Termistor Ntc que es beta. Termistor: características y principio de funcionamiento. Aplicación de termistores RTS

Termistores NTC y PTC

Actualmente, la industria produce una amplia gama de termistores, posistores y termistores NTC. Cada modelo o serie individual se fabrica para funcionar en determinadas condiciones y se les imponen determinados requisitos.

Por lo tanto, simplemente enumerar los parámetros de los posistores y los termistores NTC será de poca utilidad. Tomaremos una ruta ligeramente diferente.

Cada vez que tenga en sus manos un termistor con marcas fáciles de leer, necesitará encontrar una hoja de referencia o una hoja de datos para este modelo de termistor.

Si no sabes qué es una hoja de datos, te aconsejo que eches un vistazo a esta página. En pocas palabras, la hoja de datos contiene información sobre todos los parámetros principales de este componente. Este documento enumera todo lo que necesita saber para aplicar un componente electrónico específico.

Tenía este termistor en stock. Echa un vistazo a la foto. Al principio no sabía nada de él. Había información mínima. A juzgar por la marca, se trata de un termistor PTC, es decir, un posistor. Lo dice ahí: PTC. La siguiente es la marca C975.

Al principio puede parecer que es poco probable que sea posible encontrar al menos alguna información sobre este posistor. ¡Pero no cuelgues la nariz! Abra el navegador, escriba una frase como estas en Google: “posistor c975”, “ptc c975”, “ptc c975 datasheet”, “ptc c975 datasheet”, “posistor c975 datasheet”. A continuación, sólo queda encontrar la hoja de datos de este posistor. Como regla general, las hojas de datos tienen el formato de archivo PDF.

De la hoja de datos encontrada en PTC C975, aprendí lo siguiente. Es producido por EPCOS. Título completo B59975C0160A070(Serie B599*5). Este termistor PTC se utiliza para limitar la corriente durante cortocircuitos y sobrecargas. Aquellos. Esta es una especie de fusible.

Daré una tabla con las principales características técnicas de la serie B599*5, así como una breve explicación de lo que significan todos estos números y letras.

Ahora dirijamos nuestra atención a las características eléctricas de un producto en particular, en nuestro caso es un posistor PTC C975 (marca completa B59975C0160A070). Echa un vistazo a la siguiente tabla.

yo r - Corriente nominal (mamá). Corriente nominal. Esta es la corriente que un posistor determinado puede soportar durante mucho tiempo. También lo llamaría corriente normal y en funcionamiento. Para el posistor C975, la corriente nominal es de poco más de medio amperio, concretamente de 550 mA (0,55 A).

ES - Corriente de conmutación (mamá). Corriente de conmutación. Ésta es la cantidad de corriente que fluye a través de un posistor a partir del cual su resistencia comienza a aumentar bruscamente. Así, si a través del posistor C975 comienza a fluir una corriente de más de 1100 mA (1,1A), este comenzará a cumplir su función protectora, o mejor dicho, comenzará a limitar la corriente que fluye a través de sí mismo debido a un aumento de resistencia. . Corriente de conmutación ( ES) y temperatura de referencia ( tref) están conectados, ya que la corriente de conmutación hace que el posistor se caliente y su temperatura alcance el nivel tref, en el que aumenta la resistencia del posistor.

yo smax - Corriente de conmutación máxima (A). Corriente máxima de conmutación. Como podemos ver en la tabla, para este valor también se indica el valor de voltaje en el posistor: V=Vmáx. Esto no es un accidente. El caso es que cualquier posistor puede absorber una determinada potencia. Si excede el límite permitido, fallará.

Por lo tanto, la tensión también se especifica para la corriente de conmutación máxima. En este caso es igual a 20 voltios. Multiplicando 3 amperios por 20 voltios obtenemos una potencia de 60 vatios. Esta es exactamente la potencia que nuestro posistor puede absorber al limitar la corriente.

Yo r- corriente residual (mamá). Corriente residual. Esta es la corriente residual que fluye a través del posistor, después de que se ha disparado, y comienza a limitar la corriente (por ejemplo, durante una sobrecarga). La corriente residual mantiene el posistor calentado de modo que esté en un estado "caliente" y actúa como limitador de corriente hasta que se elimina la causa de la sobrecarga. Como puede ver, la tabla muestra el valor de esta corriente para diferentes voltajes en el posistor. Uno para máximo ( V=Vmáx), otro para nominal ( V=VR). No es difícil adivinar que multiplicando la corriente límite por el voltaje, obtenemos la potencia necesaria para mantener el calentamiento del posistor en el estado activado. para posistor PTC C975 esta potencia es de 1,62~1,7W.

Qué ha pasado RR Y Rmín El siguiente gráfico nos ayudará a entenderlo.

