Термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) используются в качестве высокоточных датчиков температуры в различных автомобильных, промышленных, бытовых и медицинских устройствах. Поскольку существует широкий ассортимент NTC-термисторов, разработанных с различными конструкциями и изготовленных из различных материалов, выбор оптимального...NTC-термисторыдля конкретного применения может оказаться сложной задачей.
ПочемувыбиратьНТК?
Существуют три основные технологии датчиков температуры, каждая из которых имеет свои особенности: резистивные датчики температуры (RTD) и два типа термисторов: с положительным и отрицательным температурным коэффициентом. Датчики RTD в основном используются для измерения широкого диапазона температур и, поскольку они изготовлены из чистого металла, обычно стоят дороже термисторов.
Таким образом, поскольку термисторы измеряют температуру с такой же или более высокой точностью, их обычно предпочитают терморезисторам с термометром сопротивления (RTDS). Как следует из названия, сопротивление термистора с положительным температурным коэффициентом (PTC) увеличивается с ростом температуры. Они широко используются в качестве датчиков предельной температуры в цепях отключения или безопасности, поскольку сопротивление увеличивается при достижении температуры переключения. С другой стороны, с ростом температуры сопротивление термистора с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) уменьшается. Зависимость сопротивления от температуры (RT) представляет собой плоскую кривую, поэтому она обеспечивает высокую точность и стабильность измерений температуры.
Ключевые критерии отбора
NTC-термисторы обладают высокой чувствительностью и способны измерять температуру с высокой точностью (±0,1 °C), что делает их идеальными для широкого спектра применений. Однако выбор типа зависит от ряда критериев: диапазона температур, диапазона сопротивления, точности измерения, условий окружающей среды, времени отклика и требований к размерам.
NTC-элементы с эпоксидным покрытием прочны и обычно измеряют температуру в диапазоне от -55°C до +155°C, в то время как NTC-элементы в стеклянном корпусе измеряют до +300°C. Для приложений, требующих чрезвычайно быстрого отклика, более подходящим выбором являются компоненты в стеклянном корпусе. Они также более компактны, их диаметр составляет всего 0,8 мм.
Важно, чтобы температура NTC-термистора соответствовала температуре компонента, вызывающего изменение температуры. Поэтому они доступны не только в традиционном исполнении с выводами, но и в корпусе винтового типа для поверхностного монтажа на радиатор.
Новинкой на рынке являются полностью бессвинцовые (чип и компоненты) NTC-термисторы, которые соответствуют более строгим требованиям будущей директивы RoSH2.
ПриложениеEпримерOобзор
Компоненты и системы датчиков NTC применяются в самых разных областях, особенно в автомобильной промышленности. Типичные области применения включают подогрев рулевых колес и сидений, а также сложные системы климат-контроля. Термисторы используются в системах рециркуляции отработавших газов (EGR), датчиках впускного коллектора (AIM), а также датчиках температуры и абсолютного давления в коллекторе (TMAP). Они работают в широком диапазоне температур, обладают высокой ударопрочностью и вибростойкостью, высокой надежностью и длительным сроком службы, обеспечивая долговременную стабильность. Если термисторы используются в автомобильной промышленности, то обязательным условием является соответствие требованиям международного стандарта AEC-Q200 по стрессоустойчивости.
В электромобилях и гибридных автомобилях датчики NTC используются для защиты аккумуляторной батареи, контроля состояния электрических импульсов и состояния зарядки. Система охлаждения аккумуляторной батареи хладагентом подключена к системе кондиционирования воздуха.
Измерение и контроль температуры в бытовых приборах охватывает широкий диапазон температур. Например, в сушилке для одеждыдатчик температурыопределяет температуру горячего воздуха, поступающего в барабан, и температуру воздуха, выходящего из барабана. Для охлаждения и заморозкиДатчик NTCИзмеряет температуру в холодильной камере, предотвращает обмерзание испарителя и определяет температуру окружающей среды. В небольших бытовых приборах, таких как утюги, кофеварки и чайники, датчики температуры используются для обеспечения безопасности и энергоэффективности. Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) занимают более широкий сегмент рынка.
Растущая медицинская сфера
В сфере медицинской электроники представлено множество устройств для стационарного, амбулаторного и даже домашнего ухода. NTC-термисторы используются в медицинских приборах в качестве датчиков температуры.
При зарядке небольшого мобильного медицинского устройства необходимо постоянно контролировать рабочую температуру аккумулятора. Это связано с тем, что электрохимические реакции, используемые при мониторинге, в значительной степени зависят от температуры, поэтому быстрый и точный анализ крайне важен.
Пластыри для непрерывного мониторинга уровня глюкозы (GCM) позволяют контролировать уровень сахара в крови у пациентов с диабетом. В данном случае датчик NTC используется для измерения температуры, так как это может повлиять на результаты.
Лечение методом непрерывного положительного давления в дыхательных путях (CPAP) использует аппарат, помогающий людям с синдромом обструктивного апноэ сна легче дышать во время сна. Аналогичным образом, при тяжёлых респираторных заболеваниях, таких как COVID-19, аппараты искусственной вентиляции лёгких берут на себя дыхание пациента, мягко нагнетая воздух в лёгкие и удаляя углекислый газ. В обоих случаях в увлажнитель, дыхательный катетер и приточный клапан встроены NTC-датчики со стеклянным корпусом для измерения температуры воздуха, что обеспечивает комфортные условия для пациентов.
Недавняя пандемия обусловила необходимость повышения чувствительности и точности датчиков NTC с долговременной стабильностью. Новый вирусный тестер предъявляет строгие требования к контролю температуры для обеспечения стабильной реакции между образцом и реагентом. Умные часы также интегрированы с системой мониторинга температуры для предупреждения о потенциальных заболеваниях.
Время публикации: 25 мая 2023 г.