Hva er en NTC-temperatursensor?
For å forstå funksjonen og bruken av NTC-temperatursensoren, må vi først vite hva NTC-termistor er.
Hvordan NTC-temperatursensoren fungerer, enkelt forklart
Varme ledere eller varme ledere er elektroniske motstander med negative temperaturkoeffisienter (forkortet NTC). Hvis strøm flyter gjennom komponentene, avtar motstanden deres med økende temperaturer. Hvis omgivelsestemperaturen synker (f.eks. i en dykkehylse), reagerer komponentene derimot med økende motstand. På grunn av denne spesielle oppførselen omtaler eksperter også en NTC-motstand som en NTC-termistor.
Elektrisk motstand avtar når elektroner beveger seg
NTC-motstander består av halvledermaterialer, hvis konduktivitet vanligvis ligger mellom den til elektriske ledere og elektriske ikke-ledere. Hvis komponentene varmes opp, løsner elektroner fra gitteratomene. De forlater sin plass i strukturen og transporterer strøm mye bedre. Resultatet: Med økende temperatur leder termistorer strøm mye bedre – deres elektriske motstand avtar. Komponentene brukes blant annet som temperatursensorer, men for dette må de kobles til en spenningskilde og et amperemeter.
Produksjon og egenskaper til varme og kalde ledere
En NTC-motstand kan reagere svært svakt, eller i visse områder svært sterkt, på endringer i omgivelsestemperaturer. Den spesifikke oppførselen avhenger i utgangspunktet av produksjonen av komponentene. På denne måten tilpasser produsentene blandingsforholdet mellom oksider eller dopingen av metalloksidene til de ønskede forholdene. Men komponentenes egenskaper kan også påvirkes av selve produksjonsprosessen. For eksempel gjennom oksygeninnholdet i fyringsatmosfæren eller den individuelle avkjølingshastigheten til elementene.
Ulike materialer for en NTC-motstand
Rene halvledermaterialer, sammensatte halvledere eller metalllegeringer brukes for å sikre at termistorer viser sin karakteristiske oppførsel. Sistnevnte består vanligvis av metalloksider (forbindelser av metaller og oksygen) av mangan, nikkel, kobolt, jern, kobber eller titan. Materialene blandes med bindemidler, presses og sintres. Produsenter varmer opp råmaterialene under høyt trykk i en slik grad at det skapes arbeidsstykker med de ønskede egenskapene.
Typiske egenskaper for termistoren – et overblikk
NTC-motstanden er tilgjengelig i områder fra én ohm til 100 megohm. Komponentene kan brukes fra minus 60 til pluss 200 grader Celsius og oppnår toleranser på 0,1 til 20 prosent. Når det gjelder valg av termistor, må ulike parametere tas i betraktning. En av de viktigste er den nominelle motstanden. Den angir motstandsverdien ved en gitt nominell temperatur (vanligvis 25 grader Celsius) og er merket med stor R og temperaturen. For eksempel R25 for motstandsverdien ved 25 grader Celsius. Den spesifikke oppførselen ved forskjellige temperaturer er også relevant. Dette kan spesifiseres med tabeller, formler eller grafikk og må absolutt samsvare med ønsket applikasjon. Ytterligere karakteristiske verdier for NTC-motstandene er relatert til toleransene samt visse temperatur- og spenningsgrenser.
Ulike bruksområder for en NTC-motstand
Akkurat som en PTC-motstand er en NTC-motstand også egnet for temperaturmåling. Motstandsverdien endres avhengig av omgivelsestemperaturen. For å ikke forfalske resultatene bør selvoppvarmingen begrenses så mye som mulig. Selvoppvarmingen under strømflyt kan imidlertid brukes til å begrense innkoblingsstrømmen. Fordi NTC-motstanden er kald etter at elektriske apparater er slått på, flyter det bare litt strøm i starten. Etter en stund i drift varmes termistoren opp, den elektriske motstanden synker og mer strøm flyter. Elektriske apparater oppnår sin fulle ytelse på denne måten med en viss tidsforsinkelse.
En NTC-motstand leder elektrisk strøm dårligere ved lave temperaturer. Hvis omgivelsestemperaturen øker, reduseres motstanden til de såkalte varme lederne merkbart. Halvlederelementenes spesielle oppførsel kan primært brukes til temperaturmåling, for begrensning av innkoblingsstrøm eller for å forsinke ulike kontroller.
Publisert: 18. januar 2024