R mín - Resistencia mínima (Ohm). Resistencia mínima. El valor de resistencia más pequeño del posistor. La resistencia mínima, que corresponde a la temperatura mínima a partir de la cual comienza el rango con TCR positivo. Si estudias en detalle los gráficos de posistores, notarás que hasta el valor T Rmin Por el contrario, la resistencia del posistor disminuye. Es decir, un posistor a temperaturas inferiores T Rmin Se comporta como un termistor NTC "muy malo" y su resistencia disminuye (ligeramente) al aumentar la temperatura.

R R - Resistencia nominal (Ohm). Resistencia nominal. Esta es la resistencia del posistor a una temperatura previamente especificada. Generalmente esto 25ºC(con menos frecuencia 20ºC). En pocas palabras, se trata de la resistencia de un posistor a temperatura ambiente, que podemos medir fácilmente con cualquier multímetro.

Aprobaciones - traducido literalmente, esto es aprobación. Es decir, está aprobado por tal o cual organización que se ocupa del control de calidad, etc. No está particularmente interesado.

Código de pedido - número de serie. Aquí creo que está claro. Etiquetado completo del producto. En nuestro caso es B59975C0160A070.

De la hoja de datos del posistor PTC C975, aprendí que se puede usar como fusible autorreintable. Por ejemplo, en un dispositivo electrónico que en modo de funcionamiento consume una corriente de no más de 0,5 A con una tensión de alimentación de 12 V.

Ahora hablemos de los parámetros de los termistores NTC. Permítanme recordarles que el termistor NTC tiene un TCS negativo. A diferencia de los posistores, cuando se calienta, la resistencia de un termistor NTC cae bruscamente.

Tenía varios termistores NTC en stock. Se instalaron principalmente en fuentes de alimentación y todo tipo de unidades de energía. Su finalidad es limitar la corriente de arranque. Me decidí por este termistor. Averigüemos sus parámetros.

Las únicas marcas en el cuerpo son las siguientes: 16D-9 F1. Después de una breve búsqueda en Internet, logramos encontrar una hoja de datos para toda la serie de termistores NTC MF72. Específicamente, nuestra copia es MF72-16D9. Esta serie de termistores se utilizan para limitar la corriente de entrada. El siguiente gráfico muestra claramente cómo funciona un termistor NTC.

En el momento inicial, cuando se enciende el dispositivo (por ejemplo, una fuente de alimentación conmutada para una computadora portátil, un adaptador, una fuente de alimentación para una computadora, un cargador), la resistencia del termistor NTC es alta y absorbe el pulso de corriente. Luego se calienta y su resistencia disminuye varias veces.

Mientras el dispositivo está funcionando y consumiendo corriente, el termistor está calentado y su resistencia es baja.

En este modo, el termistor prácticamente no ofrece resistencia a la corriente que fluye a través de él. Tan pronto como se desconecta el aparato eléctrico de la fuente de alimentación, el termistor se enfriará y su resistencia aumentará nuevamente.

Dirijamos nuestra atención a los parámetros y características principales del termistor NTC MF72-16D9. Echemos un vistazo a la tabla.

R 25 - Resistencia nominal del termistor a 25°C (Ohm). Resistencia del termistor a una temperatura ambiente de 25°C. Esta resistencia se puede medir fácilmente con un multímetro. Para el termistor MF72-16D9, esto es 16 ohmios. De hecho 25 rands- esto es lo mismo que RR(Resistencia nominal) para un posistor.

Máx. Corriente de estado estacionario - Corriente máxima del termistor (A). La máxima corriente posible a través del termistor que puede soportar durante mucho tiempo. Si excede la corriente máxima, se producirá una caída de la resistencia similar a una avalancha.

Aprox. R de máx. Actual - Resistencia del termistor a corriente máxima (Ohm). Valor aproximado de la resistencia del termistor NTC al flujo de corriente máximo. Para el termistor NTC MF72-16D9, esta resistencia es de 0,802 ohmios. Esto es casi 20 veces menor que la resistencia de nuestro termistor a una temperatura de 25°C (cuando el termistor está “frío” y no está cargado con corriente que fluya).

Disipar. Coef. - Factor de sensibilidad energética (mW/°C). Para que la temperatura interna del termistor cambie 1°C, debe absorber una cierta cantidad de energía. La relación entre la potencia absorbida (en mW) y el cambio de temperatura del termistor es lo que muestra este parámetro. Para nuestro termistor MF72-16D9 este parámetro es 11 milivatios/1°C.

Permítanme recordarles que cuando un termistor NTC se calienta, su resistencia disminuye. Para calentarlo se consume la corriente que lo atraviesa. Por lo tanto, el termistor absorberá energía. La potencia absorbida conduce al calentamiento del termistor y esto, a su vez, conduce a una disminución de la resistencia del termistor NTC de 10 a 50 veces.

