NTC-thermistorsonde

33 producten

NTC staat voor "negatieve temperatuurcoëfficiënt", CTN genoemd in het Frans "negatieve temperatuurcoëfficiënt". NTC-thermistoren zijn weerstanden met een negatieve temperatuurcoëfficiënt, wat betekent dat de weerstand neemt af naarmate de temperatuur stijgt. Deze thermistoren worden voornamelijk gebruikt als resistieve temperatuursensoren en stroombegrenzers. De temperatuurgevoeligheidscoëfficiënt is ongeveer vijf keer groter dan die van siliciumtemperatuursensoren (silistors) en ongeveer tien keer groter dan die van weerstandstemperatuurdetectoren (RTD's). NTC-sensoren worden over het algemeen gebruikt in het temperatuurbereik van -55 ° C tot 200 ° C.

Kenmerken van NTC - CTN-thermistors

In tegenstelling tot weerstandstemperatuurdetectoren, die zijn gemaakt van metalen, zijn NTC-thermistortemperatuursensoren over het algemeen: gemaakt van keramiek of polymeren. Verschillende gebruikte materialen resulteren in verschillende temperatuurresponsen, evenals andere kenmerken.

T ° / R-curven van NTC - CTN-thermistorsondes

De temperatuurgevoeligheid van een NTC-sensor wordt uitgedrukt in "procentuele verandering per graad ° C". Afhankelijk van de gebruikte materialen en de specifieke kenmerken van het productieproces, variëren typische waarden voor temperatuurgevoeligheden van -3% tot -6% per ° C.

Hoewel de meeste NTC-thermistormeetsondes over het algemeen geschikt zijn voor gebruik in het temperatuurbereik van -55°C tot 200°C, zijn er bij het geven van hun meest nauwkeurige metingen speciale families van sonde-CTN's die geschikt zijn voor gebruik bij temperaturen dichtbij het absolute nulpunt (- 273,15°C) en die speciaal zijn ontworpen voor gebruik boven 150°C.

NTC-sondecurve

Zoals te zien is in de afbeelding, hebben NTC-thermistors een veel steilere weerstand-temperatuurhelling dan platina-gelegeerde RTD-meters, wat resulteert in een betere gevoeligheid voor temperatuurdetectie.

Ondanks alles blijven RTD-sensoren (Pt100 type PLATINUM RESISTANCE THERMOMETERS) de meest nauwkeurige sensoren met een nauwkeurigheid van ± 0,5% van de gemeten temperatuur en zijn ze bruikbaar in het temperatuurbereik tussen -200 ° C en 800 ° C, een veel groter bereik dan NTC-temperatuursensoren.

Vergelijking met andere temperatuursensoren

Vergeleken met RTD, de NTC zij hebben een kleiner formaat, snellere respons, grotere impact en trillingsbestendigheid tegen lagere kosten
Dat gezegd hebbende, biedt dit type sonde iets minder nauwkeurige temperatuurregeling dan RTD's. 

In vergelijking met de thermokoppelsonde is de nauwkeurigheid van de temperatuurmeting vergelijkbaar. Thermokoppels zijn echter bestand tegen zeer hoge temperaturen (tot meer dan 1000°C) en worden in dergelijke toepassingen gebruikt in plaats van NTC - NTC-thermistors, waar ze soms pyrometers worden genoemd.

Ondanks dit, de thermistoren NTC biedt een hogere gevoeligheid, stabiliteit en nauwkeurigheid dan thermokoppels bij lagere temperaturen. Bovendien worden NTC-thermistormeters gebruikt met minder extra circuits en dus tegen lagere totale kosten.
De kosten worden verder verlaagd doordat er geen signaalconditioneringscircuits (versterkers, niveauomvormers, enz.) nodig zijn die vaak nodig zijn voor RTD's en altijd nodig zijn voor thermokoppels.

Gevaar voor zelfverhitting

NTC thermistor zelfverhitting illustratieHet zelfverhittingseffect is een fenomeen dat optreedt wanneer er een stroom door de NTC-thermistormeetsonde vloeit. Omdat de thermistor in feite een weerstand is, dissipeert deze energie als warmte wanneer er een stroom doorheen stroomt.

Deze warmte is gegenereerd in het midden van de thermistor en beïnvloedt de meetnauwkeurigheid. De mate waarin dit gebeurt, hangt af van de hoeveelheid stroom die vloeit, de omgeving (of het vloeistof of gas is, of er flux is op de NTC-sensor, enz.), de temperatuurcoëfficiënt van de thermistor en de thermistorstatus.

Het feit dat de weerstand van de NTC-sensor en dus de stroom die erdoor stroomt, afhangt van de omgeving, wordt vaak gebruikt in detectoren voor de aanwezigheid van vloeistoffen zoals die in opslagtanks.

Thermische capaciteit

De thermische capaciteit vertegenwoordigt de hoeveelheid warmte die nodig is om de temperatuur van de thermistor te verhogen 1 ° C en wordt meestal uitgedrukt in mJ/°C. Het kennen van de precieze warmtecapaciteit is van groot belang bij het gebruik van een NTC-thermistorsensor als inschakelstroombegrenzer, omdat deze de reactiesnelheid van de NTC-temperatuursensor definieert.

Selectie en berekening van de curve

Het rigoureuze selectieproces moet rekening houden met de dissipatieconstante van de thermistor, de thermische tijdconstante, de weerstandswaarde, de weerstand-temperatuurcurve en toleranties, om de belangrijkste factoren te noemen.

