Principio de funcionamiento del Termistor de coeficiente de temperatura negativo NTC

NTC es la abreviatura de coeficiente de temperatura negativo, que significa coeficiente de temperatura negativo, generalmente se refiere a materiales semiconductores o componentes con un gran coeficiente de temperatura negativo. el llamado Termistor NTC es un Termistor con coeficiente de temperatura negativo. Está hecho de óxidos metálicos como manganeso, cobalto, níquel y cobre como materiales principales, utilizando procesos cerámicos. Estos materiales de óxido metálico tienen propiedades semiconductoras, ya que son completamente similares a los materiales semiconductores como germanio y silicio en la forma de conducción eléctrica. A bajas temperaturas, el número de transportistas (electrones y agujeros) de estos materiales de óxido es pequeño, por lo que su resistencia es alta; A medida que aumenta la temperatura, el número de transportistas aumenta, por lo que el valor de Resistencia disminuye. El rango de variación de los termistores NTC a temperatura ambiente es de 100 a 1000000 ohm, con un coeficiente de temperatura de - 2% ~ 6,5%. Los termistores NTC se pueden utilizar ampliamente en la medición de temperatura, el control de temperatura, la compensación de temperatura y otros aspectos.

Composición de la resistencia térmica del coeficiente de temperatura negativo NTC

NTC (negative temperature coefficient) se refiere a los fenómenos y materiales de resistencias térmicas con un coeficiente de temperatura negativo que disminuyen exponencialmente a medida que aumenta la temperatura. este material es cerámica semiconductora hecha utilizando dos o más óxidos metálicos, como manganeso, cobre, silicio, cobalto, hierro, níquel y zinc, para una mezcla adecuada, moldeo, sinterización, etc., para hacer resistencias térmicas con un coeficiente de temperatura negativo (ntc). su resistencia eléctrica y constante del material varían con la proporción de composición del material, la atmósfera de sinterización, la temperatura de sinterización y el Estado estructural. ahora también aparecen resistencias térmicas no oxidadas representadas por carburo de silicio, selenio de estaño, nitruro de tantalio, etc.

La mayoría de las porcelanas semiconductoras térmicas NTC son cerámicas de óxido con estructura de Espinel u otra estructura, con un coeficiente de temperatura negativo, y el valor de la resistencia se puede expresar aproximadamente como:

En la fórmula rt y rt0 son los valores de resistencia a la temperatura T y t0, respectivamente, y Bin es la constante del material. los propios granos cerámicos cambian la resistencia debido a los cambios de temperatura, que están determinados por las características de los semiconductores.

El rendimiento más importante de la sensibilidad térmica del coeficiente de temperatura negativa de NTC es la vida útil.

El Termistor NTC de larga vida es una mejora de la comprensión del Termistor NTC y enfatiza la importancia de la vida útil de la resistencia. Lo más importante de los termistores NTC es su vida útil, que sigue funcionando de manera estable durante mucho tiempo después de resistir todo tipo de pruebas de alta precisión, alta sensibilidad, alta fiabilidad, súper alta temperatura y alta presión.
La vida útil es una propiedad importante del Termistor ntc, que tiene una relación dialéctica con otros parámetros como precisión y sensibilidad. Un producto de resistencia NTC debe tener una larga vida útil primero para garantizar el rendimiento de otras propiedades; La excelencia de otras propiedades depende de que el proceso de producción alcance un cierto nivel técnico, lo que hace posible la larga vida de ntc.
Muchos productos electrónicos de alta tecnología, en uht, uhv y otras condiciones adversas, requieren que los termistores desempeñen funciones estables de control de temperatura y medición de temperatura. la mayoría de los fabricantes persiguen ciegamente el rendimiento estable de las propiedades convencionales, como la precisión, sensibilidad y valor de deriva de los termistores ntc, ignorando la vida útil de la resistencia eléctrica, lo que afecta el uso de los productos electrónicos porque NTC no puede funcionar durante mucho tiempo. De esta manera, toda la precisión, sensibilidad, resistencia a altas temperaturas, etc., se vuelven inútiles.

