Φανταστείτε τον κινητήρα του αυτοκινήτου σας να ρυθμίζει αυτόματα την έγχυση καυσίμου για να εξασφαλίσει ομαλή εκκίνηση σε παγωμένα χειμερινά πρωινά.ή το smartphone σας να μειώνει με έξυπνο τρόπο την ακτινοβολία του για να αποτρέψει την υπερθέρμανση κατά τη διάρκεια των καυτών καλοκαιρινών ημερώνΤα φαινομενικά καθημερινά χαρακτηριστικά αυτά βασίζονται σε ένα κρίσιμο ηλεκτρονικό συστατικό: τον θερμοστάτη NTC.

Το NTC σημαίνει "Αρνητικός συντελεστής θερμοκρασίας". Ένας θερμοστάτης NTC είναι ένας αντίσταση του οποίου η αντίσταση μειώνεται καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται.Αυτή η μοναδική ιδιότητα το καθιστά ιδανικό για ανίχνευση θερμοκρασίας και περιορισμό ρεύματοςΣε σύγκριση με τους αισθητήρες θερμοκρασίας πυριτίου και τους ανιχνευτές θερμοκρασίας αντίστασης (RTDs), οι θερμιστές NTC προσφέρουν περίπου πέντε έως δέκα φορές υψηλότερους συντελεστές ευαισθησίας θερμοκρασίας.επιτρέπει ταχύτερες και ακριβέστερες απαντήσεις στις αλλαγές θερμοκρασίας.

Συνήθως, οι αισθητήρες NTC λειτουργούν σε εύρος θερμοκρασίας από -55 °C έως +200 °C. Οι πρώτες αντίστασεις NTC αντιμετώπισαν προκλήσεις λόγω της μη γραμμικής σχέσης αντίστασης-θερμοκρασίας τους,περιπλέκοντας τις ακριβείς μετρήσεις θερμοκρασίας σε αναλογικά κυκλώματαΩστόσο, οι εξελίξεις στα ψηφιακά κυκλώματα έχουν επιλύσει αυτό το ζήτημα μέσω πινάκων αναζήτησης παρεμβολής ή εξισώσεων που προσεγγίζουν τυπικές καμπύλες NTC.

Σε αντίθεση με τα RTD που κατασκευάζονται από μέταλλο, οι θερμιστές NTC κατασκευάζονται συνήθως από κεραμικά ή πολυμερή.

• Απάντηση θερμοκρασίας:Οι περισσότεροι θερμιστές NTC είναι βελτιστοποιημένοι για -55 ° C έως 200 ° C, παρέχοντας τις πιο ακριβείς ενδείξεις εντός αυτού του εύρους.15°C) ή σε περιβάλλοντα άνω των 150°C.
• Ευαισθησία θερμοκρασίας:Εκφράζονται ως "% αλλαγή ανά °C" ή "% αλλαγή ανά Kelvin", οι αισθητήρες NTC εμφανίζουν συνήθως τιμές μεταξύ -3% και -6%/°C, ανάλογα με τα υλικά και τις διαδικασίες κατασκευής.
• Σύγκριση με άλλους αισθητήρες:Οι θερμιστές NTC ξεπερνούν τους RTD πλατίνας σε μέγεθος, ταχύτητα απόκρισης, αντοχή σε κλονισμό και κόστος.τα θερμοσύνθετα υπερέχουν σε εφαρμογές υψηλών θερμοκρασιών (έως 600°C)Σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, οι θερμιστές NTC προσφέρουν ανώτερη ευαισθησία, σταθερότητα και ακρίβεια με ελάχιστα πρόσθετα κυκλώματα.
• Εφέ αυτοθερμότητας:Η ροή ρεύματος μέσω ενός θερμοστάτη NTC παράγει θερμότητα, επηρεάζοντας την ακρίβεια της μέτρησης.συντελεστής θερμοκρασίαςΑυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται συχνά σε ανιχνευτές παρουσίας υγρών όπως οι αισθητήρες δεξαμενών.
• Θερμική χωρητικότητα:Μετρούμενη σε mJ/°C, η θερμική χωρητικότητα δείχνει την ενέργεια που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία ενός θερμιστήρα κατά 1°C.καθώς καθορίζει την ταχύτητα απόκρισης.

