NTC-терморезиторы (термисторы) от компании Sencera
NTC-терморезисторы (термисторы) от компании Sencera
Терморезисторы (термисторы) — это полупроводниковые элементы, сопротивление которых логарифмически зависит от температуры. Существуют терморезисторы с отрицательным (NTC) и положительным (PTC) температурным коэффициентом. В первом случае сопротивление уменьшается с увеличением температуры, во втором случае — увеличивается.
Не следует путать терморезисторы с термосопротивлениями (термометрами сопротивления, RTD). Термосопротивления имеют практически линейную зависимость R(T), работают в более широком диапазоне температур, превосходят терморезисторы по надежности и повторяемости, однако их стоимость значительно выше по сравнению с терморезисторами.
NTC-терморезисторы от компании Sencera — это бюджетные датчики для работы с температурами до +110 °C. Выпускаются SMD-датчики и элементы для монтажа в отверстия с жесткими или гибкими выводами.
СЕРИЯ CT — ТЕРМОРЕЗИСТОРЫ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО МОНТАЖА
Миниатюрные элементы для поверхностного монтажа, которые выпускаются в корпусах трех типов — 1206, 0805 и 0603.
| Обозначение | Размер, мм |
| 1206 | 3.2 x 1.6 |
| 0805 | 2.0 x 1.25 |
| 0603 | 1.6 x 0.8 |
Коэффициент рассеяния составляет 1 мВ/°С, а постоянная времени t = 7 сек. Другие характеристики термисторов серии CT представлены в таблице.
| Термистор | Номинальное сопротивление при t = 25°C, кОм |
B (при t=25°C — 85°C), K |
Разброс номинального сопротивления |
| СT302В1 | 3 | 3510 |
1% |
| СT302В3 | 3% | ||
| СT302В5 | 5% | ||
| СT502С1 | 5 | 3324 |
1% |
| СT502С3 | 3% | ||
| СT502С4 | 5% | ||
| СT103C1 | 10 | 3435 | 1% |
| СT103C3 | 3% | ||
| СT103C5 | 5% | ||
| CT103D1 | 10 | 3950 |
1% |
| CT103D3 | 3% | ||
| CT103D5 | 5% | ||
| CT203D1 | 20 | 1% | |
| CT203D3 | 3% | ||
| CT203D5 | 5% | ||
| CT473D1 | 47 | 3965 |
1% |
| CT473D3 | 3% | ||
| CT473D5 | 5% | ||
| CT104D1 | 100 | 4040 |
1% |
| CT104D3 | 3% | ||
| CT104D5 | 5% |
СЕРИЯ TS — ТЕРМОРЕЗИСТОРЫ С ДЛИННЫМИ ГИБКИМИ ВЫВОДАМИ
Терморезисторы серии TS представляют собой «бусинки», покрытые гипоксидной смолой и оснащенные двумя гибкими изолированными выводами, оголенными на конце.
L = 100±3 мм
W = 1,6 мм (максимум)
Рабочий температурный диапазон серии TS — от -40 до +90 °C.
Коэффициент рассеяния составляет 0.7 мВ/°С, постоянная времени t = 3.2 .. 3.4 сек. Другие характеристики термисторов серии TS представлены в таблице.
| Термистор | Номинальное сопротивление при t = 25°C, кОм |
Коэффициент температурной чувствительности B (при t=25°C — 85°C), K |
Разброс номинального сопротивления |
| TS212D3 | 2.1 | 3850 | 3% |
| TS402B3 | 4.0 | 3100 | 3% |
| TS582D3 | 5.8 | 3641 | 3% |
| TS902C3 | 9.0 | 3470 | 3% |
| TS103C1 | 10.0 | 3435 | 1% |
| TS103C3 | 3% | ||
| TS103C5 | 5% | ||
| TS203D | 20.0 | 3950 | 3% |
| TS303D | 30.0 | 3950 | 3% |
| TS403D | 40.0 | 3525 | 3% |
| TS413D | 41.0 | 3435 | 3% |
| TS503D1 | 50.0 | 3965 | 1% |
| TS503D3 | 3% | ||
| TS503D5 | 5% | ||
| TS593D | 59.0 | 3617 | 3% |
| TS833D | 83.0 | 4013 | 3% |
| TS104D | 100 | 4040 | 3% |
| TS224D | 220 | 4021 | 3% |
| TS234D | 230 | 4274 | 3% |
СЕРИИ HAT И HT — ТЕРМОРЕЗИСТОРЫ С ЖЕСТКИМИ ВЫВОДАМИ
Терморезисторы серии HAT и HT имеют два жестких вывода и предназначены для ручного монтажа на плату.
Главное отличие датчиков HAT и HT — размеры элемента.
Кроме того, эти серии еще отличаются рядом электрических характеристик. Например, коэффициент рассеяния для серии HAT составляет 3 мВ/°C, а для серии HT — 2 мВ/°C; постоянная температуры для HAT составляет 12 секунд, а для HT — 15 секунд. Другие характеристики элементов приведены в таблице.
| Термистор | Номинальное сопротивление при t = 25°C, кОм |
Коэффициент температурной чувствительности B (при t = 25°C .. 85°C), K |
Разброс номинального сопротивления |
Рабочий температурный диапазон |
| HAT102B1 | 1 | 3100 | 1% | -50 … +90°C |
| HAT102B3 | 3% | |||
| HAT102B5 | 5% | |||
| HT102B1 | 1% | |||
| HT102B3 | 3% | |||
| HT102B5 | 5% | |||
| HAT202B1 | 2 | 3182 | 1% | |
| HAT202B3 | 3% | |||
| HAT202B5 | 5% | |||
| HT202B1 | 1% | |||
| HT202B3 | 3% | |||
| HT202B5 | 5% | |||
| HAT502C1 | 5 | 3324 | 1% | -50 … +110°C |
| HAT502C3 | 3% | |||
| HAT502C5 | 5% | |||
| HT502C1 | 1% | |||
| HT502C3 | 3% | |||
| HT502C5 | 5% | |||
| HAT103C1 | 10 | 3435 | 1% | |
| HAT103C3 | 3% | |||
| HAT103C5 | ||||
| HT103C1 | 1% | |||
| HT103C3 | 3% | |||
| HT103C5 | 5% | |||
| HAT103D1 | 10 | 3977 | 1% | |
| HAT103D3 | 3% | |||
| HAT103D5 | 5% | |||
| HT103D1 | 1% | |||
| HT103D3 | 3% | |||
| HT103D5 | 5% | |||
| HAT203D1 | 20 | 1% | ||
| HAT203D3 | 3% | |||
| HAT203D5 | 5% | |||
| HT203D1 | 1% | |||
| HT203D3 | 3% | |||
| HT203D5 | 5% | |||
| HAT473D1 | 47 | 1% | ||
| HAT473D3 | 3% | |||
| HAT473D5 | 5% | |||
| HT473D1 | 1% | |||
| HT473D3 | 3% | |||
| HT1473D5 | 5% | |||
| HAT503D1 | 50 | 1% | ||
| HAT503D3 | 3% | |||
| HAT503D5 | 5% | |||
| HT503D1 | 1% | |||
| HT503D3 | 3% | |||
| HT503D5 | 5% |
ТЕРМИСТОР. NTC термистор. Позисторы PTC. Gistroy
Измеритель с отрицательным ТКС называют NTC-термистор, где NTC – Negative Temperature Coefficient. При нагревании R полупроводника уменьшается. Это популярный узел среди радиолюбителей, который всегда применяется в создании каких-либо электронных аппаратов. Поэтому его будет полезно рассмотреть подробнее.Принцип работы и все характеристики берут отсчет от свойств при комнатной температуре. Обычно за точку отсчета берется +25 С. При ней у резистора заявленные показатели. Чаще всего используют NTC 10 Ком и 100 Ком. Номинальное R при подогреве может изменяться в тысячу раз. Это касается термодатчиков, произведенных из проводников с плохой проводимостью. Если берут с хорошей, то отношение измеряется в пределах 10.
Зависимость электросопротивления для большинства таких устройств имеет нелинейную прогрессию. Поэтому необходимо иметь таблицу с расписанными данными по взаимосвязи этих показателей. Такие таблицы должны прилагаться к каждому виду терморезисторов. Параметры сопротивления полупроводников со временем практически не изменяются, поэтому их срок службы достаточно велик. Это при условии соблюдения температурного режима, который варьируется от -55 С до +300 С.
NTC-прибор используется в двух случаях: для стабилизации пускового напряжения, точнее для его сглаживания. И в качестве датчика температур, для ее измерения как внутри, так и замер внешних данных. Схема использования при запуске достаточна простая. При скачке пускового напряжения, электроток нагрузки проходит через NTC, который обладает определенным R при +25 С и он не дает большому скачку испортить весь электроприбор. При постепенном подогреве сопротивляемость падает, и оно выравнивается. Это свойство помогает запускать приборы плавно, не боясь перегорания диодных мостов и предохранителей.
Второй вариант использования – это датчик температуры. На основании показаний градуса разогревания можно настроить включение тех или иных элементов, например, электродвигателя, кулера, вентилятора. Также использовать для сигнализирования о перегреве системы или ее компонента. При небольшом значении проходящего электричества, терморезистор не будет нагреваться, а будет показывать градусы окружающей среды. Эта же функция используется в аккумуляторах для ноутбука. К элементу питания примотан такой элемент и при перегреве он подает сигнал, который сразу уменьшает подачу питания.
Полезное применение при конструировании 3D-принтеров, в частности подогреваемых столов к ним и экструдерах (Hot End) оценили все радиолюбители. В таких приборах используют приспособление на 100 Ком. Маленькие размеры позволяют крепить и размещать электродатчик на небольших площадях. Работа при высоких температурах имеет большое значение при выборе узла для данных аппаратов.
Для надежной и правильной работы термистора NTC уделите особое внимание калибровке, вне зависимости от назначения. Это важный этап в настройке всего механизма. Для этого необходимо использовать таблицу зависимости. При подключении к Arduino первым делом следует написать скетч. Который выведет такую зависимость на экран и можно будет свериться.
внешний осмотр и прозвонка мультиметром. Принцип работы термистора
Неприхотливость и относительная физическая устойчивость позисторов позволяет их использовать в роли датчика для автостабилизирующихся систем, а также реализовать защиту от перегрузки. Принцип работы этих элементов заключается в том, что их сопротивление увеличивается при нагреве (в отличие от термисторов, где оно уменьшается). Соответственно, при проверке тестером или мультиметром позисторов на работоспособность, необходимо учитывать температурную корреляцию.
Определяем характеристики по маркировке
Широкая сфера применения РТС-термисторов подразумевает их обширный ассортимент, поскольку характеристики этих устройств должны соответствовать различным условиям эксплуатации. В связи с этим для тестирования очень важно определить серию элемента, в этом нам поможет маркировка.
Для примера возьмем радиокомпонент С831, его фотография показана ниже. Посмотрим, что можно определить по надписям на корпусе детали.
Учитывая надпись «РТС», можно констатировать, что данный элемент является позистором «С831». Сформировав запрос в поисковике (например, «РТС С831 datasheet»), находим спецификацию (даташит). Из нее мы узнаем наименование (B59831-C135-A70) и серию (B598*1) детали, а также основные параметры (см. рис. 3) и назначение. Последнее указывает, что элемент может играть роль самовосстанавливающегося предохранителя, защищающего схему от КЗ (short-circuit protection) и перегрузки (overcurrent).