Constante de tiempo térmica - Tiempo de enfriamiento constante (S). El tiempo durante el cual la temperatura de un termistor descargado cambiará en un 63,2% de la diferencia de temperatura entre el termistor y el medio ambiente. En pocas palabras, este es el tiempo durante el cual el termistor NTC logra enfriarse después de que la corriente deja de fluir a través de él. Por ejemplo, cuando se desconecta el suministro eléctrico de la red eléctrica.

Máx. Capacitancia de carga en μF - Capacidad máxima de descarga . Característica de prueba. Muestra la capacitancia que se puede descargar en un termistor NTC a través de una resistencia limitadora en un circuito de prueba sin dañarlo. La capacitancia se especifica en microfaradios y para un voltaje específico (120 y 220 voltios de corriente alterna (VAC)).

Tolerancia de R 25 - Tolerancia . Desviación permitida de la resistencia del termistor a una temperatura de 25°C. De lo contrario, se trata de una desviación de la resistencia nominal. 25 rands. Normalmente la tolerancia es ±10 - 20%.

Esos son todos los parámetros principales de los termistores. Por supuesto, hay otros parámetros que se pueden encontrar en las hojas de datos, pero, por regla general, se calculan fácilmente a partir de los parámetros principales.

Espero que ahora, cuando se encuentre con un componente electrónico que no le resulte familiar (no necesariamente un termistor), le resulte fácil descubrir sus principales características, parámetros y finalidad.

A menudo noté ruidos de "chasquidos" en los interruptores al encender las bombillas (especialmente las LED). Si tienen condensadores como controlador, entonces los "pops" son simplemente aterradores. Estos termistores ayudaron a resolver el problema.
Todo el mundo sabe desde la escuela que en nuestra red fluye corriente alterna. Y la corriente alterna es una corriente eléctrica que cambia de magnitud y dirección con el tiempo (cambia según una ley sinusoidal). Por eso los “aplausos” siempre ocurren. Depende del momento en el que te encuentres. En el momento de cruzar el cero no habrá algodón en absoluto. Pero no sé cómo encenderlo :)
Para suavizar la corriente de entrada sin afectar el funcionamiento del circuito, pedí termistores NTC. Tienen una muy buena propiedad: al aumentar la temperatura, su resistencia disminuye. Es decir, en el momento inicial se comportan como resistencias ordinarias, disminuyendo su valor a medida que se calientan.

Un termistor (termistor) es un dispositivo semiconductor cuya resistencia eléctrica varía en función de su temperatura.
Según el tipo de dependencia de la resistencia con la temperatura, los termistores se distinguen entre negativos (termistores NTC, de las palabras "coeficiente de temperatura negativo") y positivos (termistores PTC, de las palabras "coeficiente de temperatura positivo" o posistores).

Mi tarea era aumentar la vida útil de las bombillas (no solo las LED), sino también proteger los interruptores contra daños (quemaduras).
No hace mucho hice una reseña sobre la resistencia multivuelta. Cuando lo pedí, noté el producto del vendedor. Allí vi estas resistencias. Inmediatamente pedí todo al vendedor.

Ordené a finales de mayo. El paquete llegó en 5 semanas. Llegué allí con esta pista.

No se puede decir inmediatamente que hay 50 piezas aquí.

Lo conté, exactamente cincuenta.
Cuando estaba seleccionando termistores para mis tareas, encontré este letrero de un vendedor. Creo que será útil para muchos. 10D-9 se descifra simplemente: resistencia (en cero) 10 ohmios, diámetro 9 mm.

Bueno, compilé mi tabla basándome en los experimentos que realicé. Es sencillo. Desde la instalación P321, con la que calibro multímetros, suministré una corriente calibrada.
La caída de voltaje a través del termistor se midió con un multímetro convencional.
Hay características:
1. A una corriente de 1,8 A, aparece el olor a pintura del termistor.
2. El termistor puede soportar fácilmente 3A.
3. El voltaje no se establece inmediatamente, sino que se acerca gradualmente al valor de la tabla a medida que se calienta o se enfría.
4. La resistencia de los termistores a una temperatura de 24˚C está entre 10 y 11 ohmios.

He resaltado en rojo la gama que es más aplicable en mi apartamento.
La tabla fue transferida al gráfico.

El trabajo más eficaz se realiza en un descenso pronunciado.
Inicialmente, tenía la intención de implantar cada termistor en una bombilla. Pero después de probar el producto recibido y tomar las características, me di cuenta de que ellos (los termistores) necesitaban una carga más seria. Por eso decidí instalarlo en interruptores para que sirvieran para varias bombillas a la vez. Los cables de resistencia son un poco delgados, así que tuve que salir de la situación de esta manera.