Η επιλογή ενός θερμοστάτη απαιτεί την εξέταση της σταθεράς διάσπασης, της σταθεράς θερμικού χρόνου, της αξίας της αντίστασης, της καμπύλης αντίστασης-θερμοκρασίας και της ανοχής.Τα πρακτικά συστήματα χρησιμοποιούν μεθόδους προσέγγισης.

• Εγγύηση πρώτης τάξης:Η απλούστερη μέθοδος, ΔR = k · ΔT, όπου k είναι ο αρνητικός συντελεστής θερμοκρασίας.
• Βήτα:Παρέχει ακρίβεια ±1°C μεταξύ 0°C και +100°C χρησιμοποιώντας μια σταθερή υλικού β: R(T) = R(T0) · e^(β1/T - 1/T0)).Απαιτεί βαθμονόμηση δύο σημείων, αλλά γενικά διατηρεί ακρίβεια ±5°C σε ολόκληρο το χρήσιμο εύρος.
• Ο τύπος Steinhart-Hart:Το χρυσό πρότυπο από το 1968: 1/T = A + B · ln(R) + C · (ln(R)) ^ 3. Οι συντελεστές (A, B, C) παρέχονται σε φύλλα δεδομένων.01°C σε εύρους από 0°C έως +100°C.
• Επιλέγοντας τη σωστή προσέγγιση:Η επιλογή εξαρτάται από τους υπολογιστικούς πόρους και τις απαιτήσεις ανοχής.

Οι αντίστοιχοι NTC κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας οξείδια πλατίνης, νικελίου, κοβάλτου, σιδήρου και πυριτίου, σε καθαρές στοιχειώδεις, κεραμικές ή πολυμερές μορφές.

• Θερμοστήρες από χάντρες:Οι αγωγές από κράμα πλατίνης συντηρούνται απευθείας σε κεραμικά σώματα.Συχνά σε γυάλινο περίβλημα για προστασία, με διαμέτρους που κυμαίνονται από 0,075 mm έως 5 mm.
• Τεχνολογίες για την παραγωγή ηλεκτρικών συλλέκτων:Διαθέτουν μεταλλωμένες επιφανειακές επαφές. Τα μεγαλύτερα μεγέθη επιβραδύνουν τους χρόνους απόκρισης, αλλά βελτιώνουν τις σταθερές διάσπασης, επιτρέποντας υψηλότερο χειρισμό ρεύματος.Τα τσιπς κατασκευάζονται με ράψιμο ταινίαςΤυπικές διαμέτρους: 0,25-25 mm.
• Επικαιροποιημένες συσκευές για την παραγωγή ηλεκτρικών συσσωρευτών:Ερμητικά σφραγισμένα σε γυάλινες λάμπες για εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας (> 150 °C) ή ανθεκτικών PCB.

Οι θερμιστές NTC εξυπηρετούν διάφορους σκοπούς, συμπεριλαμβανομένης της μέτρησης της θερμοκρασίας, του ελέγχου, της αντιστάθμισης, της ανίχνευσης υγρών, του περιορισμού του ρεύματος και της παρακολούθησης αυτοκινήτων.Οι εφαρμογές κατηγοριοποιούνται ανάλογα με τις εκμεταλλευόμενες ηλεκτρικές ιδιότητες:

• Χαρακτηριστικά αντοχής θερμοκρασίας:Χρησιμοποιείται για μέτρηση/έλεγχος/αποζημίωση θερμοκρασίας.
• Χαρακτηριστικά του τρέχοντος χρόνου:Εφαρμόζεται σε χρονικές καθυστερήσεις, περιορισμό κυμάτων και καταστολή. Βασίζεται στην θερμική ικανότητα και στη σταθερή διάσπασης, όπου η θερμότητα που προκαλείται από το ρεύμα προκαλεί αλλαγές στο κύκλωμα.
• Χαρακτηριστικά τάσης-ρεύματος:Χρησιμοποιεί τις μετατοπίσεις σημείων λειτουργίας λόγω περιβαλλοντικών/κυκλωτικών διακυμάνσεων για τον περιορισμό ρεύματος ή την αντιστάθμιση/μετρηση θερμοκρασίας.