Τα θερμίστορ αρνητικού συντελεστή θερμοκρασίας (NTC) χρησιμοποιούνται ως εξαρτήματα αισθητήρων θερμοκρασίας υψηλής ακρίβειας σε μια ποικιλία εφαρμογών στην αυτοκινητοβιομηχανία, τη βιομηχανία, τις οικιακές συσκευές και την ιατρική. Επειδή διατίθεται μια μεγάλη ποικιλία θερμίστορ NTC — που δημιουργούνται με διαφορετικά σχέδια και κατασκευάζονται από μια ποικιλία υλικών — η επιλογή των καλύτερων...Θερμίστορ NTCγια μια συγκεκριμένη εφαρμογή μπορεί να είναι δύσκολη.
ΓιατίεπιλέγωΕθνικό Σύστημα Συντονισμού (NTC);
Υπάρχουν τρεις κύριες τεχνολογίες αισθητήρων θερμοκρασίας, καθεμία με τα δικά της χαρακτηριστικά: αισθητήρες ανιχνευτή θερμοκρασίας αντίστασης (RTD) και δύο τύποι θερμίστορ, θερμίστορ θετικού και αρνητικού συντελεστή θερμοκρασίας. Οι αισθητήρες RTD χρησιμοποιούνται κυρίως για τη μέτρηση ενός ευρέος φάσματος θερμοκρασιών και, επειδή χρησιμοποιούν καθαρό μέταλλο, τείνουν να είναι πιο ακριβοί από τους θερμίστορ.
Επομένως, επειδή τα θερμίστορ μετρούν τη θερμοκρασία με την ίδια ή και καλύτερη ακρίβεια, συνήθως προτιμώνται έναντι των RTDS. Όπως υποδηλώνει το όνομα, η αντίσταση ενός θερμίστορ θετικού συντελεστή θερμοκρασίας (PTC) αυξάνεται με τη θερμοκρασία. Χρησιμοποιούνται συνήθως ως αισθητήρες ορίου θερμοκρασίας σε κυκλώματα απενεργοποίησης ή ασφαλείας, επειδή η αντίσταση αυξάνεται μόλις επιτευχθεί η θερμοκρασία μεταγωγής. Από την άλλη πλευρά, καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, η αντίσταση του θερμίστορ αρνητικού συντελεστή θερμοκρασίας (NTC) μειώνεται. Η σχέση αντίστασης προς θερμοκρασία (RT) είναι μια επίπεδη καμπύλη, επομένως είναι πολύ ακριβής και σταθερή για μετρήσεις θερμοκρασίας.
Βασικά κριτήρια επιλογής
Τα θερμίστορ NTC είναι εξαιρετικά ευαίσθητα και μπορούν να μετρήσουν τη θερμοκρασία με υψηλή ακρίβεια (±0,1°C), γεγονός που τα καθιστά ιδανικά για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Ωστόσο, η επιλογή του τύπου που θα καθοριστεί εξαρτάται από μια σειρά κριτηρίων - εύρος θερμοκρασίας, εύρος αντίστασης, ακρίβεια μέτρησης, περιβάλλον, χρόνος απόκρισης και απαιτήσεις μεγέθους.
Τα στοιχεία NTC με εποξειδική επικάλυψη είναι ανθεκτικά και συνήθως μετρούν θερμοκρασίες μεταξύ -55°C και + 155°C, ενώ τα στοιχεία NTC με γυάλινο περίβλημα μετρούν έως και + 300°C. Για εφαρμογές που απαιτούν εξαιρετικά γρήγορους χρόνους απόκρισης, τα εξαρτήματα με γυάλινο περίβλημα είναι μια πιο κατάλληλη επιλογή. Είναι επίσης πιο συμπαγή, με διαμέτρους μόλις 0,8 mm.
Είναι σημαντικό να αντιστοιχίσετε τη θερμοκρασία του θερμίστορ NTC με τη θερμοκρασία του εξαρτήματος που προκαλεί την αλλαγή θερμοκρασίας. Ως αποτέλεσμα, δεν διατίθενται μόνο στην παραδοσιακή μορφή με καλώδια, αλλά μπορούν επίσης να τοποθετηθούν σε περίβλημα τύπου βίδας για να συνδεθούν στο ψυγείο για επιφανειακή τοποθέτηση.
Νέα στην αγορά είναι τα θερμίστορ NTC χωρίς μόλυβδο (τσιπ και εξαρτήματα) που πληρούν τις αυστηρότερες απαιτήσεις της επικείμενης οδηγίας RoSH2.