No tengo un engarce especial, así que trabajé con unos alicates.

Para un solo interruptor preparé un solo bloque de terminales.

Para el doble preparé otro set. Será más conveniente instalarlo con un bloque de terminales.

Lo principal está hecho. Se mantuvo sin problemas.

Ya llevan seis meses trabajando. Después de instalarlo en su lugar, ya no escuché los terribles "pops".
Ha pasado suficiente tiempo para concluir que son adecuados. Y no sólo son adecuados para bombillas LED.
Pero encontré un termistor de este tipo directamente en el circuito del controlador de LED (ITead Sonoff LED- WiFi Dimming LED)
Los chinos no instalan grandes resistencias para no interferir con el correcto funcionamiento del circuito.

¿Qué más quería decir al final? Cada uno debe elegir el valor de resistencia por sí mismo de acuerdo con las tareas a resolver. Esto no es nada difícil para una persona técnicamente alfabetizada. Cuando pedí termistores, no había ninguna información sobre ellos. Lo tienes ahora. Mira el gráfico de dependencia y ordena lo que creas que es más adecuado para tus tareas.
¡Eso es todo!
¡Buena suerte!

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¡Buen día! Hoy en este artículo habrá una forma sencilla de comprobarlo. termistor. Probablemente todos los radioaficionados sepan que existen dos tipos de termistores. CNT(Coeficiente de temperatura negativo) y PTC(Coeficiente de temperatura positivo). Como sugieren sus nombres, la resistencia de un termistor NTC será disminuye al aumentar la temperatura, y la resistencia del termistor PTC es aumento de temperatura - aumentará. Puede comprobar aproximadamente los termistores NTC y PTC utilizando cualquier multímetro y soldador.

Para hacer esto, debe cambiar el multímetro al modo de medición de resistencia y conectar sus terminales a los terminales del termistor (la polaridad no importa). Recuerde la resistencia y acerque el soldador calentado al termistor y al mismo tiempo observe la resistencia, debe aumentar o disminuir. Dependiendo del tipo de termistor que tengas delante, PTC o NTC. Si todo es como se describe arriba - el termistor esta funcionando.

Ahora, ¿cómo será en la práctica? Y para practicar tomé el primer termistor que encontré, resultó ser un termistor NTC MF72. En primer lugar, lo conecté al multímetro para filmar el proceso de prueba y, debido a la falta de pinzas de cocodrilo en el multímetro, tuve que soldar cables al termistor y luego simplemente atornillarlo a los contactos del multímetro.

Como puede ver en la foto a temperatura ambiente, la resistencia del termistor es de 6,9 ohmios; es poco probable que este valor sea correcto, ya que se enciende el indicador de batería baja. Luego llevé el soldador al termistor y toqué un poco el terminal para transferir rápidamente el calor del soldador al termistor.

La resistencia comenzó a disminuir lentamente y se detuvo en un valor de 2 ohmios, aparentemente a esta temperatura del soldador este es el valor mínimo. En base a esto, estoy casi cien por ciento seguro de que este termistor está funcionando.

Si el cambio de resistencia no es suave o no hay ningún cambio, entonces el termistor está defectuoso.

Recordar esto es solo un control aproximado. Para una prueba ideal, debe medir la temperatura y la resistencia correspondiente del termistor, luego comparar estos valores con la hoja de datos de este termistor.

La temperatura es uno de los parámetros más comunes registrados por un sistema integrado. Existe una amplia gama de sensores de temperatura disponibles para este tipo de mediciones. Los tipos de sensores van desde exóticos detectores de cuerpos negros hasta simples sensores resistivos, incluidos todos los tipos intermedios. En este artículo, analizaré brevemente los termistores de coeficiente de temperatura negativo (termistores NTC), uno de los sensores de temperatura más comunes utilizados en varios sistemas integrados.

Termistores

Un termistor es un elemento resistivo, generalmente hecho de un polímero o semiconductor, cuya resistencia cambia con la temperatura. Este tipo de dispositivo no debe confundirse con un sensor de temperatura resistivo (RTD). Los RTD suelen ser mucho más precisos, cuestan más y cubren un rango de temperatura más amplio.

Hay dos tipos de termistores, que se diferencian en la naturaleza de la dependencia de la resistencia de la temperatura. Si el valor de resistencia disminuye al aumentar la temperatura, llamamos a este dispositivo termistor de coeficiente de temperatura negativo (NTC). Si la resistencia aumenta con la temperatura, el dispositivo se conoce como termistor de coeficiente de temperatura positivo (PTC). Normalmente, los dispositivos PTC se utilizan como dispositivos de protección y los dispositivos NTC como sensores de temperatura. Muy a menudo, los termistores NTC se utilizan para controlar uniones PN de diodos láser de banda ancha.