NTC coeficiente de temperatura negativo historia del Termistor

El desarrollo de los termistores NTC ha pasado por una larga etapa. en 1834, los científicos descubrieron por primera vez que el sulfuro de plata tenía propiedades de coeficiente de temperatura negativo. en 1930, los científicos descubrieron que el óxido cuproso - óxido de cobre también tenía propiedades de coeficiente de temperatura negativo y las utilizaron con éxito en circuitos de compensación de temperatura de instrumentos aeronáuticos. posteriormente, debido al desarrollo continuo de la tecnología de transistor, la investigación de los termistores desarrolló los termistores NTC en 1960.

NTC coeficiente de temperatura negativo rango de temperatura del Termistor

Su rango de medición es generalmente de - 10 ~ + 300 ℃, que también puede lograr - 200 ~ + 10 ℃, e incluso se puede utilizar para medir la temperatura en un ambiente de + 300 ~ + 1200 ℃.

El termómetro de resistencia térmica con coeficiente de temperatura negativo puede alcanzar una precisión de 0,1 ° C y un tiempo de detección de temperatura inferior a 10 S. no solo es adecuado para termómetros de granero, sino también para la medición de temperatura en almacenamiento de alimentos, medicina e higiene, campos científicos, océanos, pozos profundos, altura, glaciares, etc.

El libro del Tesoro de los termistores NTC es el primer libro electrónico profesional de la industria, que contiene todo tipo de conocimientos involucrados en los termistores NTC y es un libro de referencia indispensable para los profesionales. El contenido específico es el siguiente:

El principio de funcionamiento, el tipo, la representación simbólica, la representación del modelo, la introducción del cable y la explicación detallada de los términos técnicos del Termistor ntc.

Cómo determinar el tipo de Termistor NTC necesario, el entorno de aplicación, la precisión, la sensibilidad, la estabilidad y el rango lineal en la aplicación práctica.

Aplicación del Termistor NTC en la lectura de la temperatura del tapón de la botella de vino tinto, inodoro inteligente y sensor de temperatura del refrigerante.

Cómo realizar una simple prueba de resistencia y fiabilidad del Termistor NTC[2]

NTC término técnico para termistores con coeficiente de temperatura negativo

Resistencia de potencia cero RT (omega)

RT se refiere al valor de resistencia medido utilizando una potencia de medición que causa un cambio en el valor de resistencia en relación con el error de medición total al especificar la temperatura T.

La relación entre el valor de resistencia y el cambio de temperatura es:

RT = RN expB(1/T – 1/TN)

Rt: resistencia térmica NTC a la temperatura T (k).

Rn: resistencia térmica NTC a la temperatura nominal TN (k).

T: temperatura prescrita (k).

B: constante de material del Termistor ntc, también conocido como índice térmico.

Exp: índice con el número natural e como base (e = 271.828...).

La relación es una fórmula empírica que solo tiene cierta precisión en un rango limitado de la temperatura nominal TN o la resistencia nominal rn, porque la constante de material B en sí también es una función de la temperatura T.

Resistencia nominal de potencia cero r25 (omega)

De acuerdo con la norma nacional, el valor nominal de resistencia de potencia cero es el valor de resistencia r25 medido por el Termistor NTC a una temperatura de referencia de 25 ° c. este valor de resistencia es el valor nominal de Resistencia del Termistor ntc. Por lo general, la resistencia del Termistor NTC también se refiere a este valor.

Constante de material (índice térmico) valor b (k)

El valor B se define como:

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

Rt1: valor de resistencia de potencia cero a temperatura T1 (k).

Rt2: valor de resistencia de potencia cero a la temperatura T2 (k).

T1, t2: dos temperaturas designadas (k).

Para los termistores NTC de uso común, el rango de valor B es generalmente entre 2000k y 6000k.

