NTC-термистор

В этой статье мы рассмотрим NTC-термистор, его основные характеристики, принцип работы, области применения и преимущества. Вы узнаете, как выбрать подходящий NTC-термистор для вашего проекта, какие факторы учитывать при расчете и какие существуют типовые решения. Мы также обсудим различные типы NTC-термисторов, их различия и особенности. Эта статья предназначена для инженеров, технических специалистов и всех, кто интересуется температурными датчиками и их применением в электронике.

Что такое NTC-термистор?

NTC-термистор (Negative Temperature Coefficient thermistor) – это резистор, сопротивление которого уменьшается при повышении температуры. Это ключевая характеристика, которая отличает их от других типов термисторов и резисторов. NTC-термисторы изготавливаются из полупроводниковых материалов, таких как оксиды металлов (например, никеля, марганца, кобальта, меди или железа).

Принцип работы NTC-термистора

Принцип работы основан на изменении проводимости полупроводникового материала в зависимости от температуры. При повышении температуры количество свободных носителей заряда (электронов) в материале увеличивается, что приводит к снижению сопротивления. Эта зависимость обычно нелинейна, и ее можно описать уравнением Штейнхарта – Харта.

Основные характеристики NTC-термисторов

Для выбора подходящего NTC-термистора необходимо учитывать ряд параметров:

Номинальное сопротивление (R₂₅)

Это сопротивление NTC-термистора при температуре 25°C (обычно измеряется в килоомах или омах). Этот параметр является ключевым для определения чувствительности датчика.

B-параметр (B_25/50)

B-параметр характеризует чувствительность NTC-термистора к изменению температуры. Он показывает, насколько быстро меняется сопротивление при изменении температуры. Высокое значение B-параметра указывает на большую чувствительность.

Диапазон рабочих температур

Важно учитывать максимальную и минимальную рабочие температуры NTC-термистора, чтобы обеспечить его надежную работу в конкретных условиях.

Допустимая рассеиваемая мощность

Этот параметр определяет максимальную мощность, которую NTC-термистор может рассеивать без повреждения.

Временная константа

Время, необходимое NTC-термистору для достижения 63,2% от изменения температуры после скачкообразного изменения температуры. Влияет на скорость отклика датчика.

Типы корпусов

NTC-термисторы доступны в различных корпусах, таких как дисковые, стеклянные, SMD (для поверхностного монтажа) и другие. Выбор корпуса зависит от области применения и условий эксплуатации.

Области применения NTC-термисторов

NTC-термисторы находят широкое применение в различных областях:

Измерение температуры

Для мониторинга температуры в различных устройствах, таких как холодильники, кондиционеры, компьютеры, медицинское оборудование и промышленные системы. Пример использования: Датчики температуры в ООО Чунцин Госинь Электроникс.

Защита от перегрева

Для защиты электронных компонентов и устройств от перегрева. Например, защита двигателей, трансформаторов и других чувствительных устройств.

Компенсация температуры

Для компенсации изменений сопротивления в других электронных компонентах, таких как кварцевые резонаторы или потенциометры.

Ограничение пускового тока

Используются для ограничения пускового тока в блоках питания, лампах накаливания и других устройствах. Ограничение пускового тока способствует увеличению срока службы оборудования.

Преимущества и недостатки NTC-термисторов

Преимущества:

• Высокая чувствительность к изменениям температуры.
• Широкий диапазон рабочих температур.
• Небольшой размер и низкая стоимость.
• Простота интеграции в электронные схемы.

Недостатки:

• Нелинейная зависимость сопротивления от температуры.
• Требуется калибровка для точных измерений.
• Возможность саморазогрева при прохождении тока.

Выбор и расчет NTC-термистора

При выборе NTC-термистора необходимо учитывать следующие факторы:

Диапазон измеряемых температур

Убедитесь, что рабочий диапазон NTC-термистора соответствует диапазону измеряемых температур.

Точность измерений

Определите требуемую точность измерений и выберите NTC-термистор с соответствующими параметрами.

Условия эксплуатации

Учитывайте условия окружающей среды, такие как влажность, вибрация и наличие агрессивных веществ.

Расчет

Расчет NTC-термистора включает в себя определение номинального сопротивления (R₂₅), B-параметра и расчет сопротивления при различных температурах. Для этого можно использовать уравнение Штейнхарта – Харта:

1/T = A + B*ln(R) + C*(ln(R))³

Где:

• T - температура в Кельвинах
• R - сопротивление NTC-термистора
• A, B, C - коэффициенты, определяемые для конкретного NTC-термистора.

Типы NTC-термисторов

Существуют различные типы NTC-термисторов, отличающиеся по конструкции, материалам и характеристикам:

Дисковые NTC-термисторы

Используются для измерения температуры и защиты от перегрева.

Стеклянные NTC-термисторы

Обладают высокой стабильностью и используются в прецизионных измерениях.

SMD NTC-термисторы

Предназначены для поверхностного монтажа на печатные платы.

Термисторы для ограничения пускового тока

Используются для ограничения пускового тока в различных устройствах.

Примеры применения

Рассмотрим несколько конкретных примеров применения NTC-термисторов:

Измерение температуры в холодильнике

NTC-термистор используется для контроля температуры внутри холодильника и поддержания заданного температурного режима.

Защита двигателя от перегрева

NTC-термистор устанавливается в обмотке двигателя и отключает питание при превышении допустимой температуры.

Ограничение пускового тока в блоке питания

NTC-термистор ограничивает пусковой ток при включении блока питания, защищая его компоненты от повреждения.

Заключение

NTC-термисторы – это незаменимые компоненты в современной электронике, обеспечивающие точные измерения температуры, защиту от перегрева и ограничение пускового тока. Правильный выбор и применение NTC-термистора – залог надежной и эффективной работы электронного устройства.

Для получения более подробной информации и консультаций по выбору NTC-термисторов, пожалуйста, обращайтесь к специалистам.