Otra característica de un termistor es el costo. En pequeñas cantidades, un termistor típico suele costar entre 0,05 y 0,10 dólares por unidad. El bajo precio y la facilidad de conexión hacen que estos dispositivos sean muy atractivos para aplicaciones integradas.

El rango típico de medición de temperatura del termistor es de -50 °C a +125 °C. La mayoría de las aplicaciones que utilizan termistores funcionan en el rango de -10 °C a +70 °C, o como se le llama, el rango de temperatura ambiente comercial.

El error típico de la resistencia del termistor es bastante grande. La mayoría de los termistores se fabrican con una tolerancia de resistencia de ±5%.

Sin embargo, su precisión es bastante aceptable. Normalmente, podemos esperar que esté en el rango de ±0,5% a ±1,0%.

La expresión que relaciona la temperatura y la resistencia de un termistor se conoce como ecuación de Steinhart-Hart. Esta ecuación no lineal se muestra a continuación.

La Figura 1 muestra un gráfico de resistencia versus temperatura para el termistor NTC ERTJZET472 de la empresa. Este gráfico muestra que en una escala lineal la dependencia de la resistencia de la temperatura es muy no lineal.

Normalmente, los termistores se clasifican mediante un parámetro conocido como valor R25. Esta es la resistencia típica de un termistor a 25°C. El valor R25 para este termistor es 4700 ohmios.

Podemos conectar fácilmente el termistor a una fuente de corriente de baja potencia. Luego podemos leer el voltaje usando el ADC y comparar el resultado con la fila correspondiente en la tabla de búsqueda para descubrir la temperatura real. También podemos intentar linealizar la dependencia de la resistencia con la temperatura.

En algunos sistemas con memoria limitada, simplemente no podemos darnos el lujo de crear una tabla de búsqueda. Por lo tanto, en esta aplicación intentaremos linealizar las lecturas del termistor.

La aproximación de primer orden nos muestra que la resistencia del termistor es aproximadamente inversamente proporcional a la temperatura. Con esto en mente, podemos crear un circuito de proporción inversa para intentar linealizar la curva de resistencia versus temperatura. La Figura 2 muestra cómo se hace esto.

Si realmente quisiéramos ahorrar dinero, podríamos eliminar la referencia de voltaje. Esto requerirá un filtrado adicional para eliminar cualquier ruido de la fuente de alimentación. Es importante que el ADC y el circuito del termistor compartan el mismo voltaje de referencia. Esto nos permite utilizar un método de medición ratiométrico para el termistor en relación con la lectura del ADC. Es decir, la medición será independiente del voltaje de excitación del circuito de interfaz del termistor.

La lectura de temperatura depende únicamente de la resistencia de polarización (RB) y la resistencia del termistor (RTH). Podemos llamar a su relación el factor de división (D). La expresión para el factor de división no es diferente de la expresión para un divisor de voltaje simple (Ecuación 2).

La Figura 3 muestra un conjunto de curvas para varios valores de la resistencia de polarización del circuito linealizador del termistor. Estos gráficos también muestran un grado razonable de linealidad en el rango de 0 a 70 °C; sin embargo, la mejor linealidad se logra con un valor de resistencia de polarización más bajo.

Otra forma mejor de ver esto es graficar la diferencia entre los valores de temperatura tomados de la documentación y los valores linealizados. Este gráfico se muestra en la Figura 4. Esta figura también demuestra que se logra una mejor linealidad con un valor más bajo de resistencia al sesgo. El gráfico muestra que una resistencia de 2 kΩ dará una linealidad de aproximadamente ±3 °C en un rango de temperatura de 0 a 70 °C.

En este ejemplo, la expresión lineal para la temperatura versus el coeficiente de resistencia con una resistencia de polarización de 2 kΩ se proporciona en la Ecuación 3.

T - temperatura en grados Celsius,
D - factor de división.

Se aplica el mismo voltaje de referencia al divisor resistivo y al ADC. Por tanto, podemos deducir fácilmente la dependencia del coeficiente de división de las lecturas del ADC. Suponiendo que el convertidor tiene un ancho de N bits, obtenemos la relación que se muestra en la Ecuación 4.

D - factor de división,
ADC - lecturas de ADC,
N - Capacidad del ADC (número de bits).

Sustituyendo la Ecuación 4 en la Ecuación 3, obtenemos una expresión que relaciona las lecturas del ADC con la temperatura. Está representado por la Ecuación 5.

conclusiones

A veces, como diseñadores de electrónica integrada, tenemos que resolver el problema de conectar un sensor a un sistema. En este artículo, analicé un circuito simple de sensor de temperatura basado en termistor y mostré cómo linealizar la dependencia de la resistencia con la temperatura.