Расшифровка основных характеристик
Кратко рассмотрим, данные приведенные в таблице на рисунке 3 (для удобства строки пронумерованы).
Рисунок 3. Таблица с основными характеристиками серии B598*1
Краткое описание:
- значение, характеризующее максимальный уровень рабочего напряжения при нагреве устройства до 60°С, в данном случае он соответствует 265 В. Учитывая, что нет определения DC/AC, можно констатировать, что элемент работает как с переменным, так и постоянным напряжением.
- Номинальный уровень, то есть напряжение в штатном режиме работы – 230 вольт.
- Расчетное число гарантированных производителем циклов срабатывания элемента, в нашем случае их 100.
- Значение, описывающее величину опорной температуры, после достижения которой происходит существенное увеличение уровня сопротивления. Для наглядности приведем график (см. рис. 4) температурной корреляции.
Рис. 4. Зависимость сопротивления от температуры, красным выделена точка температурного перехода (опорная температура) для С831
Как видно на графике, R резко возрастает в диапазоне от 130°С до 170°С, соответственно, опорной температурой будет 130°C.
- Соответствие номинальному значению R (то есть допуск), указывается в процентном соотношении, а именно 25%.
- Диапазон рабочей температуры для минимального (от -40°С до 125°С) и максимального (0-60°С) напряжения.
Расшифровка спецификации конкретной модели
Это были основные параметры серии, теперь рассмотрим спецификацию для С831 (см. рис. 5).
Краткая расшифровка:
- Величина тока для штатного режима работы, для нашей детали это почти половина ампера, а именно 470 мА (0,47 А).
- Этот параметр указывает ток, при котором величина сопротивления начинает существенно меняться в большую сторону. То есть, когда через С831 протекает ток с силой 970 мА, срабатывает «защита» устройства. Следует заметить, что этот параметр связан с точкой температурного перехода, поскольку проходящий ток приводит к разогреву элемента.
- Максимально допустимая величина тока для перехода в «защитный» режим, для С831 это 7 А. Обратите внимание, что в графе указано максимальное напряжение, следовательно, можно рассчитать допустимую величину мощности рассеивания, превышение которой с большой вероятностью приведет к разрушению детали.
- Время срабатывания, для С831 при напряжении 265 вольт и токе 7 ампер оно составит менее 8 секунд.
- Величина остаточного тока, необходимого для поддерживания защитного режима рассматриваемой радиодетали, она 0,02 А. Из этого следует, что на удержание сработавшего состояния требуется мощность 5,3 Вт (I r x V max).
- Сопротивление устройства при температуре 25°С (3,7 Ом для нашей модели). Отметим, с измерения мультиметром этого параметра начинается проверка позистора на исправность.
- Величина минимального сопротивления, у модели С831 это 2,6 Ом. Для полноты картины, еще раз приведем график температурной зависимости, где будут отмечены номинальное и минимальное значение R (см. рис. 6).
Рисунок 6. График температурной корреляции для B59831, значения RN и Rmin отмечены красным
Обратите внимание, что на начальном этапе нагрева радиодетали ее параметр R незначительно уменьшается, то есть в определенном диапазоне температур у нашей модели начинают проявляться NTS свойства. Эта особенность, в той или иной мере, характерна для всех позисторов.
- Полное наименование модели (у нас B59831-C135-A70), данная информация может быть полезной для поиска аналогов.
Теперь, зная спецификацию, можно переходить к проверке на работоспособность.
Определение исправности по внешнему виду
В отличие от других радиодеталей (например, таких как транзистор или диод), вышедший из строя РТС-резистор часто можно определить по внешнему виду. Это связано с тем, что вследствие превышения допустимой мощности рассеивания нарушается целостность корпуса. Обнаружив на плате позистор с таким отклонением от нормы, можно смело выпаивать его и начинать поиск замены, не утруждая себя процедурой проверки мультиметром.
Если внешний осмотр не дал результата, приступаем к тестированию.
Пошаговая инструкция проверки позистора мультиметром
Для процесса тестирования, помимо измерительного прибора, потребуется паяльник. Подготовив все необходимое, начинаем действовать в следующем порядке:
- Подключаем тестируемую деталь к мультиметру. Желательно, чтобы прибор был оснащен «крокодилами», в противном случае припаиваем к выводам элемента проволоку и накручиваем ее на разные иглы щупов.
- Включаем режим измерения наименьшего сопротивления (200 Ом). Прибор покажет номинальную величину R, характерную для тестируемой модели (как правило, менее одного-двух десятков Ом). Если показание отличается от спецификации (с учетом погрешности), можно констатировать неисправность радиокомпонента.
- Аккуратно нагреваем корпус тестируемой детали при помощи паяльника, величина R начнет резко увеличиваться. Если она осталась неизменной, элемент необходимо менять.
- Отключаем мультиметр от тестируемой детали, даем ей остыть, после чего повторяем действия, описанные в пунктах 1 и 2. Если сопротивление вернулось к номинальному значению, то радиокомпонент с большой долей вероятности можно признать исправным.
Я частенько обращал внимание на «хлопки» в выключателях при включении лампочек (особенно светодиодных). Если в роли драйвера у них конденсаторы, то «хлопки» бывают просто пугающие. Эти терморезисторы помогли решить проблему.
Всем ещё со школы известно, что в нашей сети течёт переменный ток. А переменный ток — электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению (изменяется по синусоидальному закону). Именно поэтому «хлопки» происходят на каждый раз. Зависит от того, в какой момент вы попали. В момент перехода через ноль хлопка не будет вовсе. Но я так включать не умею:)
Чтобы сгладить пусковой ток, но при этом не оказывать влияние на работу схемы, заказал NTC-термисторы. У них есть очень хорошее свойство, с увеличением температуры их сопротивление уменьшается. То есть в начальный момент они ведут себя как обычное сопротивление, уменьшая своё значение с прогревом.
Терморези́стор (термистор) — полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от его температуры.В мою задачу входило увеличение срока службы лампочек (не только светодиодных), но и защита от порчи (обгорания) выключателей.
По типу зависимости сопротивления от температуры различают терморезисторы с отрицательным (NTC-термисторы, от слов «Negative Temperature Coefficient») и положительным (PTC-термисторы, от слов «Positive Temperature Coefficient» или позисторы.)
Не так давно делал обзор про многооборотное сопротивление. Когда его заказывал, обратил внимание на товар продавца. Там и увидел эти сопротивления. Сразу всё у прода и заказал.
Заказал в конце мая. Посылка дошла за 5 недель. С таким треком добиралась.
Сразу так и не скажешь, что тут 50 штук.
Пересчитал, ровно пятьдесят.
Когда подбирал терморезисторы под свои задачи, у одного продавца выудил вот такую табличку. Думаю, многим она пригодится. 10D-9 расшифровывается просто: сопротивление (при н.у.) 10 Ом, диаметр 9мм.
Ну а я составил свою таблицу на основе тех экспериментов, что провёл. Всё просто. С установки П321, при помощи которой калибрую мультиметры, подавал калиброванный ток.
Падение напряжения на терморезисторе снимал обычным мультиметром.
Есть особенности:
1. При токе 1,8А появляется запах лакокрасочного покрытия терморезистора.
2. Терморезистор спокойно выдерживает и 3А.
3. Напряжение устанавливается не сразу, а плавно приближается к табличному значению по мере прогрева или остывания.
4. Сопротивление терморезисторов при температуре 24˚С в пределах 10-11 Ом.
Красным я выделил тот диапазон, который наиболее применим в моей квартире.
Табличку перенёс на график.
Самая эффективная работа – на крутом спуске.
Изначально предполагал каждый терморезистор вживлять в лампочку. Но поле тестирования полученного товара и снятия характеристик понял, что для них (термисторов) нужна более серьёзная нагрузка. Именно поэтому решил вживить в выключатели, чтобы работали на несколько лампочек сразу. Выводы у резисторов тонковаты, пришлось выходить из ситуации вот таким способом.
Специальной обжимки у меня нет, поэтому работал пассатижами.
Для одинарного выключателя приготовил одинарный клеммник.
Для сдвоенного приготовил другой комплект. С клеммником будет удобнее монтировать.
Основное всё сделано. Встало без проблем.
Работают уже полгода. После установки на место страшных «хлопков» я больше не слышал.
Прошло достаточно времени, чтобы сделать вывод – годятся. И годятся не только для светодиодных лампочек.
А вот такой термистор я нашёл непосредственно в схеме светодиодного драйвера (ITead Sonoff LED- WiFi Dimming LED)
Больших сопротивлений китайцы не ставят, чтобы не мешать правильной работе схемы.
Что ещё хотел сказать в конце. Номинал сопротивления каждый должен подобрать сам в соответствии с решаемыми задачами. Технически грамотному человеку это вовсе не сложно. Когда я заказывал терморезисторы, инфы про них совсем не было. У вас она теперь есть. Смотрите на график зависимости и заказывайте то, что считаете более подходящим под ваши задачи.
На этом ВСЁ!
Удачи!
В электронике всегда приходится что-то измерять или оценивать. Например, температуру. С этой задачей успешно справляются терморезисторы — электронные компоненты на основе полупроводников, сопротивление которых изменяется в зависимости от температуры.
Здесь я не буду расписывать теорию физических процессов, которые происходят в терморезисторах, а перейду ближе к практике — познакомлю читателя с обозначением терморезистора на схеме, его внешним видом, некоторыми разновидностями и их особенностями.
На принципиальных схемах терморезистор обозначается вот так.
В зависимости от сферы применения и типа терморезистора обозначение его на схеме может быть с небольшими отличиями. Но вы всегда его определите по характерной надписи t или t° .
Основная характеристика терморезистора — это его ТКС . ТКС — это температурный коэффициент сопротивления . Он показывает, на какую величину изменяется сопротивление терморезистора при изменении температуры на 1°С (1 градус Цельсия) или 1 градус по Кельвину.
У терморезисторов несколько важных параметров. Приводить я их не буду, это отдельный рассказ.
На фото показан терморезистор ММТ-4В (4,7 кОм). Если подключить его к мультиметру и нагреть, например, термофеном или жалом паяльника, то можно убедиться в том, что с ростом температуры его сопротивление падает.
Терморезисторы есть практически везде. Порой удивляешься тому, что раньше их не замечал, не обращал внимания. Давайте взглянем на плату от зарядного устройства ИКАР-506 и попробуем найти их.
Вот первый терморезистор. Так как он в корпусе SMD и имеет малые размеры, то запаян на небольшую плату и установлен на алюминиевый радиатор — контролирует температуру ключевых транзисторов.
Второй. Это так называемый NTC-термистор (JNR10S080L ). О таких я ещё расскажу. Служит он для ограничения пускового тока. Забавно. Вроде терморезистор, а служит в качестве защитного элемента.
Почему то если заходит речь о терморезисторах, то обычно думают, что они служат для измерения и контроля температуры. Оказывается, они нашли применение и как устройства защиты.
Также терморезисторы устанавливаются в автомобильные усилители. Вот терморезистор в усилителе Supra SBD-A4240. Здесь он задействован в цепи защиты усилителя от перегрева.
Вот ещё пример. Это литий-ионный аккумулятор DCB-145 от шуруповёрта DeWalt. Вернее, его «потроха». Для контроля температуры аккумуляторных ячеек применён измерительный терморезистор.
