Kaj je temperaturni senzor NTC?

Kaj je temperaturni senzor NTC?

Da bi razumeli funkcijo in uporabo NTC temperaturnega senzorja, moramo najprej vedeti, kaj je NTC termistor.
Preprosto razloženo, kako deluje senzor temperature NTC
Vroči vodniki ali topli vodniki so elektronski upori z negativnimi temperaturnimi koeficienti (kratko NTC). Če skozi sestavne dele teče tok, se njihov upor z naraščajočo temperaturo zmanjšuje. Če temperatura okolja pade (npr. v potopnem tulcu), sestavni deli po drugi strani reagirajo z naraščajočim uporom. Zaradi tega posebnega obnašanja strokovnjaki NTC upor 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 rešetke. Zapustijo svoje mesto v strukturi in veliko bolje prenašajo elektriko. Rezultat: z naraščajočo temperaturo termistorji veliko bolje prevajajo elektriko – njihov električni upor se zmanjša. Komponente se med drugim uporabljajo kot senzorji temperature, vendar morajo biti za to priključeni na vir napetosti in ampermeter.

Izdelava in lastnosti vročih in hladnih vodnikov
NTC upor lahko reagira zelo šibko ali na določenih območjih zelo močno na spremembe temperature okolja. Posebno obnašanje je v bistvu odvisno od izdelave komponent. Na ta način proizvajalci prilagodijo mešalno razmerje oksidov ali dopiranje kovinskih oksidov želenim pogojem. Na lastnosti komponent pa lahko vplivamo tudi s samim procesom izdelave. Na primer preko vsebnosti kisika v atmosferi vžiga ali posamezne hitrosti hlajenja elementov.

Različni materiali za NTC upor
Čisti polprevodniški materiali, sestavljeni polprevodniki ali kovinske zlitine se uporabljajo za zagotovitev, da termistorji pokažejo svoje značilno obnašanje. Slednje običajno sestavljajo kovinski oksidi (spojine kovin in kisika) mangana, niklja, kobalta, železa, bakra ali titana. Materiale zmešamo z vezivi, stisnemo in sintramo. Proizvajalci segrevajo surovine pod visokim pritiskom do te mere, da nastanejo obdelovanci z želenimi lastnostmi.

Tipične značilnosti termistorja na prvi pogled
NTC upor je na voljo v obsegu od enega ohma do 100 megohmov. 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 nazivni upor. Označuje vrednost upora pri določeni nazivni temperaturi (običajno 25 stopinj Celzija) in je označena z veliko črko R in temperaturo. Na primer, R25 za 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 aplikacijo. Nadaljnje karakteristične vrednosti uporov NTC se nanašajo na tolerance ter določene temperaturne in napetostne meje.

Različna področja uporabe za NTC upor
Tako kot PTC upor je tudi NTC upor primeren za merjenje temperature. Vrednost upora se spreminja glede na temperaturo okolja. Da ne bi ponaredili rezultatov, je treba samosegrevanje čim bolj omejiti. Vendar se lahko samoogrevanje med pretokom toka uporabi za omejitev zagonskega toka. Ker je NTC upor po vklopu električnih naprav hladen, tako da sprva teče le majhen tok. Po nekaj časa delovanja se termistor segreje, električni upor pade in steče več toka. Električne naprave na ta način dosežejo svojo polno zmogljivost z določenim časovnim zamikom.

NTC upor pri nizkih temperaturah slabše prevaja električni tok. Če se temperatura okolja poveča, se upor tako imenovanih toplih vodnikov opazno zmanjša. Posebno obnašanje polprevodniških elementov se lahko uporablja predvsem za merjenje temperature, za omejevanje vhodnega toka ali za zakasnitev različnih regul.