Una de las principales ventajas de utilizar termistores es su precio. Normalmente, cuando se compran en pequeñas cantidades, estos sensores cuestan aproximadamente entre 0,05 y 0,10 dólares. La precisión de estos sensores es bastante decente. Normalmente, la tolerancia de resistencia o tolerancia R25 para estos dispositivos es de ±3% a ±5%. Por lo tanto, un esquema de linealización con una no linealidad de ±3 °C también puede considerarse satisfactorio.

Eso sí, siempre podemos utilizar un sensor más caro, que dará un resultado más preciso. Tipos similares de sensores incluyen:

Sensores con unión PN. Bajo costo, precisión aceptable.
Microcircuitos de sensores de temperatura. Suelen ser algún tipo de sensor de unión PN.
Sensores de temperatura resistivos (RTD). Suelen ser muy precisos y mucho más caros.
Termopares. Su rango de medición suele ser mucho mayor y el precio relativamente bajo.
Sensores infrarrojos. Se utilizan con mayor frecuencia para medir la radiación térmica, cuyos niveles luego se convierten en temperatura.

Estos son sólo algunos de los métodos que se pueden utilizar para medir la temperatura. Quizás pueda hablar sobre algunos de ellos en un artículo futuro.

¿Cómo se mide la temperatura en su sistema integrado? Verás que he mostrado una forma muy económica de medir este parámetro físico. Pero además de esto, existen muchos otros métodos.

¿Sabes qué es un termistor NTC y cuáles son sus características?

¿Qué son los termistores NTC?

El termistor integrado en la sonda de acero inoxidable es un "coeficiente de temperatura negativo". Los termistores NTC son resistencias de coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que la resistencia disminuye a medida que aumenta la temperatura. Se utilizan principalmente como sensores de temperatura resistivos y dispositivos limitadores de corriente. El coeficiente de sensibilidad a la temperatura es aproximadamente cinco veces mayor que el de los sensores de temperatura de silicio (silistores) y aproximadamente diez veces mayor que el de los sensores de temperatura de resistencia (RTD). Los sensores NTC se utilizan normalmente entre -55°C y 200°C.

La no linealidad de la relación entre resistencia y temperatura exhibida por las resistencias NTC ha sido un problema importante cuando se utilizan circuitos analógicos para medir la temperatura con precisión, pero el rápido desarrollo de los circuitos digitales ha resuelto este problema, permitiendo calcular valores precisos mediante búsqueda por interpolación. tablas o resolviendo ecuaciones que se aproximan a la curva NTC típica.

Definición de termistor NTC

Un termistor NTC es una resistencia sensible a la temperatura cuya resistencia muestra una disminución grande, precisa y predecible a medida que la temperatura del núcleo de la resistencia aumenta en un rango de temperaturas de funcionamiento.

Características de los termistores NTC

A diferencia de los RTD (detectores de temperatura de resistencia) que están hechos de metales, los termistores NTC suelen estar hechos de cerámica o polímeros. Los diferentes materiales utilizados dan como resultado diferentes respuestas de temperatura, así como otras características.

Reacción de temperatura

Aunque la mayoría de los termistores NTC son generalmente adecuados para su uso en el rango de temperatura de -55 °C a 200 °C, donde dan las lecturas más precisas, existen familias especiales de termistores NTC que pueden usarse a temperaturas cercanas al cero absoluto (-273,15 °C), así como aquellos específicamente diseñados para su uso por encima de 150 °C.

La sensibilidad a la temperatura de un sensor NTC se expresa como "cambio porcentual por grado C". Dependiendo de los materiales utilizados y del proceso de fabricación, los valores típicos de sensibilidad a la temperatura oscilan entre -3% y -6% por °C.

Curva característica NTC

Como se puede ver en la figura, los termistores NTC tienen una pendiente resistencia-temperatura mucho más pronunciada en comparación con los RTD de aleación de platino, lo que da como resultado una mejor sensibilidad a la temperatura. Sin embargo, los RTD siguen siendo los sensores más precisos, con una precisión de ±0,5 % de la temperatura medida, y son útiles en un rango de temperatura de -200 °C a 800 °C, que es mucho más amplio que los sensores de temperatura NTC.

Comparación con otros sensores de temperatura.

