Rufen Sie uns an: +33 2 33 61 16 70

NTC-Thermistorsonde

33 Produkte

NTC steht für "negativer Temperaturkoeffizient", auf Französisch CTN "negativer Temperaturkoeffizient" genannt. NTC-Thermistoren sind Widerstände mit einem negativen Temperaturkoeffizienten Der Widerstand nimmt mit steigender Temperatur ab. Diese Thermistoren werden hauptsächlich als resistive Temperatursensoren und Strombegrenzungsvorrichtungen verwendet. Der Temperaturempfindlichkeitskoeffizient ist etwa fünfmal größer als der von Siliziumtemperatursensoren (Silistoren) und etwa zehnmal größer als der von Widerstandstemperaturdetektoren (RTDs). NTC-Fühler werden in der Regel im Temperaturbereich von eingesetzt -55 ° C bis 200 ° C.

Eigenschaften von NTC - CTN - Thermistoren

Im Gegensatz zu Widerstandstemperaturfühlern, die aus Metall bestehen, sind NTC-Thermistor-Temperaturfühler im Allgemeinen aus Keramik oder Polymeren. Unterschiedliche verwendete Materialien führen zu unterschiedlichen Temperaturreaktionen sowie anderen Eigenschaften.

T ° / R-Kurven von NTC-CTN-Thermistorsonden

Die Temperaturempfindlichkeit eines NTC-Sensors wird in ausgedrückt "prozentuale Änderung pro Grad ° C". Abhängig von den verwendeten Materialien und den Besonderheiten des Produktionsprozesses reichen typische Werte für Temperaturempfindlichkeiten von -3% bis -6% pro ° C..

Während die meisten NTC-Thermistor-Messsonden im Allgemeinen für den Einsatz im Temperaturbereich von -55 °C bis 200 °C geeignet sind, gibt es spezielle Familien von Sonden-CTNs, die für den Einsatz bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt (- 273,15 °C) sowie solche, die speziell für den Einsatz über 150 °C ausgelegt sind.

NTC-Sondenkurve

Wie in der Abbildung zu sehen ist, haben NTC-Thermistoren eine viel steilere Widerstands-Temperatur-Steigung als RTD-Messgeräte aus Platinlegierung, was zu einer besseren Empfindlichkeit für die Temperaturerfassung führt.

Trotz allem bleiben RTD-Sensoren (PLATINUM-WIDERSTANDSTHERMOMETER vom Typ Pt100) die genauesten Sensoren mit einer Genauigkeit von ± 0,5 % der gemessenen Temperatur und sie sind nützlich im Temperaturbereich zwischen -200 ° C und 800 ° C, einem viel größeren Bereich als NTC-Temperatursensoren.

Vergleich mit anderen Temperatursensoren

Im Vergleich zu RTD ist die NTC habe ein kleinere Größe, schnellere Reaktion, größere Schlag- und Vibrationsfestigkeit bei geringeren Kosten
Allerdings bietet dieser Sondentyp eine etwas weniger genaue Temperaturregelung als RTDs. 

Im Vergleich zur Thermoelementsonde ist die Genauigkeit der Temperaturmessung ähnlich. Thermoelemente können jedoch sehr hohen Temperaturen (bis über 1000 °C) standhalten und werden in solchen Anwendungen anstelle von NTC-NTC-Thermistoren verwendet, wo sie manchmal als Pyrometer bezeichnet werden.

Trotzdem die Thermistoren NTC bietet eine höhere Empfindlichkeit, Stabilität und Genauigkeit als Thermoelemente bei niedrigeren Temperaturen. Darüber hinaus werden NTC-Thermistorzähler mit weniger zusätzlichen Schaltkreisen und daher zu geringeren Gesamtkosten verwendet.
Die Kosten werden weiter reduziert, da keine Signalkonditionierungsschaltkreise (Verstärker, Pegelwandler usw.) erforderlich sind, die häufig für RTDs und immer für Thermoelemente benötigt werden.