Его почти не видно. Он залит силиконовым герметиком. Когда аккумулятор собран, то этот терморезистор плотно прилегает к одной из Li-ion ячеек аккумулятора.
Прямой и косвенный нагрев.
По способу нагрева терморезисторы делят на две группы:
Прямой нагрев. Это когда терморезистор нагревается внешним окружающим воздухом или током, который протекает непосредственно через сам терморезистор. Терморезисторы с прямым нагревом, как правило, используются либо для измерения температуры, либо температурной компенсации. Такие терморезисторы можно встретить в термометрах, термостатах, зарядных устройствах (например, для Li-ion батарей шуруповёртов).
Косвенный нагрев. Это когда терморезистор нагревается рядом расположенным нагревательным элементом. При этом он сам и нагревательный элемент электрически не связаны друг с другом. В таком случае, сопротивление терморезистора определяется функцией тока, протекающего через нагревательный элемент, а не через терморезистор. Терморезисторы с косвенным нагревом являются комбинированными приборами.
NTC-термисторы и позисторы.
По зависимости изменения сопротивления от температуры терморезисторы делят на два типа:
Давайте разберёмся, какая между ними разница.
Своё название NTC-термисторы получили от сокращения NTC — Negative Temperature Coefficient , или «Отрицательный Коэффициент Сопротивления». Особенность данных термисторов в том, что при нагреве их сопротивление уменьшается . Кстати, вот так обозначается NTC-термистор на схеме.
Обозначение термистора на схеме
Как видим, стрелки на обозначении разнонаправлены, что указывает на основное свойство NTC-термистора: температура увеличивается (стрелка вверх), сопротивление падает (стрелка вниз). И наоборот.
На практике встретить NTC-термистор можно в любом импульсном блоке питания. Например, такой термистор можно обнаружить в блоке питания компьютера. Мы уже видели NTC-термистор на плате ИКАР»а, только там он был серо-зелёного цвета.
На этом фото NTC-термистор фирмы EPCOS. Применяется для ограничения пускового тока.
Для NTC-термисторов, как правило, указывается его сопротивление при 25°С (для данного термистора это 8 Ом) и максимальный рабочий ток. Обычно это несколько ампер.
Данный NTC-термистор устанавливается последовательно, на входе сетевого напряжения 220V. Взгляните на схему.
Так как он включен последовательно с нагрузкой, то весь потребляемый ток протекает через него. NTC-термистор ограничивает пусковой ток, который возникает из-за заряда электролитических конденсаторов (на схеме С1). Бросок зарядного тока может привести к пробою диодов в выпрямителе (диодный мост на VD1 — VD4).
При каждом включении блока питания конденсатор начинает заряжаться, а через NTC-термистор начинает протекать ток. Сопротивление NTC-термистора при этом велико, так как он ещё не успел нагреться. Протекая через NTC-термистор, ток разогревает его. После этого сопротивление термистора уменьшается, и он практически не препятствует протеканию тока, потребляемого прибором. Таким образом, за счёт NTC-термистора удаётся обеспечить «плавный запуск» электроприбора и уберечь от пробоя диоды выпрямителя.
Понятно, что пока импульсный блок питания включен, NTC-термистор находится в «подогретом» состоянии.
Если в схеме происходит выход из строя каких-либо элементов, то, обычно резко возрастает и потребляемый ток. При этом нередки случаи, когда NTC-термистор служит своего рода дополнительным предохранителем и также выходят из строя из-за превышения максимального рабочего тока.
Выход из строя ключевых транзисторов в блоке питания зарядного устройства привел к превышению максимального рабочего тока этого термистора (max 4A) и он сгорел.
Позисторы. PTC-термисторы.
Термисторы, сопротивление которых при нагреве растёт , называют позисторами. Они же PTC-термисторы (PTC — Positive Temperature Coefficient , «Положительный Коэффициент Сопротивления»).
Стоит отметить, что позисторы получили менее широкое распространение, чем NTC-термисторы.
Позисторы легко обнаружить на плате любого цветного CRT-телевизора (с кинескопом). Там он установлен в цепи размагничивания. В природе встречаются как двухвыводные позисторы, так и трёхвыводные.
На фото представитель двухвыводного позистора, который применяется в цепи размагничивания кинескопа.
Внутри корпуса между выводами-пружинами установлено рабочее тело позистора. По сути это и есть сам позистор. Внешне выглядит как таблетка с напылением контактного слоя по бокам.
Как я уже говорил, позисторы используются для размагничивания кинескопа, а точнее его маски. Из-за магнитного поля Земли или влияния внешних магнитов маска намагничивается, и цветное изображение на экране кинескопа искажается, появляются пятна.
Наверное, каждый помнит характерный звук «бдзынь», когда включается телевизор — это и есть тот момент, когда работает петля размагничивания.
Кроме двухвыводных позисторов широко применяются трёхвыводные позисторы. Вот такие.
Отличие их от двухвыводных заключается в том, что они состоят из двух позисторов-«таблеток», которые установлены в одном корпусе. На вид эти «таблетки» абсолютно одинаковые. Но это не так. Кроме того, что одна таблетка чуть меньше другой, так ещё и сопротивление их в холодном состоянии (при комнатной температуре) разное. У одной таблетки сопротивление около 1,3 ~ 3,6 кОм, а у другой всего лишь 18 ~ 24 Ом.
Трёхвыводные позисторы также применяются в цепи размагничивания кинескопа, как и двухвыводные, но только схема их включения немного иная. Если вдруг позистор выходит из строя, а такое бывает довольно часто, то на экране телевизора появляются пятна с неестественным отображением цвета.
И конденсаторы. Маркировка на них не наносится, что затрудняет их идентификацию. По внешнему виду SMD-терморезисторы очень похожи на керамические SMD-конденсаторы.
Встроенные терморезисторы.
В электронике активно применяются и встроенные терморезисторы. Если у вас паяльная станция с контролем температуры жала , то в нагревательный элемент встроен тонкоплёночный терморезистор. Также терморезисторы встраиваются и в фен термовоздушных паяльных станций , но там он является отдельным элементом.
Стоит отметить, что в электронике наряду с терморезисторами активно применяются термопредохранители и термореле (например, типа KSD), которые также легко обнаружить в электронных приборах.
Теперь, когда мы познакомились с терморезисторами, пора .
Неприхотливость и относительная физическая устойчивость позисторов позволяет их использовать в роли датчика для автостабилизирующихся систем, а также реализовать защиту от перегрузки. Принцип работы этих элементов заключается в том, что их сопротивление увеличивается при нагреве (в отличие от термисторов, где оно уменьшается). Соответственно, при проверке тестером или мультиметром позисторов на работоспособность, необходимо учитывать температурную корреляцию.
Определяем характеристики по маркировке
Широкая сфера применения РТС-термисторов подразумевает их обширный ассортимент, поскольку характеристики этих устройств должны соответствовать различным условиям эксплуатации. В связи с этим для тестирования очень важно определить серию элемента, в этом нам поможет маркировка.
Для примера возьмем радиокомпонент С831, его фотография показана ниже. Посмотрим, что можно определить по надписям на корпусе детали.
Учитывая надпись «РТС», можно констатировать, что данный элемент является позистором «С831». Сформировав запрос в поисковике (например, «РТС С831 datasheet»), находим спецификацию (даташит). Из нее мы узнаем наименование (B59831-C135-A70) и серию (B598*1) детали, а также основные параметры (см. рис. 3) и назначение. Последнее указывает, что элемент может играть роль самовосстанавливающегося предохранителя, защищающего схему от КЗ (short-circuit protection) и перегрузки (overcurrent).
Расшифровка основных характеристик
Кратко рассмотрим, данные приведенные в таблице на рисунке 3 (для удобства строки пронумерованы).
Рисунок 3. Таблица с основными характеристиками серии B598*1
Краткое описание:
- значение, характеризующее максимальный уровень рабочего напряжения при нагреве устройства до 60°С, в данном случае он соответствует 265 В. Учитывая, что нет определения DC/AC, можно констатировать, что элемент работает как с переменным, так и постоянным напряжением.
- Номинальный уровень, то есть напряжение в штатном режиме работы – 230 вольт.
- Расчетное число гарантированных производителем циклов срабатывания элемента, в нашем случае их 100.
- Значение, описывающее величину опорной температуры, после достижения которой происходит существенное увеличение уровня сопротивления. Для наглядности приведем график (см. рис. 4) температурной корреляции.
Рис. 4. Зависимость сопротивления от температуры, красным выделена точка температурного перехода (опорная температура) для С831
Как видно на графике, R резко возрастает в диапазоне от 130°С до 170°С, соответственно, опорной температурой будет 130°C.
- Соответствие номинальному значению R (то есть допуск), указывается в процентном соотношении, а именно 25%.
- Диапазон рабочей температуры для минимального (от -40°С до 125°С) и максимального (0-60°С) напряжения.
Расшифровка спецификации конкретной модели
Это были основные параметры серии, теперь рассмотрим спецификацию для С831 (см. рис. 5).
Краткая расшифровка:
- Величина тока для штатного режима работы, для нашей детали это почти половина ампера, а именно 470 мА (0,47 А).
- Этот параметр указывает ток, при котором величина сопротивления начинает существенно меняться в большую сторону. То есть, когда через С831 протекает ток с силой 970 мА, срабатывает «защита» устройства. Следует заметить, что этот параметр связан с точкой температурного перехода, поскольку проходящий ток приводит к разогреву элемента.
- Максимально допустимая величина тока для перехода в «защитный» режим, для С831 это 7 А. Обратите внимание, что в графе указано максимальное напряжение, следовательно, можно рассчитать допустимую величину мощности рассеивания, превышение которой с большой вероятностью приведет к разрушению детали.
- Время срабатывания, для С831 при напряжении 265 вольт и токе 7 ампер оно составит менее 8 секунд.
- Величина остаточного тока, необходимого для поддерживания защитного режима рассматриваемой радиодетали, она 0,02 А. Из этого следует, что на удержание сработавшего состояния требуется мощность 5,3 Вт (I r x V max).
- Сопротивление устройства при температуре 25°С (3,7 Ом для нашей модели). Отметим, с измерения мультиметром этого параметра начинается проверка позистора на исправность.
- Величина минимального сопротивления, у модели С831 это 2,6 Ом. Для полноты картины, еще раз приведем график температурной зависимости, где будут отмечены номинальное и минимальное значение R (см. рис. 6).
Рисунок 6. График температурной корреляции для B59831, значения RN и Rmin отмечены красным
Обратите внимание, что на начальном этапе нагрева радиодетали ее параметр R незначительно уменьшается, то есть в определенном диапазоне температур у нашей модели начинают проявляться NTS свойства. Эта особенность, в той или иной мере, характерна для всех позисторов.
- Полное наименование модели (у нас B59831-C135-A70), данная информация может быть полезной для поиска аналогов.
Теперь, зная спецификацию, можно переходить к проверке на работоспособность.
Определение исправности по внешнему виду
В отличие от других радиодеталей (например, таких как транзистор или диод), вышедший из строя РТС-резистор часто можно определить по внешнему виду. Это связано с тем, что вследствие превышения допустимой мощности рассеивания нарушается целостность корпуса. Обнаружив на плате позистор с таким отклонением от нормы, можно смело выпаивать его и начинать поиск замены, не утруждая себя процедурой проверки мультиметром.
Если внешний осмотр не дал результата, приступаем к тестированию.