En comparación con los RTD, los NTC son más pequeños, responden más rápido, son más resistentes a golpes y vibraciones y tienen un costo menor. Son ligeramente menos precisos que los RTD. En comparación con los termopares, la precisión obtenida con ambos es similar; sin embargo, los termopares pueden soportar temperaturas muy altas (del orden de 600 °C) y se utilizan en lugar de los termistores NTC, donde a veces se les llama pirómetros. Sin embargo, los termistores NTC brindan mayor sensibilidad, estabilidad y precisión que los termopares a temperaturas más bajas y se usan con menos energía y, por lo tanto, tienen costos generales más bajos. El costo se reduce aún más al eliminar la necesidad de circuitos de acondicionamiento de señales (amplificadores, traductores de nivel, etc.) que a menudo se necesitan con los RTD y siempre se requieren para los termopares.

Efecto de autocalentamiento

El efecto de autocalentamiento es un fenómeno que ocurre cuando la corriente fluye a través de un termistor NTC. Dado que un termistor es básicamente una resistencia, disipa energía en forma de calor cuando la corriente fluye a través de él. Este calor se genera en el núcleo del termistor y afecta la precisión de las mediciones. El grado en que esto ocurre depende de la cantidad de corriente que fluye, el entorno (si es líquido o gaseoso, si hay algún flujo por encima del sensor NTC, etc.), el coeficiente de temperatura del termistor, la cantidad total de área del termistor, etc. El hecho de que la resistencia de un sensor NTC, y por tanto la corriente que fluye a través de él, depende del entorno y se utiliza a menudo en tanques de almacenamiento de líquidos.

Capacidad calorífica

La capacidad calorífica es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura del termistor en 1 °C y generalmente se expresa en mJ/°C. Conocer la capacidad calorífica exacta es importante cuando se utiliza un sensor de termistor NTC como limitador de corriente de entrada porque determina. la velocidad de respuesta del sensor de temperatura NTC.

Selección y cálculo de curvas.

Un proceso de selección cuidadoso debe considerar la constante de disipación del termistor, la constante de tiempo del tratamiento térmico, el valor de resistencia, la curva resistencia-resistencia y las tolerancias para tener en cuenta los factores más importantes.
Debido a que la relación entre resistencia y temperatura (curva R-T) es altamente no lineal, se deben utilizar ciertas aproximaciones en diseños prácticos de sistemas.

Aproximación de primer orden

Una aproximación, y la más sencilla de utilizar, es la aproximación de primer orden, que establece que:

Fórmula de aproximación de primer orden: dR = k * dT

Donde k es el coeficiente de temperatura negativo, ΔT es la diferencia de temperatura, ΔR es el cambio de resistencia resultante del cambio de temperatura. Esta aproximación de primer orden es válida sólo para un rango de temperatura muy estrecho y sólo puede usarse para temperaturas donde k es casi constante en todo el rango de temperatura.

fórmula beta

Otra ecuación da resultados satisfactorios con una precisión de ±1°C en el rango de 0°C a +100°C. Depende de una constante β de un solo material, que se puede obtener mediante medición. La ecuación se puede escribir como:

Ecuación beta: R(T) = R(T0) * exp(beta * (1/T-1/T0))

Donde R(T) es la resistencia a la temperatura T en Kelvin, R(T0) es el punto de referencia a la temperatura T0. La fórmula beta requiere una calibración de dos puntos y normalmente no supera los ±5°C en todo el rango útil del termistor NTC.

Ecuación de Steinhart-Hart

La mejor aproximación conocida hasta la fecha es la fórmula de Steinhart-Hart, publicada en 1968:

Ecuación de Steinhart para una aproximación exacta: 1/T = A + B * (ln(R)) + C * (ln(R))^3

Donde ln R es el logaritmo natural de la resistencia a la temperatura T en Kelvin, y A, B y C son coeficientes obtenidos de mediciones experimentales. Estos factores suelen ser publicados por los proveedores de termistores como parte de una hoja de datos. La fórmula Steinhart-Hart suele ser de aproximadamente ±0,15 °C en el rango de -50 °C a +150 °C, que es grande para la mayoría de las aplicaciones. Si se requiere una alta precisión, se debe reducir el rango de temperatura y la precisión debe ser mejor que ±0,01°C en el rango de 0°C a +100°C.

Elegir la aproximación correcta

La elección de la fórmula utilizada para derivar la temperatura a partir de mediciones de resistencia debe basarse en la potencia informática disponible, así como en los requisitos de tolerancia reales. En algunas aplicaciones la aproximación de primer orden es más que suficiente, mientras que en otros casos incluso la ecuación de Steinhart-Hart es suficiente y hay que calibrar el termistor punto por punto, realizando un gran número de medidas y creando una tabla de consulta.

Diseño y propiedades de los termistores NTC.

Los materiales comúnmente utilizados en la fabricación de resistencias NTC son óxidos de platino, níquel, cobalto, hierro y silicio, utilizados como elementos puros o cerámicos y polímeros. Los termistores NTC se pueden dividir en tres grupos, según el proceso de fabricación utilizado.

