Technické informace

1. Základní definice a pracovní principy

Co je to NTC termistor?

       ■   Definice:Termistor s negativním teplotním koeficientem (NTC) je polovodičová keramická součástka, jejíž odpor klesáexponenciálněs rostoucí teplotou. Široce se používá pro měření teploty, teplotní kompenzaci a potlačení nárazového proudu.

        ■   Princip fungování:Materiály vyrobené z oxidů přechodných kovů (např. manganu, kobaltu, niklu) mění koncentraci nosičů náboje v materiálu změnami teploty, což vede ke změně jeho odporu.

Porovnání typů teplotních senzorů

Typ	Princip	Výhody	Nevýhody
NTC	Odpor se mění s teplotou	Vysoká citlivost, nízká cena	Nelineární výstup
RTD	Odpor kovu se mění s teplotou	Vysoká přesnost, dobrá linearita	Vysoká cena, pomalá odezva
Termočlánek	Termoelektrický jev (napětí generované teplotním rozdílem)	Široký teplotní rozsah (-200 °C až 1800 °C)	Vyžaduje kompenzaci studeného konce, slabý signál
Digitální teplotní senzor	Převádí teplotu na digitální výstup	Snadná integrace s mikrokontroléry, vysoká přesnost	Omezený teplotní rozsah, vyšší cena než NTC
LPTC (lineární PTC)	Odpor se lineárně zvyšuje s teplotou	Jednoduchý lineární výstup, vhodný pro ochranu proti přehřátí	Omezená citlivost, užší rozsah použití

2. Klíčové výkonnostní parametry a terminologie

Základní parametry

       ■   Jmenovitý odpor (R25):

Nulový odpor při 25 °C se běžně pohybuje v rozmezí od 1 kΩ do 100 kΩ.XIXITRONICSlze přizpůsobit pro splnění 0,5～5000kΩ

       ■Hodnota B (tepelný index):

Definice: B = (T1·T2)/(T2-T1) · ln(R1/R2), udávající citlivost odporu na změny teploty (jednotka: K).
                       Běžný rozsah hodnot B: 3000K až 4600K (např. B25/85=3950K)
XIXITRONICS lze přizpůsobit tak, aby splňoval požadavky na teplotu 2500 až 5000 K

       ■   Přesnost (tolerance):

Odchylka hodnoty odporu (např. ±1 %, ±3 %) a přesnost měření teploty (např. ±0,5 °C).
XIXITRONICS lze přizpůsobit tak, aby splňoval přesnost ±0,2 ℃ v rozsahu 0 ℃ až 70 ℃, s nejvyšší přesností 0,05℃.

       ■Ztrátový činitel (δ):

Parametr udávající účinky samoohřevu, měřený v mW/°C (nižší hodnoty znamenají menší samoohřev).

       ■Časová konstanta (τ):

Doba potřebná k tomu, aby termistor reagoval na 63,2 % změny teploty (např. 5 sekund ve vodě, 20 sekund na vzduchu).

Technické termíny

        ■   Steinhartova-Hartova rovnice:

Matematický model popisující vztah mezi odporem a teplotou termistorů NTC:

(T: Absolutní teplota, R: Odpor, A/B/C: Konstanty)

       ■   α (teplotní koeficient):

Rychlost změny odporu na jednotku změny teploty:

       ■   Tabulka RT (tabulka odporu a teploty):

Referenční tabulka zobrazující standardní hodnoty odporu při různých teplotách, používaná pro kalibraci nebo návrh obvodů.

3. Typické aplikace termistorů NTC

Oblasti použití

        1. Měření teploty:

                     o   Domácí spotřebiče (klimatizace, ledničky), průmyslová zařízení, automobilový průmysl (monitorování teploty baterií/motorů).

       2. Teplotní kompenzace:

                     oKompenzace teplotního driftu v jiných elektronických součástkách (např. krystalové oscilátory, LED diody).

       3. Potlačení zapínacího proudu:

                     ÓVyužití vysoké odolnosti proti nízkým teplotám k omezení nárazového proudu během spouštění napájení.

Příklady návrhu obvodů

•   Obvod děliče napětí:

(Teplota se vypočítává odečtem napětí pomocí ADC.)

       •   Metody linearizace:

Přidání pevných rezistorů sériově/paralelně pro optimalizaci nelineárního výstupu NTC (včetně referenčních schémat zapojení).

4. Technické zdroje a nástroje

Bezplatné zdroje

•Datové listy:Uveďte podrobné parametry, rozměry a zkušební podmínky.

•Šablona tabulky RT v Excelu (PDF): Umožňuje zákazníkům rychle vyhledat hodnoty teplotní odolnosti.

•Poznámky k aplikaci:

                     oKonstrukční aspekty pro NTC v teplotní ochraně lithiových baterií

                     oZlepšení přesnosti měření teploty NTC pomocí softwarové kalibrace

Online nástroje

       • Kalkulačka hodnoty B:Zadejte T1/R1 a T2/R2 pro výpočet hodnoty B.

       •Nástroj pro převod teploty: Vstupní odpor pro získání odpovídající teploty (podporuje Steinhartovu-Hartovu rovnici).

5. Tipy pro návrh (pro inženýry)

• Zabraňte chybám způsobeným samoohříváním:Ujistěte se, že provozní proud je nižší než maximum uvedené v datovém listu (např. 10 μA).

• Ochrana životního prostředí:Pro vlhké nebo korozivní prostředí použijte NTC senzory zapouzdřené ve skleněném pouzdře nebo s epoxidovým povlakem.

• Doporučení pro kalibraci:Zlepšete přesnost systému provedením dvoubodové kalibrace (např. 0 °C a 100 °C).

6.Často kladené otázky (FAQ)

1. Otázka: Jaký je rozdíl mezi termistory NTC a PTC?

                     o   A: Termistory PTC (s kladným teplotním koeficientem) zvyšují odpor s teplotou a běžně se používají k ochraně proti nadproudu, zatímco termistory NTC se používají k měření a kompenzaci teploty.

2. Otázka: Jak vybrat správnou hodnotu B?

                     o   A: Vysoké hodnoty B (např. B25/85=4700K) nabízejí vyšší citlivost a jsou vhodné pro úzké teplotní rozsahy, zatímco nízké hodnoty B (např. B25/50=3435K) jsou lepší pro široké teplotní rozsahy.

3. Otázka: Ovlivňuje délka drátu přesnost měření?

                     oA: Ano, dlouhé vodiče vytvářejí dodatečný odpor, který lze kompenzovat 3vodičovým nebo 4vodičovým připojením.