Пошаговая инструкция проверки позистора мультиметром
Для процесса тестирования, помимо измерительного прибора, потребуется паяльник. Подготовив все необходимое, начинаем действовать в следующем порядке:
- Подключаем тестируемую деталь к мультиметру. Желательно, чтобы прибор был оснащен «крокодилами», в противном случае припаиваем к выводам элемента проволоку и накручиваем ее на разные иглы щупов.
- Включаем режим измерения наименьшего сопротивления (200 Ом). Прибор покажет номинальную величину R, характерную для тестируемой модели (как правило, менее одного-двух десятков Ом). Если показание отличается от спецификации (с учетом погрешности), можно констатировать неисправность радиокомпонента.
- Аккуратно нагреваем корпус тестируемой детали при помощи паяльника, величина R начнет резко увеличиваться. Если она осталась неизменной, элемент необходимо менять.
- Отключаем мультиметр от тестируемой детали, даем ей остыть, после чего повторяем действия, описанные в пунктах 1 и 2. Если сопротивление вернулось к номинальному значению, то радиокомпонент с большой долей вероятности можно признать исправным.
Электротехника: Измерение температуры термистором (терморезистором)
Термистор (или терморезистор) — это резистор активное сопротивление которого изменяется при изменении температуры и который предназначен для измерения им температуры или каким либо другим способом использования этого эффекта в электронной аппаратуре. Активное сопротивление обычных резисторов и др. деталей тоже меняется при изменении температуры но терморезисторы изготавливают такими чтобы это изменение можно было удобно и просто использовать а обычные резисторы наоборот стараются сделать такими чтобы изменение их сопротивления при изменении температуры не влияло на работу устройств в которых эти резисторы работают. Терморезистор — это один из самых недорогих и простых элементов для изготовления электронных измерителей температуры (ссылки на терморезисторы — http://got.by/2i0sqp, http://got.by/2i0t08, http://got.by/2i0tsf). Помимо терморезисторов есть другие элементы для изготовления измерителей температуры, например:термопары (Подключение термопары к ардуино — http://electe.blogspot.ru/2017/04/blog-post.html), бесконтактные инфракрасные датчики. Термопары нужно использовать при изменении высоких температур которые не сможет выдержать терморезистор а бесконтактные датчики для измерения температур тех вещей к которым нельзя плотно приложить датчик например бесконтактным датчиком можно измерять температуру кислоты, также бесконтактные датчики можно использовать для измерения температуры на расстоянии, в других случаях целесообразно использовать терморезисторы. Давайте рассмотрим на примере как можно измерить температуру терморезистором NTC 3950 с активным сопротивлением 100 кОм при температуре 25 градусов Цельсия. Для такого термистора есть специальная таблица зависимости его сопротивления от температуры с шагом в 1 градус:
Таблица очень большая т.к. там значения от -30 градусов до +300 градусов с шагом в 1 градус. Измеряя сопротивление терморезистора и находя его в таблице можно определить температуру с точностью в 1 градус. Но в ручную это делать очень не просто поэтому для этой работы надо приспособить микроконтроллер. К сожалению, в микроконтроллерах обычно нет функции измерения сопротивления но зато часто в них присутствует АЦП т.е. аналого цифровой преобразователь и очень часто их бывает больше одного. Микроконтроллер с АЦП можно применить для измерения температуры терморезистором. Для того чтобы это реализовать, помимо микроконтроллера и терморезистора ещё понадобится дополнительный резистор с постоянным сопротивлением и конечно же вся обвязка микроконтроллера и средство вывода с него информации. Для простоты можно использовать Ардуино подключённое к компьютеру и тогда останется разобраться только с резисторами и АЦП. Для измерения температуры терморезистором нужен делитель напряжения, например такой как на рисунке:
Рисунок 1 — Подключение терморезистора к АЦП микроконтроллера
Таким образом мы сможем измерить напряжение на терморезисторе но напряжение — это не сопротивление. Чтобы найти сопротивление нам помимо напряжения U на терморезисторе надо ещё знать: 1) напряжение питания Up, 2) сопротивление резистора R1 который вместе с терморезистором Rt образуют делитель напряжения. Если мы знаем эти три величины то мы сможем определить сопротивление резистора Rt. Теперь осталось понять как это сделать?
Рисунок 2 — Величины которые даны и величина которую надо найти
Есть некоторое количество способов как это можно сделать. Рассмотрим самый простой из них, для этого введём ещё одну величину — ток делителя:
Рисунок 3 — Ток делителя
Далее мы пренебрегаем током который входит (или выходит) в АЦП микроконтроллера т.е. считаем что этого тока нет а есть только ток делителя. Током который идёт в АЦП мы пренебрегаем по тому что он очень маленький и почти не влияет на показания АЦП. Зная этот ток, по закону Ома, можно найти сопротивление терморезистора Rt:
Рисунок 4 — Нахождение сопротивление термистора Rt по закону ома
Теперь осталось найти ток делителя. Для этого мы воспользуемся Вторым Законом Кирхгофа и законом Ома (который является частным случаем Второго Закона Кирхгофа). По второму закону Кихгофа выясняем напряжение на резисторе R1, оно равно разности напряжения питания Up и напряжения U на терморезисторе полученного с АЦП. Далее, по закону Ома, находим ток делителя:
Рисунок 5 — Нахождение тока делителя
Теперь подставляем второе выражение в первое и получаем формулу для расчёта сопротивления терморезистора:
Рисунок 6 — Расчёт сопротивления терморезистора Rt
Теперь по этой формуле и таблице можно находить температуру но использовать все 330 строки той таблицы со всей информацией в ней будет очень непросто микроконтроллеру, эта таблица займёт много памяти а также перебор значений будет идти дольше, плюс ко всему, все эти значения надо будет вписывать программисту вручную что будет долго и трудно. Вместо этого можно выбрать значения из таблицы с шагом в 5 градусов (т.е. не все) и воспользоваться формулой:
для определения температуры t.
Теперь всё готово для написания скетча для Ардуины.
Давайте рассмотрим скетчь:
Сначала рассмотрим кусок кода перед функцией setup
1 в самом верху мы задаём константы, колличество элементов в массиве с температурами которое равно колличеству элементов в массиве с сопротивлениями и шаг температуры для заполнения массива с температурами в цикле
2 Далее обьявляются эти массивы и вспомогательная переменная для заполнения массива температурами
3 tPoint — это функция для более точного рассчёта температуры в найденном промежутке
4 rT — это функция рассчёта сопротивления терморезистора + дополнительные переменные для этого рассчёта
5 и в конце переменная которая будет хранить найденное сопротивление
теперь рассмотрим тело ф-ии Setup
6 в цикле заполняем массив температурами
7 массив с сопротивлениями терморезистора заполняем, к сожалению, в ручную
8 после заполнения массива инициализируем последовательный порт
теперь рассмотрим функцию loop
9 сначала определяем напряжение с АЦП
10 потом через описанную ранее функцию находим сопротивление терморезистора
11 после чего методом перебора находим диапазон температур в котором находиться настоящая температура
12 находим настоящую температуру и выводим её в монитор последовательного порта
13 делаем небольшую задержку чтобы успевать рассматривать изменение температуры
Скачать скетч можно по ссылке https://yadi.sk/d/WRjJG_sy3VfHZD
Посмотреть результат работы измерителя температуры и всю эту информацию в видеоформате можно в видео:
КАРТА БЛОГА (содержание)
Что такое термистор NTC
Термисторы — это чувствительные к температуре элементы, изготовленные из спеченного полупроводникового материала для отображения значительных изменений сопротивления пропорционально небольшим изменениям температуры.Это сопротивление можно измерить с помощью небольшого измеряемого постоянного тока, или постоянного тока, пропущенного через термистор, чтобы измерить возникающее падение напряжения.
Эти твердотельные датчики температуры фактически действуют как электрические резисторы, чувствительные к температуре.Отсюда и название, представляющее собой четкое сочетание слов термический и резисторный. Ametherm специализируется на термисторах с отрицательным температурным коэффициентом (NTC).
Термисторы — невероятно точная категория датчиков температуры
Обычно термисторы состоят из спеченной керамики, состоящей из высокочувствительного материала со стабильно воспроизводимыми характеристиками сопротивления в зависимости от температуры.
Термисторы«Спрос на термисторы также увеличился в автомобильной промышленности, особенно в таких приложениях, как трансмиссия, безопасность и управление, а также транспортные средства, работающие на альтернативном топливе, из-за изменения государственных стандартов и структуры спроса со стороны конечных пользователей. Всего в автомобиле используется 30 термисторов, включая 20 датчиков с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) и 5 датчиков с положительным температурным коэффициентом (PTC). Термисторы в настоящее время являются постоянно растущим рынком, и ожидается, что эта тенденция сохранится и в ближайшие годы.”Датчики Онлайн
NTC — это нелинейные резисторы, характеристики сопротивления которых меняются в зависимости от температуры. Сопротивление NTC будет уменьшаться при повышении температуры. Способ уменьшения сопротивления зависит от константы, известной в электронной промышленности как бета или ß. Бета измеряется в ° K.
Термисторные зонды NTC
Типичные области применения:- Измерение температуры
- Температурная компенсация
- Контроль температуры
Вы можете легко рассчитать сопротивление термисторов NTC при заданной температуре, используя бета-коэффициент, но есть еще более точный способ сделать это, используя уравнение Стейнхарта и Харта.Термисторы NTC также являются отличной альтернативой полупроводниковым схемам для решения проблем, связанных с температурой. Их легко использовать для расчета температурного коэффициента. Мы предоставим вам рекомендации по использованию термисторов NTC для достижения максимально точных измерений.
Спросите у инженера
«Термисторы — недорогие, легко доступные датчики температуры. Они просты в использовании и легко адаптируются. Цепи с термисторами могут иметь разумные выходные напряжения, а не милливольтные выходы термопар.Благодаря этим качествам термисторы широко используются для простых измерений температуры. Они не используются при высоких температурах, но широко используются в тех диапазонах температур, в которых они работают ». Бакнеллский университетНекоторые основные термины могут быть полезны для понимания термисторов и их потенциального использования. Во-первых, стандартная эталонная температура обычно составляет 25 ° C или температура корпуса термистора при предполагаемом сопротивлении нулевой мощности. Это сопротивление при нулевой мощности представляет собой значение сопротивления термистора постоянному току при измерении при определенной температуре с достаточно низким рассеиванием мощности термистором для любого дальнейшего снижения мощности, приводящего к не более чем 1/10 определенного допуска измерения или изменение сопротивления на ноль целых один процент.
Коэффициент сопротивления — это характеристика, которая определяет отношение сопротивления при нулевой мощности термистора при 125 ° к сопротивлению при 25 ° C. Максимальная рабочая температура — это самая высокая температура тела, при которой термистор будет работать с приемлемой стабильностью в течение длительного периода времени.Эта температура не должна превышать максимальное указанное значение. Аналогичным образом, максимальная номинальная мощность термисторов — это максимальная мощность, при которой термистор будет работать в течение определенного периода времени, сохраняя стабильность.
Термисторы NTC Ametherm:
- Доступен во множестве дизайнов, чтобы соответствовать практически любому желаемому применению
- Создано с использованием материалов высочайшей чистоты для получения надежных результатов, на которые можно положиться
- Настраивается для полного удовлетворения ваших потребностей
NTC | Термисторы NTC
— Что такое термистор NTC?Термистор с отрицательным температурным коэффициентом —
Термисторы NTC — это электронные компоненты, которые уменьшают сопротивление при повышении температуры.Термисторы NTC используются в различных продуктах.