Gefahr der Selbsterwärmung

Selbsterhitzende Abbildung des NTC-ThermistorsDer Selbsterwärmungseffekt ist ein Phänomen, das immer dann auftritt, wenn ein Strom durch die NTC-Thermistor-Messsonde fließt. Da der Thermistor im Grunde ein Widerstand ist, gibt er Energie als Wärme ab, wenn ein Strom durch ihn fließt.

Diese Hitze ist in der Mitte des Thermistors erzeugt und beeinflusst die Messgenauigkeit. Das Ausmaß, in dem dies geschieht, hängt von der Menge des fließenden Stroms, der Umgebung (Flüssigkeit oder Gas, Fluss auf dem NTC-Sensor usw.), dem Thermistor-Temperaturkoeffizienten und dem Thermistor-Status ab.

Die Tatsache, dass der Widerstand des NTC-Sensors und damit der durch ihn fließende Strom von der Umgebung abhängt, wird häufig in Detektoren für das Vorhandensein von Flüssigkeiten verwendet, wie sie beispielsweise in Lagertanks vorhanden sind.

Wärmekapazität

Die Wärmekapazität stellt die Wärmemenge dar, die erforderlich ist, um die Temperatur des Thermistors von zu erhöhen 1 ° C und wird normalerweise ausgedrückt in mJ / ° C.. Die genaue Kenntnis der Wärmekapazität ist beim Einsatz eines NTC-Thermistorsensors als Einschaltstrombegrenzung von großer Bedeutung, da sie die Ansprechgeschwindigkeit des NTC-Temperatursensors bestimmt.

Auswahl und Berechnung der Kurve

Der strenge Auswahlprozess muss die Verlustkonstante des Thermistors, die thermische Zeitkonstante, den Widerstandswert, die Widerstandstemperaturkurve und die Toleranzen berücksichtigen, um die wichtigsten Faktoren zu nennen.

Da das Verhältnis zwischen Widerstand und Temperatur (die RT-Kurve) stark nichtlinear ist, müssen bei praktischen Systemkonstruktionen bestimmte Näherungswerte verwendet werden.

Näherungsformel erster Ordnung: dR = k * dT

Annäherung erster Ordnung: Wenn k der negative Temperaturkoeffizient ist, ist ΔT die Temperaturdifferenz und ΔR ist die Widerstandsänderung, die sich aus der Temperaturänderung ergibt. Diese Näherung erster Ordnung gilt nur für einen sehr engen Temperaturbereich und kann nur für Temperaturen verwendet werden, bei denen k über den gesamten Temperaturbereich nahezu konstant ist.


Approximation von Beta-Gleichungen: R (T) = R (T0) * exp (Beta * (1 / T-1 / T0))Beta-Formel: Eine andere Gleichung liefert zufriedenstellende Ergebnisse mit einer Genauigkeit von ± 1 ° C über den Bereich von 0 ° C bis + 100 ° C. Es hängt von einer einzelnen Materialkonstante ab β kann durch Temperaturmessungen erhalten werden. Die Gleichung kann wie folgt geschrieben werden:

Wobei R (T) der Temperaturwiderstand T in Kelvin ist, R (T. 0 ) ist ein Bezugspunkt bei der Temperatur T. 0 . Die Beta-Formel erfordert eine Zweipunktkalibrierung, die im Allgemeinen über den gesamten Nutzbereich des NTC-Thermistors nicht genauer als ± 5 ° C ist.

Steinharts Gleichung für eine genaue Näherung: 1 / T = A + B * (ln (R)) + C * (ln (R)) ^ 3

Steinhart-Hart-Gleichung: Die beste bisher bekannte Annäherung ist die 1968 veröffentlichte Steinhart-Hart-Formel. Wobei ln R der natürliche Logarithmus des Temperaturwiderstands T in Kelvin ist und A, B und C Koeffizienten sind, die aus experimentellen Messungen abgeleitet wurden. 