Aangezien de relatie tussen weerstand en temperatuur (de RT-curve) zeer niet-lineair is, moeten bepaalde benaderingen worden gebruikt in praktische systeemontwerpen.

formule voor benadering van de eerste orde: dR = k * dT

Benadering van de eerste bestelling: Wanneer k de negatieve temperatuurcoëfficiënt is, is ΔT het temperatuurverschil en ΔR is de verandering in weerstand als gevolg van de verandering in temperatuur. Deze benadering van de eerste orde is alleen geldig voor een zeer smal temperatuurbereik en kan alleen worden gebruikt voor temperaturen waarbij k over het gehele temperatuurbereik vrijwel constant is.


Benadering van beta-vergelijkingen: R (T) = R (T0) * exp (Beta * (1 / T-1 / T0))Bèta-formule: Een andere vergelijking geeft bevredigende resultaten, met een nauwkeurigheid van ± 1 ° C in het bereik van 0 ° C tot + 100 ° C. Het hangt af van een enkele materiaalconstante β kan worden verkregen door temperatuurmetingen. De vergelijking kan als volgt worden geschreven:

Waar R (T) is de temperatuurweerstand T in Kelvin, R (T 0 ) is een referentiepunt bij temperatuur T 0 . De beta-formule vereist een tweepuntskalibratie, die in het algemeen niet nauwkeuriger is dan ± 5 ° C over het gehele nuttige bereik van de NTC-thermistor.

Steinhart's vergelijking voor een nauwkeurige benadering: 1 / T = A + B * (ln (R)) + C * (ln (R)) ^ 3

Steinhart-Hart-vergelijking: De bekendste benadering tot nu toe is de Steinhart-Hart-formule, gepubliceerd in 1968. Waarin R de natuurlijke logaritme is van de temperatuurweerstand T in Kelvin, en A, B en C zijn coëfficiënten afgeleid van experimentele metingen. 

Deze coëfficiënten worden over het algemeen gepubliceerd door de thermistorleveranciers in de technische fiche. De Steinhart-Hart-formule is over het algemeen nauwkeurig tot ongeveer ± 0,15 ° C binnen het bereik van -50 ° C tot + 150 ° C, wat voldoende is voor de meeste toepassingen. 

Als een hogere nauwkeurigheid vereist is, moet het temperatuurbereik worden verkleind en is een nauwkeurigheid beter dan ± 0,01 ° C over het bereik van 0 ° C tot + 100 ° C mogelijk.

Kies de juiste benadering

De keuze van de formule die wordt gebruikt om de temperatuur uit de weerstandsmeting te berekenen, moet gebaseerd zijn op het beschikbare rekenvermogen, evenals op de daadwerkelijke tolerantievereisten.

In sommige toepassingen is een eerste-ordebenadering meer dan voldoende, terwijl in andere zelfs de Steinhart-Hart-vergelijking niet aan de vereisten voldoet.

In dit geval moet de NTC-thermistortemperatuursonde punt voor punt worden gekalibreerd, een groot aantal metingen uitvoeren en een correspondentietabel maken. 

NTC epoxyharsEpoxy ingekapselde thermistoren

Deze NTC-thermistorsondes zijn gemaakt van metaaloxiden (mangaan, kobalt, koper en nikkel) enittés in de keramische body. 

Ze bieden over het algemeen snelle reactietijden, betere stabiliteit en maken werking bij hogere temperaturen mogelijk dan Disk en Chip NTC-sensoren, maar ze zijn kwetsbaarder.

Het is gebruikelijk om ze in glas af te dichten, om ze te beschermen tegen mechanische schade tijdens de montage en om hun meetstabiliteit te verbeteren. Typische afmetingen variëren van 0,075 tot 5 mm in diameter.

NTC met schijf en chipSchijf- en chip-thermistors

Deze NTC-thermistormeters hebben gemetalliseerde oppervlaktecontacten. Ze zijn groter en hebben langzamere reactietijden dan NTC-weerstanden van het kogeltype.

Vanwege hun grootte hebben ze echter een hogere dissipatieconstante (vermogen vereist om hun temperatuur met 1 ° C te verhogen) en, aangezien de puAfgifte door de thermistor is evenredig met het kwadraat van de stroom, ze ondersteunen hogere stromen zoals thermistors.

Schijfthermistors worden gemaakt door een mengsel van oxidepoeders in een ronde matrijs te persen, die vervolgens bij hoge temperatuur wordt gesinterd. Chips worden over het algemeen gemaakt door een lintvormproces waarbij een slurry van materiaal wordt verspreid in de vorm van een dikke film, gedroogd en gesneden. Typische afmetingen variëren van 0,25 tot 25 mm in diameter.

NTC ingekapseld in glasNTC-thermistors ingekapseld in glas

Dit zijn NTC-temperatuursensoren verzegeld in een luchtdichte glazen bel. Ze zijn ontworpen voor gebruik bij hoge temperaturen (boven 150°C) of voor montage op een printplaat. printplaat, waar robuustheid essentieel is.

Sluit een thermistor ins het glas verbetert de stabiliteit van de sensor en beschermt de sensor tegen de omgeving. Ze zijn gemaakt door NTC-parelweerstanden hermetisch af te dichten in een glazen container. Typische afmetingen variëren van 0,4 tot 10 mm in diameter.

NTC-thermistor-symbool

Het volgende symbool wordt gebruikt voor een thermistor met een negatieve temperatuurcoëfficiënt, in overeenstemming met de IEC-norm.
symbool van de thermistor