Feauture
В качестве материала термисторов NTC используется спеченная неоксидная керамика из марганца (Mn), никеля (Ni), кобальта (Co) и других элементов. В этой керамике сформирован электрод. Тип вывода и тип микросхемы являются общими формами внешнего вида.
Температурная характеристика сопротивления
Сопротивление термисторов NTC экспоненциально уменьшается с увеличением температуры, как показано на следующем рисунке.
Поскольку сопротивление термистора NTC можно выразить следующей формулой, он широко используется в качестве датчика температуры.
RT ＝ R0expB (1 / T-1 / T0)
В этой формуле RT — это сопротивление при температуре окружающей среды T (K), R0 — это сопротивление при температуре окружающей среды T0 (K), а B — постоянная, называемая константой B.
Кроме того, константа B указывает наклон изменения сопротивления термистора из-за изменения температуры и является основной характеристикой термистора NTC.
Обратите внимание, что, поскольку константа B незначительно изменяется с температурой, значение константы B изменяется на определенную температуру.
Приложение
Сопротивление термисторов NTC изменяется на 3-5% / ° C в зависимости от изменения температуры. Он используется во многих электронных устройствах как общий датчик температуры! Пример, Смартфоны;
Когда вы пользуетесь смартфоном, испытывали ли вы когда-нибудь, что «корпус телефона становится горячим»?
Можно сказать, что тонкие и высокоэффективные смартфоны — это небольшие ПК.Корпус имеет тенденцию нагреваться, потому что, в отличие от ПК, здесь нет вентилятора и т. П. Для отвода тепла. Следовательно, существует риск повреждения прецизионных компонентов, чувствительных к нагреванию.
Термисторы NTC пригодятся в таких условиях! !
Термисторы NTC измеряют температуру внутри смартфонов и выполняют различные операции с использованием информации о температуре.
Демонстрационный ролик о термисторах NTC
ТермисторыNTC | По Thermometrics
Thermometrics, Inc.предлагает широкий спектр термисторов NTC от компонентного уровня до законченных датчиков в сборе. Они изготовлены из оксидов переходных металлов и могут работать в диапазоне от -196 ° C до 1000 ° C.
ТермисторыNTC идеально подходят для приложений, требующих постоянного изменения сопротивления в зависимости от температуры. Они известны своей определенной чувствительностью к температуре, чувствительностью к подводимой электроэнергии и чувствительностью к изменениям теплопроводности.
Криогенный
Криогенные термисторные зонды NTC серии
Thermometrics серии RL используются для определения уровня жидкости в различных криогенных жидкостях.Для использования в диапазоне от 25 ° C / 77 ° F (комнатная температура) до -196 ° C / -320,8 ° F (точка кипения жидкого азота).
Прочитайте больше …
Эпоксидное
Thermometrics Эпоксидные сменные термисторы NTC типа 65 представляют собой сменные терморезисторы с эпоксидным покрытием и никелевыми выводами с толстой изоляцией изомидом.Они обеспечивают точное измерение, контроль и компенсацию температуры при использовании в диапазоне от -40 ° C до 105 ° C (от -40 ° F до 221 ° F) и высокой чувствительности, превышающей -4% / ° C при 25 ° C (77 ° F).
Прочитайте больше …
Thermometrics Тип 95 термисторов NTC представляет собой сменные микросхемы термисторов NTC с эпоксидным покрытием и изолированными свинцовыми проводами из луженой меди, луженых сплавов или ПТФЭ.Они подходят для измерения, контроля и компенсации температуры в диапазоне от -112 ° F до 302 ° F (от –80 ° C до 150 ° C) с взаимозаменяемостью до ± 0,18 ° F (± 0,1 ° C).
Прочитайте больше …
Thermometrics Эпоксидные сменные термисторы типа SC NTC — это термисторы со сменными микросхемами в оболочке с никелевыми выводами с толстой изоляцией изомидом.Они обеспечивают точное измерение, контроль и компенсацию температуры при использовании в диапазоне от -40 ° C до 105 ° C (от -40 ° F до 221 ° F) и высокой чувствительности, превышающей -4% / ° C при 25 ° C (77 ° F), что делает их идеальными для использования в медицине.
Прочитайте больше …
Thermometrics Эпоксидные термисторы типа C100 NTC представляют собой микросхемы с эпоксидным покрытием и 0.Оголенные луженые медные провода диаметром 3 мм (0,012 дюйма). Они используются для измерения, контроля и компенсации температуры в диапазоне от -80 ° C до 150 ° C (от -112 ° F до 302 ° F) и высокой чувствительности, превышающей -4% / ° C при 25 ° C (77 ° C). F).
Прочитайте больше …
Thermometrics Эпоксидные термисторы типа MS NTC представляют собой чип-термисторы с эпоксидным покрытием с 0.Никелевые свинцовые провода из ПТФЭ диаметром 254 мм (0,01 дюйма). Они используются для измерения, контроля и компенсации температуры в диапазоне от -50 ° C до 150 ° C (от -58 ° F до 300 ° F).
Прочитайте больше …
Термометрия Эпоксидные термисторы типа NDK NTC представляют собой чип-термисторы с эпоксидным покрытием с 0.Проводники из луженого монеля диаметром 2 мм (0,007 дюйма). Разработанные для точного измерения, контроля и компенсации температуры, с работой до 155 ° C (311 ° F), они используются в автомобилях, системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также в бытовой технике.
Прочитайте больше …
Thermometrics Эпоксидные термисторы типа NDL NTC представляют собой микросхемы с эпоксидным покрытием и голым 0.0098 в (0,25 мм) луженых медных проводах. Разработанные для точного измерения, контроля и компенсации температуры, с работой до 155 ° C (311 ° F), они используются в автомобилях, системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также в бытовой технике.
Прочитайте больше …
Термометрия Тип NDM эпоксидной смолы Термисторы NTC представляют собой чип-термисторы с эпоксидным покрытием и голым 0.007-дюймовые (0,2 мм) луженые медные провода. Разработанные для точного измерения, контроля и компенсации температуры, с работой до 155 ° C (311 ° F), они используются в автомобилях, системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также в бытовой технике.
Прочитайте больше …
Thermometrics Эпоксидный тип NDP Термисторы NTC представляют собой микросхемы с эпоксидным покрытием и изоляцией 0 из PFA / PTFE.Никелевые провода диаметром 25 мм (0,0078 дюйма). Разработанные для точного измерения, контроля и компенсации температуры, с работой до 155 ° C (311 ° F), они используются в автомобилях, системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также в бытовой технике.
Прочитайте больше …
Термометрия Эпоксидные термисторы типа NK NTC представляют собой чип-термисторы с эпоксидным покрытием, стальной проволокой с луженым покрытием и покрытием из эпоксидной смолы.Предназначен для точного измерения, контроля и компенсации температуры. Работая при температуре до 155 ° C (311 ° F), они используются в автомобилях, системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также в бытовой технике.
Прочитайте больше …
Thermometrics Шумоустойчивые термисторы с эпоксидным покрытием типа NKI — это новая разработка, состоящая из помехоустойчивого термистора NTC со встроенной функцией радиочастотной развязки, обеспечивающей защиту от электромагнитных помех (EMI) на уровне компонентов в широком диапазоне частот. .
Прочитайте больше …
Стекло
Thermometrics Терморезисторы с шариковыми стеклянными шариками серии BR состоят из стеклянных шариковых термисторов на выводных проводах тонкого диаметра (из сплава или платины).Прочная стеклянная оболочка обеспечивает герметичное уплотнение и лучшее снятие напряжения, чем термисторы с шариковыми шариками в стеклянной капсуле. Подходит для применений с самонагревом, например, для измерения уровня жидкости или измерения расхода газа. Рекомендуется для приложений, в которых заказчик будет выполнять дальнейшие сборочные операции.
Прочитайте больше …
Серия термометрических диодов— это термометрические диодные термисторы NTC в стеклянной оболочке, выполненные в стеклянном корпусе в стиле DO-35 (контур диода) с осевыми стальными проволоками с медным покрытием, покрытыми пайкой.Предназначен для точного измерения температуры, контроля и компенсации в различных приложениях. Стеклянный корпус обеспечивает герметичное уплотнение и изоляцию от напряжения, а также отличную стабильность.
Прочитайте больше …
Thermometrics Термометры серии FP со стеклянным покрытием Fastip Probe Термисторы NTC состоят из шариков термистора с стеклянным покрытием малого диаметра, герметично запаянных на концах ударопрочных стеклянных стержней.Блоки прочны и не подвержены серьезному воздействию окружающей среды, включая ядерное излучение высокой плотности. Термозонды Fastip серии FP идеально подходят для высокоскоростного измерения и контроля температуры жидкости, ее уровня или расхода.
Прочитайте больше …
Термометрические термометры серии GC с NTC-термисторами в стеклянном корпусе состоят из небольших терморезисторов, заключенных в стекло, на выводных проводах из платинового сплава тонкого диаметра.Подходит для приложений измерения, регулирования и компенсации температуры, а также для приложений с самонагревом, таких как измерение уровня жидкости или измерение расхода газа.Прочитайте больше …
СерияThermometrics HTP для высокотемпературных датчиков типа NTC состоит из шарикового термистора, герметично заключенного в наконечник ударопрочного стеклянного стержня.Эти агрегаты прочны и не подвержены сильному воздействию окружающей среды. Они демонстрируют превосходную стабильность при всех температурах, равных или ниже 842 ° F (450 ° C). Допускается периодическая работа при температурах до 1112 ° F (600 ° C).
Прочитайте больше …
Thermometrics Миниатюрная серия стеклянных термисторов NTC с шариками предлагает ряд миниатюрных термозондов, состоящих из большого шарикового термистора, герметично запечатанного на конце ударопрочного твердого стеклянного стержня.Они предлагают улучшенную, долгосрочную стабильность и высокую надежность.
Прочитайте больше …
Thermometrics SP Серия сверхстабильных датчиков NTC Термисторы проходят дополнительную обработку, чтобы гарантировать их непрерывное использование в одном из трех температурных классов и делятся на одну из шести групп стабильности.Эти термисторы могут использоваться во всех приложениях для измерения и регулирования температуры с дополнительной гарантией долговременной стабильности и надежности. Они идеально подходят для использования в качестве вторичных стандартов в лабораториях.
Прочитайте больше …
Thermometrics Термисторы NTC серии TG представляют собой терморезисторы радиального типа со стеклянным уплотнением, водо- и маслостойкой конструкции, отличающиеся высокой термостойкостью и точностью.Для использования в широком спектре приложений, включая автомобильные, нагревательные / охлаждающие устройства, котельные системы и бытовые приборы.
Прочитайте больше …
Термометрия Термисторы с шариками со стеклянным покрытием типа B состоят из термисторов с шариками со стеклянным покрытием на выводных проволоках из платинового сплава тонкого диаметра.Специальное тонкое стеклянное покрытие обеспечивает герметичное уплотнение, благодаря чему эти термисторы не подвержены неблагоприятным воздействиям окружающей среды. Они подходят для большинства недорогих измерений температуры, управления и компенсации, например, для самонагревающихся приложений, включая измерение уровня жидкости и измерение расхода газа.
