Kaj je temperaturni senzor NTC?

Kaj je temperaturni senzor NTC?

Da bi razumeli delovanje in uporabo temperaturnega senzorja NTC, moramo najprej vedeti, kaj je NTC termistor.
Preprosto razloženo delovanje temperaturnega senzorja NTC
Topli vodniki ali vroči vodniki so elektronski upori z negativnimi temperaturnimi koeficienti (na kratko NTC). Če skozi komponente teče tok, se njihova upornost z naraščajočo temperaturo zmanjšuje. Če temperatura okolice pade (npr. v potopnem tulcu), pa komponente reagirajo z naraščajočo upornostjo. Zaradi tega posebnega vedenja strokovnjaki upor NTC imenujejo tudi NTC termistor.

Električni upor se zmanjša, ko se elektroni premikajo
NTC upori so sestavljeni iz polprevodniških materialov, katerih prevodnost je običajno med prevodnostjo električnih prevodnikov in električnih neprevodnikov. Če se komponente segrejejo, se elektroni sprostijo iz atomov mreže. Zapustijo svoje mesto v strukturi in veliko bolje prenašajo elektriko. Rezultat: Z naraščajočo temperaturo termistorji veliko bolje prevajajo elektriko – njihova električna upornost se zmanjšuje. Komponente se med drugim uporabljajo kot temperaturni senzorji, vendar morajo biti za to priključene na vir napetosti in ampermeter.

Izdelava in lastnosti vročih in hladnih prevodnikov
NTC upor se lahko zelo šibko ali, na določenih območjih, zelo močno odzove na spremembe temperature okolice. Specifično obnašanje je v osnovi odvisno od izdelave komponent. Na ta način proizvajalci prilagodijo mešalno razmerje oksidov ali dopiranje kovinskih oksidov želenim pogojem. Na lastnosti komponent pa lahko vpliva tudi sam proizvodni proces. Na primer z vsebnostjo kisika v žgani atmosferi ali individualno hitrostjo ohlajanja elementov.

Različni materiali za upor NTC
Za zagotovitev, da termistorji kažejo svoje značilno obnašanje, se uporabljajo čisti polprevodniški materiali, sestavljeni polprevodniki ali kovinske zlitine. Slednji so običajno sestavljeni iz kovinskih oksidov (spojin kovin in kisika) mangana, niklja, kobalta, železa, bakra ali titana. Materiali se zmešajo z vezivi, stisnejo in sintrajo. Proizvajalci segrejejo surovine pod visokim tlakom do te mere, da nastanejo obdelovanci z želenimi lastnostmi.

Tipične značilnosti termistorja na prvi pogled
Upor NTC je na voljo v razponih od enega ohma do 100 megaohmov. Komponente se lahko uporabljajo od minus 60 do plus 200 stopinj Celzija in dosegajo tolerance od 0,1 do 20 odstotkov. Pri izbiri termistorja je treba upoštevati različne parametre. Eden najpomembnejših je nazivna upornost. Označuje vrednost upora pri dani nazivni temperaturi (običajno 25 stopinj Celzija) in je označen z veliko začetnico R in temperaturo. Na primer, R25 pomeni vrednost upora pri 25 stopinjah Celzija. Pomembno je tudi specifično obnašanje pri različnih temperaturah. To je mogoče določiti s tabelami, formulami ali grafikami in se mora popolnoma ujemati z želeno uporabo. Nadaljnje karakteristične vrednosti uporov NTC se nanašajo na tolerance ter določene temperaturne in napetostne omejitve.

Različna področja uporabe NTC upora
Tako kot PTC upor je tudi NTC upor primeren za merjenje temperature. Vrednost upora se spreminja glede na temperaturo okolice. Da ne bi prišlo do ponarejanja rezultatov, je treba samosegrevanje čim bolj omejiti. Vendar pa se lahko samosegrevanje med pretokom toka uporabi za omejitev vklopnega toka. Ker je NTC upor po vklopu električnih naprav hladen, sprva teče le malo toka. Po določenem času delovanja se termistor segreje, električni upor pade in steče več toka. Električne naprave na ta način dosežejo svojo polno zmogljivost z določeno časovno zakasnitvijo.

NTC upor slabše prevaja električni tok pri nizkih temperaturah. Če se temperatura okolice poveča, se upornost tako imenovanih toplih prevodnikov opazno zmanjša. Posebno obnašanje polprevodniških elementov se lahko uporablja predvsem za merjenje temperature, za omejevanje vklopnega toka ali za zakasnitev različnih krmilnikov.