ΕφαρμογήEπαράδειγμαOπροβολή
Τα εξαρτήματα και τα συστήματα αισθητήρων NTC εφαρμόζονται σε ένα ευρύ φάσμα τομέων, ειδικά στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας. Τυπικές εφαρμογές περιλαμβάνουν θερμαινόμενα τιμόνια και καθίσματα, καθώς και εξελιγμένα συστήματα κλιματισμού. Τα θερμίστορ χρησιμοποιούνται σε συστήματα ανακυκλοφορίας καυσαερίων (EGR), αισθητήρες πολλαπλής εισαγωγής (AIM) και αισθητήρες θερμοκρασίας και απόλυτης πίεσης πολλαπλής εισαγωγής (TMAP). Το ευρύ φάσμα θερμοκρασίας λειτουργίας τους προσφέρει υψηλή αντοχή σε κρούσεις και κραδασμούς, υψηλή αξιοπιστία και μεγάλη διάρκεια ζωής με μακροπρόθεσμη σταθερότητα. Εάν τα θερμίστορ πρόκειται να χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές αυτοκινήτων, τότε το παγκόσμιο πρότυπο αντοχής σε καταπονήσεις AEC-Q200 είναι υποχρεωτικό.
Στα ηλεκτρικά και υβριδικά οχήματα, οι αισθητήρες NTC χρησιμοποιούνται για την ασφάλεια της μπαταρίας, την παρακολούθηση των ηλεκτρικών παλμικών περιελίξεων και την κατάσταση φόρτισης. Το σύστημα ψύξης ψυκτικού που ψύχει την μπαταρία συνδέεται με το σύστημα κλιματισμού.
Η ανίχνευση και ο έλεγχος θερμοκρασίας στις οικιακές συσκευές καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών. Για παράδειγμα, σε ένα στεγνωτήριο ρούχων, ένααισθητήρας θερμοκρασίαςκαθορίζει τη θερμοκρασία του θερμού αέρα που ρέει στο τύμπανο και τη θερμοκρασία του αέρα που ρέει έξω καθώς εξέρχεται από το τύμπανο. Για την ψύξη και την κατάψυξη, τοΑισθητήρας NTCΜετράει τη θερμοκρασία στον θάλαμο ψύξης, αποτρέπει το πάγωμα του εξατμιστή και ανιχνεύει τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Σε μικρές συσκευές όπως σίδερα, καφετιέρες και βραστήρες, χρησιμοποιούνται αισθητήρες θερμοκρασίας για ασφάλεια και ενεργειακή απόδοση. Οι μονάδες θέρμανσης, εξαερισμού και κλιματισμού (HVAC) καταλαμβάνουν ένα μεγαλύτερο τμήμα της αγοράς.
Ο αναπτυσσόμενος ιατρικός τομέας
Ο τομέας της ιατρικής ηλεκτρονικής διαθέτει μια ποικιλία συσκευών για νοσοκομειακή, εξωτερική και κατ' οίκον φροντίδα. Οι θερμίστορ NTC χρησιμοποιούνται ως εξαρτήματα ανίχνευσης θερμοκρασίας σε ιατρικές συσκευές.
Όταν φορτίζεται μια μικρή κινητή ιατρική συσκευή, η θερμοκρασία λειτουργίας της επαναφορτιζόμενης μπαταρίας πρέπει να παρακολουθείται συνεχώς. Αυτό συμβαίνει επειδή οι ηλεκτροχημικές αντιδράσεις που χρησιμοποιούνται κατά την παρακολούθηση εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία, επομένως είναι απαραίτητη η γρήγορη και ακριβής ανάλυση.
Τα επιθέματα συνεχούς παρακολούθησης γλυκόζης (GCM) μπορούν να παρακολουθούν τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα σε ασθενείς με διαβήτη. Εδώ, ο αισθητήρας NTC χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας, καθώς αυτό μπορεί να επηρεάσει τα αποτελέσματα.
Η θεραπεία συνεχούς θετικής πίεσης αεραγωγών (CPAP) χρησιμοποιεί μια συσκευή που βοηθά τα άτομα με υπνική άπνοια να αναπνέουν πιο εύκολα κατά τη διάρκεια του ύπνου. Ομοίως, για σοβαρές αναπνευστικές ασθένειες, όπως η COVID-19, οι μηχανικοί αναπνευστήρες αναλαμβάνουν την αναπνοή του ασθενούς πιέζοντας απαλά αέρα στους πνεύμονές του και αφαιρώντας διοξείδιο του άνθρακα. Και στις δύο περιπτώσεις, αισθητήρες NTC που περιβάλλονται από γυαλί είναι ενσωματωμένοι στον υγραντήρα, τον καθετήρα αεραγωγών και το στόμιο εισαγωγής για να μετρούν τη θερμοκρασία του αέρα, ώστε να διασφαλίζεται ότι οι ασθενείς παραμένουν άνετοι.
Η πρόσφατη πανδημία έχει επιφέρει την ανάγκη για μεγαλύτερη ευαισθησία και ακρίβεια για τους αισθητήρες NTC με μακροπρόθεσμη σταθερότητα. Ο νέος ελεγκτής ιών έχει αυστηρές απαιτήσεις ελέγχου θερμοκρασίας για να διασφαλίζει συνεπή αντίδραση μεταξύ δείγματος και αντιδραστηρίου. Το smartwatch είναι επίσης ενσωματωμένο με ένα σύστημα παρακολούθησης θερμοκρασίας για προειδοποίηση για πιθανές ασθένειες.
Ώρα δημοσίευσης: 25 Μαΐου 2023