Прочитайте больше …
Термометрия Тип JM покрытых полимером стеклянных терморезисторов представляет собой герметизированные стеклом термисторы с отрицательным температурным коэффициентом, помещенные в полимерный наконечник, который прикреплен к выводным проводам ПВХ в форме «восьмерки».Они устойчивы к проникновению влаги, что делает их пригодными для использования в испарителях кондиционирования воздуха для предотвращения их неэффективности из-за обледенения.
Прочитайте больше …
Суровые условия
Thermometrics Type CR1 — это чип-термисторы NTC формата NK, состоящие из покрытых оловом (Sn) выводов из сплава 52 с высокоэффективным кислотостойким и влагостойким покрытием.Они идеально подходят для тяжелых условий эксплуатации и сборки больших объемов.
Прочитайте больше …
Бессвинцовый чип
Thermometrics Термисторы со свинцовым чипом NTC имеют компактные размеры и предназначены для точного измерения, контроля и компенсации температуры в автомобилях, системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также в бытовой технике.
Прочитайте больше …
Радиальный вывод
Термометрия Термисторы NTC с радиальными выводами типа RL10 состоят из согласованных по точкам дисковых термисторов с неизолированными выводами.Они подходят для монтажа печатных плат и датчиков с высокой чувствительностью к изменениям температуры и широким рабочим диапазоном от -58 ° F до 302 ° F (от -50 ° C до 150 ° C).
Прочитайте больше …
Термометрия Термисторы NTC с радиальными выводами типа RL14 состоят из согласованных по точкам дисковых термисторов с неизолированными выводами.Они подходят для монтажа печатных плат и датчиков с высокой чувствительностью к изменениям температуры и широким рабочим диапазоном от -58 ° F до 302 ° F (от -50 ° C до 150 ° C).
Прочитайте больше …
Термометрия Термисторы NTC с радиальными выводами типа RL20 состоят из согласованных по точкам дисковых термисторов с неизолированными выводами.Они подходят для монтажа печатных плат и датчиков с высокой чувствительностью к изменениям температуры и широким рабочим диапазоном от -58 ° F до 302 ° F (от -50 ° C до 150 ° C).
Прочитайте больше …
Термометрия Термисторы NTC с радиальными выводами типа RL30 состоят из согласованных по точкам дисковых термисторов с неизолированными выводами.Они подходят для монтажа печатных плат и датчиков с высокой чувствительностью к изменениям температуры и широким рабочим диапазоном от -58 ° F до 302 ° F (от -50 ° C до 150 ° C).
Прочитайте больше …
Термометрия Типы RL35 / 40/45 термисторов NTC с радиальными выводами состоят из согласованных по точкам дисковых термисторов с неизолированными проводами.Они подходят для монтажа печатных плат и датчиков с высокой чувствительностью к изменениям температуры и широким рабочим диапазоном от -58 ° F до 302 ° F (от -50 ° C до 150 ° C).
Прочитайте больше …
Термометрия Тип SA сменных радиальных выводов Термисторы NTC состоят из сменных термисторов с неизолированными выводами.Они подходят для монтажа печатных плат и датчиков с высокой чувствительностью к изменениям температуры и широким рабочим диапазоном от -58 ° F до 302 ° F (от -50 ° C до 150 ° C).
Прочитайте больше …
Устройства для поверхностного монтажа (SMD)
Термометрические устройства для поверхностного монтажа (SMD) Термисторы NTC предназначены для измерения, контроля и компенсации температуры.Они подходят для стандартных методов пайки и доступны в различных размерах, включая 0402, 0603, 0805 и 1206.
Прочитайте больше …
Отрицательный температурный коэффициент »Примечания по электронике
Термистор NTC с отрицательным температурным коэффициентом используется во многих целях, от измерения температуры до управления.
Resistor Tutorial:
Обзор резисторов Углеродный состав Карбоновая пленка Металлооксидная пленка Металлическая пленка Проволочная обмотка SMD резистор MELF резистор Переменные резисторы Светозависимый резистор Термистор Варистор Цветовые коды резисторов Маркировка и коды SMD резисторов Характеристики резистора Где и как купить резисторы Стандартные номиналы резисторов и серия E
Термистор NTC широко используется во многих приложениях для различных целей, где требуется отрицательный температурный коэффициент.
Поскольку это термистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления, сопротивление падает при повышении температуры, что делает его особенно полезным в различных областях.
Основы термистора NTC
Как видно из названия, термистор NTC обеспечивает уменьшение сопротивления при повышении температуры корпуса термистора.
Изменение температуры корпуса термистора NTC может происходить двумя основными способами:
- Повышение внешней температуры: Повышение температуры внешней жидкости, возможно, воздуха, в котором находится термистор NTC, приведет к изменению температуры корпуса устройства и, следовательно, его сопротивления.Чтобы термисторы срабатывали при таком использовании, они должны находиться в таком месте, где температура окружающей среды может быть максимально хорошо измерена. Требуется хорошая теплопроводность термистора, либо помещая его в поток жидкости, например воздух, или обеспечивая его термическое соединение с шасси или другим механическим элементом, на котором необходимо измерять температуру.
- Прохождение тока через устройство: Прохождение тока через любой резистор, включая термистор NTC, приведет к рассеиванию тепла (Вт = Вольт x Ампер).Это вызовет повышение температуры.
Обычно термисторы NTC демонстрируют изменение сопротивления от -3% / ° C до -6% ° C при 25 ° C. Фактическое соотношение следует кривой, которая является приблизительно экспоненциальной, с гораздо более высокими изменениями сопротивления при более низких температурах и значительным снижением при более высоких температурах. График температуры сопротивления термистора NTC
Тип используемого материала будет определять многие свойства, но при температурах около -40 ° C изменение сопротивления может достигать -8% / ° C, но в более плоской части NTC кривая термистора может составлять всего -1% / ° C при температурах выше 200 ° C или около того.
Структура и материалы термистора NTC
Термисторы физически могут принимать различные формы. Термисторы NTC могут быть изготовлены в виде прессованных дисков, стержней, пластин, шариков или даже полупроводникового чипа, например, с использованием спеченного оксида металла.
Часто термисторы NTC на основе оксида металла изготавливаются с малой мощностью, которые сжимаются и спекаются при высокой температуре. Используемые материалы включают Mn2O3, NiO, Co2O3, Cu2O, Fe2O3, TiO2 и т.п. Они также могут быть изготовлены из кристаллов кремния или германия, которые легированы для обеспечения требуемого уровня проводимости.
ТермисторыNTC работают, потому что повышение температуры приводит к увеличению количества активных носителей заряда, поскольку они освобождаются от кристаллической решетки.
Метод проводимости зависит от типа материала. В случае оксида железа Fe2O3, легированный титаном, дает полупроводник N-типа, и в этом случае основными носителями заряда являются электроны. В других материалах, таких как оксид никеля, NiO, легированный литием, Li образует полупроводник p-типа, в котором основными носителями заряда являются дырки.В любом случае демонстрируются те же основные характеристики термистора NTC.
выбор материала термистора NTC зависит от многих факторов, но одним из основных является требуемый температурный диапазон.
Терморезисторы NTC с германиевымобычно используются для температур в диапазоне от 1 до 100 ° K (то есть абсолютных градусов). Кремниевые для температур до 250 ° K — их нельзя использовать выше этой, потому что выше этой температуры преобладает положительный температурный коэффициент.Металлооксидные термисторы NTC используются в диапазоне температур 200–700 ° K. Для более высоких температур требуются очень стабильные соединения, и термисторы NTC для этих температур могут быть изготовлены из таких материалов, как: Al2O3, BeO, MgO, ZrO2, Y2O3 и Dy2O3.
ТермисторыNTC широко используются в электронной промышленности для многих основных задач измерения температуры. Сами термисторы могут быть очень маленькими, часто размером с небольшую бусину, но с двумя выходящими из них выводами. Существуют другие типы и размеры, обеспечивающие множество характеристик.
Другие электронные компоненты:
Резисторы
Конденсаторы
Индукторы
Кристаллы кварца
Диоды
Транзистор
Фототранзистор
Полевой транзистор
Типы памяти
Тиристор
Разъемы
Разъемы RF
Клапаны / трубки
Аккумуляторы
Переключатели
Реле
Вернуться в меню «Компоненты». . .
| 1 | Ударопрочность | Форма волны удара: полусинусоидальная волна 11 мс Ускорение удара ： 50G Направление удара: X-X ’, Y-Y’, Z-Z ’(3 раза для каждого направления) | Скорость изменения сопротивления | – | – | В пределах ± 2% |
| Скорость изменения B-значения | – | – | В пределах ± 1% | |||
| 2 | Температурный цикл | -40 (в автомобиле ： -55) ± 3 ° C (30 ± 3мин.) → Комнатная температура (3 мин. Макс.) → 125 ± 3 ° C (30 ± 3мин.) → Комнатная температура (3 мин. Макс.) * Операция, описанная выше, представляет собой один цикл и повторяется 100 раз (компоненты в автомобиле: повторить 2000 раз) | Скорость изменения сопротивления | В пределах ± 3% | В пределах ± 2% | В пределах ± 2% |
| Скорость изменения значения B | В пределах ± 2% | В пределах ± 1% | В пределах ± 1% | |||
| 3 | Влагостойкость | Температура испытания: 85 ± 2 ° C Относительная влажность: 85 ± 5% Время испытания: 1000 + 48/0 часов (компоненты в автомобиле ： 2000 + 48/0 часов) | Скорость изменения сопротивления | В пределах ± 3% | В пределах ± 3% | В пределах ± 2% |
| Скорость изменения B-значения | В пределах ± 2% | В пределах ± 1% | В пределах ± 1% | |||
| 4 | Влажная тепловая нагрузка | Температура испытания: 85 ± 2 ° C Относительная влажность: 85 ± 5% Подаваемая мощность: 10 мВт Время испытания: 1000 + 48/0 часов (компоненты в автомобиле ： 2000 + 48/0 часов) | Скорость изменения сопротивления | В пределах ± 3% | В пределах ± 2% | В пределах ± 2% |
| Скорость изменения B-значения | В пределах ± 2% | В пределах ± 1% | В пределах ± 1% | |||
| 5 | Низкая температура хранения | Температура испытания: -40 ± 3 ° C Время испытания: 1000 + 48/0 часов (компоненты в автомобиле ： 2000 + 48/0 часов) | Скорость изменения сопротивления | В пределах ± 3% | В пределах ± 2% | В пределах ± 2% |
| Скорость изменения значения B | В пределах ± 2% | В пределах ± 1% | В пределах ± 1% | |||
| 6 | Высокая температура хранения # 1 | Температура испытания: 85 ± 3 ° C Время испытания: 1000 + 48/0 часов | Скорость изменения сопротивления | – | В пределах ± 2% | – |
| Скорость изменения B-значения | – | В пределах ± 1% | – | |||
| 7 | Высокая температура хранения # 2 | Температура испытания: 125 ± 3 ° C Время испытания: 1000 + 48/0 часов (компонент в автомобиле ： 2000 + 48/0 часов) | Скорость изменения сопротивления | В пределах ± 3% | В пределах ± 2% | В пределах ± 2% |
| Скорость изменения B-значения | В пределах ± 2% | В пределах ± 1% | В пределах ± 1% | |||
| 8 | Высокая температура хранения # 3 | Температура испытания: 150 ± 3 ° C Время испытания: 1000 + 48/0 часов | Скорость изменения сопротивления | – | – | В пределах ± 3% |
| Скорость изменения B-значения | – | – | В пределах ± 2% |
Термисторы NTC как датчики температуры | Проекты
Марк Харрис| & nbsp 9 сентября 2020 г.