Coeficiente de temperatura de resistencia de potencia cero (alfa t)

A la temperatura prescrita, la relación entre el cambio relativo del valor de la resistencia de potencia cero del Termistor NTC y el valor del cambio de temperatura que causa el cambio.

Alfa t: coeficiente de temperatura de resistencia de potencia cero a la temperatura T (k).

Rt: valor de resistencia de potencia cero a la temperatura T (k).

T: temperatura (t).

B: constante de material.

Coeficiente de disipación (delta)

A la temperatura ambiente prescrita, el coeficiente de disipación del Termistor NTC es la relación entre el cambio de potencia disipado en la resistencia y el cambio de temperatura correspondiente al cuerpo de la resistencia.

Delta: coeficiente de disipación del Termistor ntc, （ mW/ K ）。

△ p: potencia consumida por el Termistor NTC (mw).

△ cuando el Termistor NTC consume la potencia△ p, el cambio de temperatura correspondiente del cuerpo de Resistencia (k).

Constante de tiempo térmico (tau)

En condiciones de Potencia cero, cuando la temperatura cambia repentinamente, la temperatura del Termistor cambia el tiempo necesario cuando la diferencia de temperatura entre las dos primeras es del 63,2%, y la constante de tiempo térmico es proporcional a la capacidad térmica del Termistor NTC y inversamente proporcional a su coeficiente de disipación.

Tau: constante de tiempo térmico (s).

C: capacidad térmica del Termistor ntc.

Delta: coeficiente de disipación del Termistor ntc.

Potencia nominal PN

La Potencia permitida por el trabajo continuo a largo plazo de los termistores en las condiciones técnicas prescritas. A esta potencia, la temperatura del cuerpo de resistencia en sí no supera su temperatura máxima de funcionamiento.

Temperatura máxima de funcionamiento TMAX

En las condiciones técnicas prescritas, el Termistor puede funcionar continuamente durante mucho tiempo a la temperatura máxima permitida. Es decir:

T0 - temperatura ambiente.

Medición de la Potencia pm

A la temperatura ambiente prescrita, la variación de la resistencia causada por el calentamiento de la corriente de medición de la resistencia puede ignorar la Potencia consumida por el tiempo en relación con el error total de medición.

En general, se requiere un cambio de resistencia superior al 0,1%, entonces la Potencia de medición PM en este momento es:

Características de la temperatura de la resistencia

Las características de temperatura del Termistor NTC se pueden expresar aproximadamente de la siguiente manera:

En la fórmula:

Rt: valor de resistencia de potencia cero a la temperatura T.

R: coeficiente relacionado con las propiedades físicas y el tamaño geométrico del material del termistor.

B: valor B.

T: temperatura (k).

La expresión más precisa es:

En la fórmula:

Rt: valor de resistencia de potencia cero del Termistor a la temperatura T.

T: es el valor de temperatura absoluta, K；

A, b, c, d: es una constante específica.

NTC coeficiente de temperatura negativo resistencia térmica característica R - T

Diagrama esquemático de la curva característica R - T con el mismo valor B y diferentes valores de Resistencia

Esquema de la curva característica R - T de los termistores NTC con el mismo valor de resistencia y diferentes valores B

Termistores NTC para medición y control de temperatura

Estructura de la forma

Resistencia térmica NTC de la serie de encapsulamiento Epóxido

Serie de termoresistas NTC encapsulados en vidrio

Esquema del Circuito de aplicación

Medición de la temperatura (circuito del puente wheeler)

Control de temperatura

Diseño de aplicaciones

Termómetro electrónico, calendario electrónico, pantalla de temperatura del reloj electrónico, regalo electrónico;

Equipos de refrigeración y calefacción, electrodomésticos de temperatura constante de calefacción;

Circuito electrónico de medición y control de temperatura del automóvil;

Sensor de temperatura, medidor de temperatura;

Equipos electrónicos médicos, equipos electrónicos de baño;

Baterías de teléfonos móviles y electrodomésticos de carga.