Mi az az NTC hőmérséklet-érzékelő?

Mi az az NTC hőmérséklet-érzékelő?

Az NTC hőmérséklet-érzékelő funkciójának és alkalmazásának megértéséhez először is meg kell ismernünk, hogy mi az NTC termisztor.
Az NTC hőmérséklet-érzékelő működése egyszerűen elmagyarázva
A forró vezetők vagy meleg vezetők negatív hőmérsékleti együtthatójú elektronikus ellenállások (röviden NTC). Ha áram folyik át az alkatrészeken, az ellenállásuk a hőmérséklet növekedésével csökken. Ha a környezeti hőmérséklet csökken (pl. egy merülőhüvelyben), az alkatrészek viszont növekvő ellenállással reagálnak. E speciális viselkedés miatt a szakértők az NTC ellenállást NTC termisztornak is nevezik.

Az elektromos ellenállás csökken, amikor az elektronok mozognak
Az NTC ellenállások félvezető anyagokból állnak, amelyek vezetőképessége általában az elektromos vezetők és az elektromos nemvezetők között van. Ha az alkatrészek felmelegszenek, az elektronok leválnak a rács atomjairól. Elhagyják helyüket a szerkezetben, és sokkal jobban szállítják az elektromos áramot. Az eredmény: A hőmérséklet növekedésével a termisztorok sokkal jobban vezetik az elektromos áramot – elektromos ellenállásuk csökken. Az alkatrészeket többek között hőmérséklet-érzékelőként használják, de ehhez feszültségforráshoz és ampermérőhöz kell csatlakoztatni őket.

A meleg- és hidegvezetők gyártása és tulajdonságai
Egy NTC ellenállás nagyon gyengén, vagy bizonyos területeken nagyon erősen reagálhat a környezeti hőmérséklet változásaira. A specifikus viselkedés alapvetően az alkatrészek gyártásától függ. Ily módon a gyártók az oxidok keverési arányát vagy a fém-oxidok adalékolását a kívánt körülményekhez igazítják. De az alkatrészek tulajdonságait maga a gyártási folyamat is befolyásolhatja. Például az égetési légkör oxigéntartalma vagy az elemek egyedi hűtési sebessége révén.

Különböző anyagok NTC ellenállásokhoz
A termisztorok jellegzetes viselkedésének biztosítására tiszta félvezető anyagokat, összetett félvezetőket vagy fémötvözeteket használnak. Ez utóbbiak általában mangán, nikkel, kobalt, vas, réz vagy titán fém-oxidjaiból (fémek és oxigén vegyületei) állnak. Az anyagokat kötőanyagokkal keverik, préselik és szinterelik. A gyártók nagy nyomás alatt olyan mértékben hevítik a nyersanyagokat, hogy a kívánt tulajdonságokkal rendelkező munkadarabok keletkezzenek.

A termisztor tipikus jellemzői egy pillantásra
Az NTC ellenállás egy ohmtól 100 megaohmig terjedő tartományban kapható. Az alkatrészek mínusz 60 és plusz 200 Celsius-fok között használhatók, és 0,1 és 20 százalék közötti tűréshatárokat érhetnek el. Termisztor kiválasztásakor számos paramétert kell figyelembe venni. Az egyik legfontosabb a névleges ellenállás. Ez az ellenállás értékét jelzi egy adott névleges hőmérsékleten (általában 25 Celsius-fok), és nagy R betűvel, valamint a hőmérséklettel van jelölve. Például R25 a 25 Celsius-fokon mért ellenállásértéket jelöli. A különböző hőmérsékleteken mutatott specifikus viselkedés is releváns. Ez táblázatokkal, képletekkel vagy grafikonokkal adható meg, és feltétlenül meg kell egyeznie a kívánt alkalmazással. Az NTC ellenállások további jellemző értékei a tűréshatárokra, valamint bizonyos hőmérsékleti és feszültséghatárokra vonatkoznak.

Az NTC ellenállás különböző alkalmazási területei
A PTC ellenálláshoz hasonlóan az NTC ellenállás is alkalmas hőmérsékletmérésre. Az ellenállás értéke a környezeti hőmérséklettől függően változik. Az eredmények torzításának elkerülése érdekében az önmelegedést a lehető legnagyobb mértékben korlátozni kell. Az áram folyása alatti önmelegedés azonban felhasználható a bekapcsolási áram korlátozására. Mivel az NTC ellenállás az elektromos készülékek bekapcsolása után hideg, eleinte csak kis áram folyik rajta. Egy bizonyos működési idő elteltével a termisztor felmelegszik, az elektromos ellenállás csökken, és több áram folyik rajta. Az elektromos készülékek így bizonyos időeltolódással érik el teljes teljesítményüket.

Az NTC ellenállás alacsony hőmérsékleten rosszabbul vezeti az elektromos áramot. Ha a környezeti hőmérséklet emelkedik, az úgynevezett melegvezetők ellenállása észrevehetően csökken. A félvezető elemek speciális viselkedése elsősorban hőmérsékletmérésre, bekapcsolási áram korlátozására vagy különféle vezérlők késleltetésére használható.