Во введении к этой серии мы начали работу по тестированию всех доступных типов температуры, создав набор шаблонов проектов: один для аналоговых датчиков и один для цифровых датчиков.Вы можете найти эти шаблоны и реализации датчиков для этих термисторов NTC на GitHub. Как всегда, это проекты с открытым исходным кодом, выпущенные под лицензией MIT, что позволяет использовать их с минимальными ограничениями.
В этой статье мы начнем с нашего первого типа датчика температуры, термистора с отрицательным температурным коэффициентом (NTC). Термисторы NTC, вероятно, являются наиболее часто используемым классом датчиков, поскольку они дешевы, просты в использовании и, несмотря на невысокую точность, достаточно точны для большинства приложений.
Если вы хотите приобрести термисторы NTC, посетите Octopart и узнайте, что есть в наличии у вашего любимого дистрибьютора. Вы также можете найти полный спектр термисторов NTC и многие десятки тысяч других компонентов и датчиков в моей библиотеке Celestial Altium, крупнейшей библиотеке с открытым исходным кодом для Altium Designer®.
В этой серии мы рассмотрим широкий спектр датчиков температуры , , рассказывая об их преимуществах и недостатках, а также об общих реализациях / топологиях их реализации.В серию войдут:
Измерение с помощью термисторов
Несмотря на то, что я только что сказал о неточности термисторов, они широко используются. В большинстве случаев точность измерения температуры не превышает нескольких градусов Цельсия. При встраивании базовой тепловой защиты или тепловой компенсации термисторы PTC или NTC достаточно хороши. Большинство 3D-принтеров используют термисторы для своих подогреваемых кроватей и горячих концов, поэтому вам необходимо откалибровать настройки температуры нити для каждого принтера.Для меня, когда я печатаю один и тот же материал с тремя разными горячими концами, у меня три температуры в диапазоне почти 10 ° C. Датчики очень дешевы в использовании, что отлично подходит для недорогих устройств, особенно если вы можете откалибровать датчик в цепи во время производства или пользователь.
Источник: Методы уменьшения ошибок линеаризации термистора, требований к памяти и мощности в широком диапазоне рабочих температурСтоимость термисторов компенсируется дополнительными инженерными усилиями по получению точного измерения температуры, особенно в широком диапазоне температур.Это делает их очень хорошими для приложений защиты, где приемлемо общее представление о температуре. В большинстве литий-ионных аккумуляторных батарей используется термистор 10k NTC для отключения зарядки, если элементы становятся слишком горячими, чтобы предотвратить катастрофический сбой.
Термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC)
Термистор NTC — это резистор, сопротивление которого падает при повышении температуры. Это позволяет с помощью обычных методов измерения сопротивления в цепи рассчитать температуру резистора.К сожалению, изменение температуры нелинейно, что означает, что вы не можете напрямую измерить изменение температуры по изменению сопротивления. Многие производители предоставят кривую зависимости сопротивления от температуры и, возможно, даже формулу для расчета температуры по сопротивлению, что означает, что микроконтроллер можно использовать для получения достаточно точных измерений. Предположим, производитель не предоставляет эту информацию. В этом случае вы можете использовать точный датчик температуры или климатическую камеру для измерения датчика в определенных заданных точках, чтобы самостоятельно определить формулу.
В этом проекте мы рассмотрим два разных термистора NTC и несколько их реализаций. Это термисторы с жестким допуском, но они все же не слишком дороги по сравнению с другими термисторами с более низким допуском.
Оба эти компонента предназначены для поверхностного монтажа; однако компоненты со сквозным отверстием легко доступны. Обычно компоненты со сквозным отверстием припаяны к концу пары проводов для дистанционного зондирования. Если вы хотите протестировать термистор на проводе, не тратя много денег, поищите датчики температуры для 3D-принтера, обычно это термистор 10K.Однако в некоторых принтерах вместо этого используются термисторы 100K.
Часть | NCP03WF104F05RL | NCP15Xh203F03RC |
Измерение температуры мин. | -40 ° С | -40 ° С |
Макс. Температура при измерении | + 125 ° С | + 125 ° С |
Диапазон срабатывания | Местный | Местный |
Сопротивление при 25 ° C | 100 кОм | 10 кОм |
Допуск сопротивления | 1% | 1% |
Допуск значения B | 1% | 1% |
Рабочая температура | от -40 ° C до +125 ° C | от -40 ° C до +125 ° C |
B0 / 50 | – | – |
B15 / 75 | 4250 К | 3380 К |
B25 / 75 | – | – |
B25 / 85 | 4311 К | 3434 К |
B25 / 100 | 4334 К | 3455 К |
Максимальная мощность (мВт) | 100 мВт | 100 мВт |
Производитель | Мурата | Мурата |
Пакет | 0201 | 0402 |
Диапазон чувствительности термисторов является преимуществом по сравнению с некоторыми датчиками, которые мы рассмотрим позже.Диапазон чувствительности покрывает весь рабочий диапазон датчика, что позволяет использовать его в самых разных приложениях. Поскольку термисторы настолько просты, вы можете использовать их далеко за пределами этих номинальных диапазонов, пока ваш припой не перейдет в расплавленное состояние или тепловое сжатие не повредит устройство.
Основное различие между двумя датчиками, помимо размера корпуса, заключается в сопротивлении при 25 ° C — у нас есть термисторы NTC 100 кОм и 10 кОм, которые являются наиболее часто используемыми значениями.
Таблицы данных для этих двух датчиков выглядят довольно линейно, пока вы не поймете, что ось сопротивления является логарифмической. В линейном масштабе, как на графике ниже, мы видим, что сопротивление далеко не линейное при прямом чтении.
Источник: Термисторы / Измерение температуры с помощью термисторов NTCМы можем разместить резистор, который соответствует сопротивлению термистора, в центре интересующего температурного диапазона параллельно термистору, чтобы сделать небольшой участок кривой более линейным.Это может упростить расчет и калибровку в линейном температурном диапазоне. Предположим, у вас есть возможность измерить полный профиль термистора, чтобы вычислить значения для формулы термистора, или производитель любезно предоставил их в таблице данных. В этом случае вы можете сэкономить резистор и по-прежнему получать точные измерения во всем диапазоне.
Источник: Термисторы / Измерение температуры с помощью термисторов NTCРеализация термистора NTC: Делитель напряжения
Самый простой способ измерить температуру — использовать делитель напряжения.Вы можете использовать термистор как верхнюю или нижнюю ножку делителя потенциала. Если вы используете термистор в качестве «верхней» ножки делителя потенциала, напряжение будет увеличиваться с увеличением температуры. Если вы используете термистор в качестве нижней ножки делителя напряжения, то напряжение будет уменьшаться с увеличением температуры.
Любой из методов допустим. Однако я бы посоветовал попытаться уменьшить ток через делитель, чтобы предотвратить самонагрев термистора.В зависимости от номинала вашего термистора NTC и требований вы можете оптимизировать реализацию, изменив топологию.
В своей реализации я использую простой делитель, который не оптимизирован для какого-либо конкретного диапазона температур за счет использования верхнего делителя, соответствующего сопротивлению термистора при 25 ° C. При 25 ° C следует ожидать половину входного напряжения. Предположим, вы создали таким образом датчик температуры. В этом случае вы должны иметь представление о температурном диапазоне, с которым вы работаете, и оптимизировать сопротивление и топологию, чтобы обеспечить максимально широкий диапазон напряжений для более точного измерения температуры.
Обратите внимание, что при повышении температуры сопротивление термистора NTC будет падать. Это означает, что большая часть мощности будет падать на эталонный резистор, поскольку он имеет большее падение напряжения. Это также помогает предотвратить самонагревание и является хорошей стратегией, если мы хотим измерить температуру выше температуры окружающей среды.
Схема расположения печатной платы
Для создания печатной платы мы собираемся использовать шаблон проекта карты датчика температуры, который мы создали в предыдущей статье этой серии.Шаблон также доступен на GitHub, если вы хотите использовать его для своих датчиков.
Одна вещь, которую вы могли заметить, это то, что названия плат такие же, как и в шаблоне проекта. Это не упростит управление потенциально десятками этих плат, если все они будут иметь одинаковые имена схем и файлов печатной платы!
Я спросил своего друга Давиде Бортолами, есть ли у него способ переименовать файлы в проекте Altium, поскольку моя практика заключалась в том, чтобы удалить файл из проекта — переименовать его, а затем снова добавить в проект.Мой путь был довольно неуклюжим, поэтому Давид сразу же предложил Storage Manager для переименования файлов. Вы можете найти диспетчер хранилища под кнопкой панели в правом нижнем углу Altium.
Диспетчер хранилища работает нормально, даже если у вас нет текущего проекта в репозитории системы управления версиями. Все, что нам нужно сделать, это щелкнуть правой кнопкой мыши схему или плату и нажать «Переименовать» (или нажать F2).
Это гораздо более элегантное решение, чем метод, который я обычно использовал.
Затем мы добавляем одну из приведенных выше реализаций на лист схемы. Единственное изменение, которое необходимо изменить в шаблонных частях схемы, — это подключить аналоговый выход датчика к краевому разъему карты.
Поскольку эти схемы являются несимметричными, а не дифференциальными, мы можем подключить отрицательную сторону пары к земле, а положительная сторона будет получать выходной сигнал от подключенного к ней делителя напряжения. Затем все, что нам нужно сделать, это обновить плату, чтобы добавить новые компоненты.
Во время работы с платой я также заполняю таблицу аналоговых каналов, которую мы поместили в шаблон, чтобы определить, какой канал использует конкретная карта датчика. Это должно снизить вероятность добавления двух датчиков, использующих один и тот же канал, в один стек.
Платы для них, конечно, невероятно просты, всего два компонента добавляются на плату. Я мог бы разместить оба датчика на одной плате, но я хочу, чтобы это было по одному датчику на каждой плате. Благодаря тому, что каждая реализация датчика изолирована от собственной печатной платы, ни один датчик не будет влиять на результаты других датчиков, поскольку они используют одну плату.
Плата термистора 100k NTC по существу идентична остальным компонентам резистора и термистора. Шаблон проекта подготавливает легкую работу по созданию серии очень похожих печатных плат.
Реализация NTC: добавление параллельного резистора
Как упоминалось выше, мы можем добавить резистор параллельно термистору NTC в нашем делителе напряжения. Это поможет линеаризовать часть делителя напряжения. Наличие линейного вывода для интересующего диапазона температур может быть полезно, если вы не можете запустить алгоритм на собранных данных, чтобы преобразовать значение в точную температуру.Это также может быть полезно, если у вас нет средств для точного сбора необходимых данных для определения значений для алгоритма. Для линейного участка диапазона температур потребуется показание напряжения, которое можно интерпретировать напрямую как разность температур.
Для этой реализации я просто добавляю параллельный резистор, который будет линеаризовать термистор при температуре около 25 ° C. Ваша реализация должна соответствовать сопротивлению термистора NTC в центральной точке диапазона температур, который вы пытаетесь измерить.
Я поместил два резистора 10K 0603 вместе для этой реализации, так как я не ожидаю, что будет какая-либо измеримая разница в физическом положении параллельного резистора с термистором. Если бы у нас были достаточно точные приборы, мы могли бы почувствовать тепло от параллельного резистора, нагревающего термистор, если бы они были близко друг к другу. Тем не менее, это будет настолько ничтожно мало, что не будет иметь никакого значения для любого реального приложения.