Forma de cuenta o bola. Estos termistores NTC están hechos de cables de aleación de platino directamente sinterizados en un cuerpo cerámico. Por lo general, proporcionan tiempos de respuesta más rápidos, mejor estabilidad y pueden funcionar a temperaturas más altas que los sensores de disco y chip NTC, pero son más frágiles. Suelen sellarlos en vidrio para protegerlos de daños mecánicos durante el montaje y mejorar su estabilidad de medición. Los tamaños típicos varían de 0,075 a 5 mm de diámetro.

Termistores de disco y chip

Termistor en forma de disco. Los termistores NTC tienen contactos de superficie metalizados. Son más grandes y, como resultado, tienen tiempos de respuesta más lentos que las resistencias NTC de tipo bola. Sin embargo, debido a su tamaño, tienen una constante de disipación más alta (la potencia requerida para elevar su temperatura en 1 °C), y dado que la potencia disipada por un termistor es proporcional al cuadrado de la corriente, pueden manejar corrientes más altas mucho más. mejor que los termistores tipo bola. Los termistores de tipo disco se producen presionando una mezcla de polvos de óxido en una matriz circular, que luego se sinteriza a altas temperaturas. Los chips generalmente se fabrican mediante moldeo por inyección, donde una suspensión de material se extiende en una película gruesa, se seca y se corta para darle una forma. Los tamaños típicos varían de 0,25 a 25 mm de diámetro.

Fibra de vidrio con termistor NTC

Se trata de sensores de temperatura NTC sellados en una burbuja de vidrio hermética. Están diseñados para usarse a temperaturas superiores a 150 °C o para montaje en PCB donde se requiere durabilidad. Encapsular el termistor en vidrio aumenta la estabilidad del sensor y lo protege del medio ambiente. Se fabrican sellando herméticamente resistencias tipo NTC en un recipiente de vidrio. Los tamaños típicos varían de 0,4 a 10 mm de diámetro.

Los termistores NTC se utilizan en una amplia gama de aplicaciones. Se utilizan para medir la temperatura, controlar la temperatura y compensar la temperatura. También se pueden utilizar para detectar la ausencia o presencia de líquido, como dispositivos limitadores de corriente en circuitos de potencia, control de temperatura en componentes automotrices y muchos otros. Los sensores NTC se pueden dividir en tres grupos, según las características eléctricas utilizadas en las unidades y dispositivos.

Característica de resistencia-temperatura

Las aplicaciones basadas en la característica resistencia-tiempo incluyen medición, control y compensación de temperatura. Esto también incluye situaciones en las que se utiliza un termistor NTC, de modo que la temperatura del sensor de temperatura NTC está relacionada con otros fenómenos físicos. Este grupo de unidades requiere que el termistor funcione en condiciones de potencia cero, lo que significa que la corriente que lo atraviesa se mantiene lo más baja posible para evitar el calentamiento de la sonda.

Característica de tiempo actual

Los dispositivos basados en la característica de tiempo actual son: retardo de tiempo, limitación de corriente de irrupción, supresión de sobretensiones y mucho más. Estas características están relacionadas con la capacidad calorífica y la constante de disipación del termistor NTC utilizado. El circuito generalmente depende de un termistor NTC, que se calienta debido a la corriente que lo atraviesa. En algún momento esto provocará algún tipo de cambio en el circuito, dependiendo del dispositivo en el que se utilice.

Característica de voltaje

Los dispositivos basados en las características de voltaje y corriente del termistor generalmente implican cambios en las condiciones ambientales o cambios en el circuito que resultan en cambios en el punto de operación en una curva determinada del circuito. Dependiendo de la aplicación, esto puede usarse para limitación de corriente, compensación de temperatura o medición de temperatura.

Construcción de varios pisos.

En Rusia hay más de 100 millones de viviendas, y la mayoría de ellas son “casas unifamiliares” o cabañas. En ciudades, suburbios y zonas rurales, la vivienda propia es un tipo de vivienda muy común.
La práctica de diseñar, construir y operar edificios suele ser un esfuerzo colectivo entre varios grupos de profesionales y profesiones. Dependiendo del tamaño, la complejidad y el propósito de un proyecto de construcción en particular, el equipo del proyecto puede incluir:
1. El promotor inmobiliario que proporcione el financiamiento del proyecto;
Una o más instituciones financieras u otros inversionistas que brinden financiamiento;
2. Órganos locales de planificación y gestión;
3. Servicio que realiza estudios ALTA/ACSM y de construcción durante todo el proyecto;
4. Gerentes de edificios que coordinan los esfuerzos de varios grupos de participantes del proyecto;
5. Arquitectos e ingenieros autorizados que diseñan edificios y preparan documentos de construcción;