vypočíta odčítaním napätia pomocou ADC.)

       •   Metódy linearizácie:

Pridanie pevných rezistorov sériovo/paralelne na optimalizáciu nelineárneho výstupu NTC (vrátane referenčných schém zapojenia).

4. Technické zdroje a nástroje

Bezplatné zdroje

•Dátové listy:Uveďte podrobné parametre, rozmery a testovacie podmienky.

•Šablóna tabuľky RT v Exceli (PDF): Umožňuje zákazníkom rýchlo vyhľadať hodnoty teplotnej odolnosti.

•Poznámky k aplikácii:

                     oKonštrukčné aspekty pre NTC v teplotnej ochrane lítiových batérií

                     oZlepšenie presnosti merania teploty NTC pomocou softvérovej kalibrácie

Online nástroje

       • Kalkulačka hodnoty B:Zadajte T1/R1 a T2/R2 na výpočet hodnoty B.

       •Nástroj na prepočet teploty: Vstupný odpor na dosiahnutie zodpovedajúcej teploty (podporuje Steinhartovu-Hartovu rovnicu).

5. Tipy pre dizajn (pre inžinierov)

• Vyhnite sa chybám spôsobeným samovoľným ohrevom:Uistite sa, že prevádzkový prúd je nižší ako maximálna hodnota uvedená v technickom liste (napr. 10 μA).

• Ochrana životného prostredia:Pre vlhké alebo korozívne prostredie použite NTC snímače s enkapsulovaným sklom alebo epoxidovým povlakom.

• Odporúčania pre kalibráciu:Zlepšite presnosť systému vykonaním dvojbodovej kalibrácie (napr. 0 °C a 100 °C).

6.Často kladené otázky (FAQ)

1. Otázka: Aký je rozdiel medzi termistormi NTC a PTC?

                     o   A: Termistory PTC (s kladným teplotným koeficientom) zvyšujú odpor s teplotou a bežne sa používajú na ochranu pred nadprúdom, zatiaľ čo termistory NTC sa používajú na meranie a kompenzáciu teploty.

2. Otázka: Ako vybrať správnu hodnotu B?

                     o   A: Vysoké hodnoty B (napr. B25/85=4700K) ponúkajú vyššiu citlivosť a sú vhodné pre úzke teplotné rozsahy, zatiaľ čo nízke hodnoty B (napr. B25/50=3435K) sú lepšie pre široké teplotné rozsahy.

3. Otázka: Ovplyvňuje dĺžka drôtu presnosť merania?

                     oA: Áno, dlhé vodiče predstavujú dodatočný odpor, ktorý je možné kompenzovať 3-vodičovým alebo 4-vodičovým zapojením.