Реализация NTC: добавление повторителя напряжения
Для повышения стабильности схемы мы также можем использовать операционный усилитель в качестве повторителя напряжения.Это также может дать нам дополнительную точность в зависимости от того, как реализован вывод, измеряющий напряжение. Микроконтроллер или выделенный АЦП будет иметь некоторое сопротивление относительно земли, которое обычно очень велико, но он все равно будет действовать как резистор, параллельный нашему делителю напряжения. Используя операционный усилитель с буфером / повторителем напряжения, мы можем изолировать вывод микроконтроллера от делителя напряжения.
Я использую относительно недорогой буферный усилитель для этой схемы. Инструментальный усилитель будет стоить примерно столько же.Стоит отметить, что некоторые аналоговые и цифровые датчики, которые мы рассмотрим позже в этой серии, стоят меньше, чем просто буферный усилитель, и имеют большую точность и линейность, чем термисторы с PTC или NTC. Таким образом, хотя эта схема должна обеспечивать более точное считывание, она, вероятно, не будет иметь большого смысла в реальной реализации устройства, если вы не считываете термистор с внешнего устройства / оборудования, где вы не можете изменить чувствительный элемент.
Вы также можете использовать для этого операционный усилитель общего назначения с меньшими затратами.Буферные усилители имеют коэффициент усиления, равный единице, поэтому подключение обратной связи не требуется — и, что более важно, они имеют исключительно высокое входное и выходное сопротивление. Этот высокий импеданс по сравнению с обычным операционным усилителем обеспечивает большую точность при считывании показаний такого делителя напряжения. При этом такой буферный усилитель является огромным излишеством для термистора NTC, поскольку он более чем способен обрабатывать сигналы ГГц.
Печатная плата для реализации повторителя напряжения следует тому же общему стилю, что и другие, с буферным усилителем и резистором делителя на противоположной стороне теплового разрыва.Опять же, я бы не ожидал, что будет какое-либо измеримое тепло от буферного усилителя, проводимого к термистору, если они будут размещены вместе. Эта конструкция продолжает тему сохранения только чувствительного элемента внутри зоны термического разрыва, чтобы все наши измерения были согласованными и не искажались другими компонентами, находящимися поблизости.
Другие варианты: мост Уитстона
Вы также можете использовать мост Уитстона для еще более точного измерения термистора.Однако я не собираюсь реализовывать это для термистора NTC в этой серии. В статье о температурном датчике сопротивления (RTD) вы узнаете больше о реализации моста Уитстона. Хотя термистор, установленный правильно и используемый с правильной формулой, может быть довольно точным, использование моста Уитстона на относительно неточном датчике не стоит времени и затрат на внедрение. Результаты простых приложений, описанных выше, позволят вам получить максимальную отдачу от термистора NTC.
Проверьте сами платы термисторов NTC
Эти тестовые карты датчиков имеют открытый исходный код, проверьте репозиторий на GitHub, чтобы загрузить дизайны и использовать их самостоятельно. Если вы хотите оценить некоторые термисторы NTC, файлы проекта для этих плат сэкономят ваше время. Вы также найдете все сенсорные карты, которые мы разрабатываем во время этой серии, в том же репозитории GitHub, так что вы можете получить представление о том, что будет дальше в этой серии, проверив репозиторий!
Хотите узнать больше о том, как Altium может помочь вам в разработке вашей следующей печатной платы? Поговорите со специалистом Altium.
моментов, которые следует учитывать при выборе термистора NTC
Термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) служат в качестве высокоточных датчиков температуры для различных автомобильных, промышленных, бытовых приборов и медицинских приложений. Поскольку доступен широкий спектр термисторов NTC, созданных с различными конструкциями и изготовленных из различных материалов, выбор оптимального термистора NTC для конкретных приложений может быть сложной задачей.В этой статье рассматриваются типы термисторов NTC и их критические критерии производительности, а также даются советы по выбору подходящего устройства для конкретного применения.
Почему NTC?
Существует три основных технологии датчиков температуры, каждая из которых имеет свои особенности: датчики резистивного датчика температуры (RTD) и два типа термисторов, термисторы с положительным и отрицательным температурным коэффициентом. Датчики RTD используются в основном для измерения в широком диапазоне температур, и, поскольку в них используются чистые металлы, они, как правило, дороже, чем термисторы.
Следовательно, поскольку термисторы измеряют температуру с такой же или большей точностью, они обычно используются вместо резистивных датчиков температуры. Как следует из названия, сопротивление термисторов с положительным температурным коэффициентом (PTC) увеличивается с повышением температуры. Они обычно используются в качестве датчиков ограничения температуры в цепях отключения или безопасности, поскольку при достижении температуры переключения возникают всплески сопротивления. С другой стороны, сопротивление термисторов с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) уменьшается при повышении температуры.Зависимость сопротивления от температуры (R-T) представляет собой плоскую кривую, что обеспечивает высокую точность и стабильность измерения температуры.
Рисунок 1. Характеристики сопротивления термисторов PTC и NTC.Ключевые критерии выбора
ТермисторыNTC обладают высокой чувствительностью и измеряют температуру с высокой точностью (± 0,1 ° C), что делает их идеальной технологией для измерения температуры в широком диапазоне приложений.Однако выбор того, какой тип указать, зависит от нескольких критериев — диапазона температур, диапазона сопротивления, точности измерения, окружающей среды, времени отклика и требований к размерам.
Типы элементов NTC с эпоксидным покрытиемимеют прочную конструкцию и измеряют температуры, как правило, от -55 ° C до + 155 ° C, тогда как элементы NTC в стеклянной капсуле могут измерять температуру до + 300 ° C. Для приложений, где требуется чрезвычайно быстрое время отклика, более подходящим выбором являются герметизированные стеклом элементы.Они также более компактны и имеют диаметр до 0,8 мм.
Важно, чтобы температура термистора NTC соответствовала температуре компонента, вызывающего изменение температуры. Поэтому они доступны не только с обычными выводами, но и в корпусах с винтами для крепления к радиаторам для поверхностного монтажа.
Новинкой на рынке являются термисторы NTC, не содержащие свинца (микросхемы и элементы), которые соответствуют более строгим требованиям директивы RoSh3.
Понимание коэффициента рассеяния
Коэффициент рассеяния определяется как отношение изменения рассеиваемой мощности к результирующему изменению температуры корпуса термистора. Он выражается в мВт / К и служит мерой нагрузки, которая заставляет термистор в установившемся режиме повышать температуру своего тела на 1 К. Чем выше коэффициент рассеяния, тем больше тепла термистор рассеивает в окружающую среду.
Поскольку длина и материал вывода, герметизирующий материал, крепление и сборка помогают определить коэффициент рассеяния, рекомендуется испытать прототипы в «реальных» условиях.Эти тесты определяют максимально допустимый входной ток, чтобы гарантировать незначительную ошибку самонагрева внутри термистора при максимальной температуре измерения / регулирования. Однако существует тонкий баланс между подаваемым током и подаваемой мощностью, который должен быть как можно меньше, чтобы максимизировать чувствительность системы.
Обзор примеров применения
Сенсорные элементы и системыNTC применяются в самых разных областях, особенно в автомобильном секторе.Типичные области применения включают подогрев рулевых колес и сидений, а также сложные системы климат-контроля. Используемые в системах рециркуляции выхлопных газов (EGR), датчиках впускного коллектора (AIM) и датчиках температуры и абсолютного давления в коллекторе (TMAP), термисторы охватывают широкий диапазон рабочих температур с высокой ударопрочностью и вибрационной стойкостью, высокой надежностью и длительным сроком службы. -временная стабильность. В данном случае глобальный стандарт устойчивости к нагрузкам AEC-Q200 является обязательным, если термистор будет использоваться в автомобильных приложениях.
В электрических и гибридных транспортных средствах датчики NTC используются для обеспечения безопасности аккумулятора, контроля обмотки электрического импульса и состояния зарядки. Система охлаждения хладагента, которая охлаждает аккумулятор, связана с системой кондиционирования воздуха.
Измерение и регулирование температуры в бытовых приборах охватывает широкий диапазон температур. Например, в сушилках для одежды датчики температуры определяют температуру горячего воздуха, поступающего в барабан, а также выпускаемого воздуха на выходе из барабана.Для охлаждения и замораживания датчики NTC измеряют температуру охлаждающего отделения, защищают испаритель от обледенения и определяют температуру окружающей среды. В небольших приборах, таких как утюги, кофеварки и чайники, датчики температуры встроены в целях безопасности и повышения энергоэффективности. Приборы для отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) составляют еще один значительный сегмент рынка.
Растущий медицинский сектор
Сектор медицинской электроники предлагает широкий спектр устройств для стационарного, амбулаторного и даже домашнего ухода, а термисторы NTC используются в качестве компонентов для измерения температуры в медицинских устройствах.
Во время зарядки небольших мобильных медицинских приборов важно постоянно контролировать рабочую температуру аккумуляторных батарей. Это связано с тем, что электрохимические реакции, используемые во время мониторинга, в основном зависят от температуры, и быстрый и точный анализ имеет жизненно важное значение.
Пластыри для непрерывного мониторинга глюкозы (GCM) контролируют уровень сахара в крови у пациентов с диабетом. Здесь датчики NTC используются для измерения температуры, так как это влияет на результаты.
В терапии непрерывного положительного давления в дыхательных путях (CPAP) используется аппарат, чтобы помочь человеку, страдающему апноэ во сне, легче дышать во время сна. Аналогичным образом, при серьезных респираторных заболеваниях, таких как COVID-19, аппараты искусственной вентиляции легких принимают на себя дыхание пациента, мягко нагнетая воздух в его легкие и удаляя углекислый газ. В обоих случаях датчики NTC в стеклянной капсуле интегрированы в увлажнитель, воздуховод и воздухозаборник для измерения температуры воздуха, чтобы пациенту было комфортно.
Недавняя пандемия выдвигает требования к более высокой чувствительности и точности датчиков NTC с долгосрочной стабильностью. Новые тестеры на вирусы предъявляют строгие требования к контролю температуры, чтобы гарантировать последовательную реакцию между образцом и реагентом. В умные часы также интегрированы системы контроля температуры тела, которые предупреждают о возможном заболевании.
Решение головоломки приложения
Уникально, что материалы и технологии, используемые в портфеле NTC TDK, разработаны собственными силами.
Термисторы, изготовленные по индивидуальному заказу, спроектированы и разработаны в соответствии с применением; TDK поддерживает всю концепцию от проектирования до серийного производства. Этот сквозной процесс включает в себя концептуальные обзоры новых проектов, строительных и трехмерных чертежей, трехмерное моделирование, компьютерное моделирование, инструменты и прототипы, включая трехмерную печать, тестирование и проверку в соответствии с индивидуальными спецификациями.
Процесс создания поддерживается различными предприятиями по всему миру.
Отраслевые статьи — это форма контента, позволяющая отраслевым партнерам делиться полезными новостями, сообщениями и технологиями с читателями All About Circuits, что не подходит для редакционного контента. Все отраслевые статьи подчиняются строгим редакционным правилам с целью предложить читателям полезные новости, технические знания или истории. Точки зрения и мнения, выраженные в отраслевых статьях, принадлежат партнеру, а не обязательно All About Circuits или ее авторам.
.