Diese Koeffizienten werden in der Regel von den Thermistorlieferanten im technischen Datenblatt veröffentlicht. Die Steinhart-Hart-Formel ist im Allgemeinen über den Bereich von -0,15 ° C bis + 50 ° C auf etwa ± 150 ° C genau, was für die meisten Anwendungen ausreichend ist. 

Wenn eine höhere Genauigkeit erforderlich ist, sollte der Temperaturbereich verringert werden und eine Genauigkeit von mehr als ± 0,01 ° C über den Bereich von 0 ° C bis + 100 ° C ist möglich.

Wählen Sie die richtige Annäherung

Die Wahl der Formel zur Berechnung der Temperatur aus der Widerstandsmessung sollte auf der verfügbaren Rechenleistung sowie den tatsächlichen Toleranzanforderungen basieren.

In einigen Anwendungen ist eine Näherung erster Ordnung mehr als ausreichend, während in anderen sogar die Steinhart-Hart-Gleichung die Anforderungen nicht erfüllt.

In diesem Fall muss der NTC-Thermistor-Temperaturfühler Punkt für Punkt kalibriert werden, wobei eine große Anzahl von Messungen durchgeführt und eine Übereinstimmungstabelle erstellt werden muss. 

NTC-EpoxidharzEpoxy-verkapselte Thermistoren

Diese NTC-Thermistorsonden werden aus Metalloxiden (Mangan, Kobalt, Kupfer und Nickel) hergestelltittés im Keramikkörper. 

Sie bieten im Allgemeinen schnelle Reaktionszeiten, eine bessere Stabilität und ermöglichen den Betrieb bei höheren Temperaturen als Festplatten- und Chip-NTC-Sensoren, sind jedoch anfälliger.

Es ist üblich, sie in Glas abzudichten, sie vor mechanischen Beschädigungen während der Montage zu schützen und ihre Messstabilität zu verbessern. Typische Größen reichen von 0,075 bis 5 mm Durchmesser.

NTC mit Festplatte und ChipScheiben- und Chip-Thermistoren

Diese NTC-Thermistorzähler haben metallisierte Oberflächenkontakte. Sie sind größer und haben langsamere Reaktionszeiten als NTC-Widerstände vom Kugeltyp.

Aufgrund ihrer Größe haben sie jedoch eine höhere Verlustkonstante (Leistung, die erforderlich ist, um ihre Temperatur um 1 ° C zu erhöhen) und, da die puDas vom Thermistor abgegebene Problem ist proportional zum Quadrat des Stroms. Sie unterstützen höhere Ströme wie Thermistoren.

Scheibenthermistoren werden hergestellt, indem eine Mischung von Oxidpulvern in eine runde Düse gepresst wird, die dann bei hoher Temperatur gesintert wird. Späne werden im Allgemeinen durch ein Bandformverfahren hergestellt, bei dem eine Materialaufschlämmung in Form eines dicken Films verteilt, getrocknet und geschnitten wird. Typische Größen reichen von 0,25 bis 25 mm Durchmesser.

NTC in Glas eingekapseltIn Glas eingekapselte NTC-Thermistoren

Dies sind NTC-Temperatursensoren, die in einer luftdichten Glasblase eingeschlossen sind. Sie sind für den Einsatz bei hohen Temperaturen (über 150°C) oder für die Montage auf einer Leiterplatte ausgelegt. gedruckte Schaltung, wo Robustheit wesentlich ist.

Kapselung eines Thermistors ins Das Glas verbessert die Stabilität des Sensors und schützt den Sensor vor der Umgebung. Sie werden hergestellt, indem NTC-Perlenwiderstände in einem Glasbehälter hermetisch versiegelt werden. Typische Größen reichen von 0,4 bis 10 mm Durchmesser.

NTC-Thermistorsymbol

Das folgende Symbol wird für einen Thermistor mit einem negativen Temperaturkoeffizienten gemäß der IEC-Norm verwendet.
Thermistorsymbol