Представьте себе, что ваш прецизионный прибор выходит из строя из-за незначительных отклонений в контроле температуры, или ваша система умного дома работает со сбоями из-за небольших неточностей в датчиках температуры. Эти проблемы часто возникают из-за упущенного из виду компонента — неправильного выбора термисторов NTC. Так как же выбрать правильный термистор NTC для повышения производительности вашего продукта?

Термисторы NTC (с отрицательным температурным коэффициентом) — это прецизионные компоненты, изготовленные из спеченных оксидов металлов. Их наиболее заметной характеристикой является то, что сопротивление значительно уменьшается даже при небольшом повышении температуры. Это свойство делает их бесценными для измерения, компенсации и контроля температуры. Проще говоря, приложив точный постоянный ток (DC) к термистору и измерив падение напряжения, можно точно рассчитать сопротивление и, следовательно, определить температуру.

При выборе датчика температуры первым шагом является определение диапазона температур применения. Термисторы NTC превосходны в этом отношении, надежно работая в широком диапазоне от -50°C до 250°C, что делает их подходящими для различных отраслей и применений.

• Расширенная информация: Различные области применения имеют совершенно разные температурные требования. Например, автомобильная электроника может требовать термисторов, способных выдерживать нагрев моторного отсека и сильный холод, в то время как медицинские приборы могут нуждаться в точных измерениях в узких диапазонах, близких к температуре человеческого тела. Всегда учитывайте экстремальные условия эксплуатации и включайте запас прочности для обеспечения надежности.

Среди датчиков температуры термисторы NTC обеспечивают наивысшую точность измерения в диапазоне от -50°C до 150°C, а варианты в стеклянной оболочке сохраняют точность до 250°C. Точность обычно составляет от 0,05°C до 1,00°C.

• Расширенная информация: Точность имеет решающее значение для высокоточных применений, таких как медицинское оборудование и научные приборы. Однако более высокая точность часто достигается за счет более высокой стоимости, поэтому необходимо сбалансировать потребности в производительности и бюджетные ограничения.

Для долгосрочных применений стабильность имеет первостепенное значение. Датчики температуры со временем подвергаются дрейфу, на который влияют материалы, конструкция и упаковка. Термисторы NTC с эпоксидным покрытием дрейфуют примерно на 0,2°C в год, в то время как герметичные версии дрейфуют всего на 0,02°C.

• Расширенная информация: Регулярная калибровка может смягчить последствия дрейфа. Выбирайте термисторы с превосходными материалами и надежной упаковкой для критически важных применений.

Выбор упаковки зависит от условий окружающей среды. Термисторы NTC могут быть упакованы по индивидуальному заказу — с эпоксидным покрытием для защиты от влаги или в стеклянной оболочке для высоких температур и агрессивных сред — для удовлетворения конкретных потребностей.

• Расширенная информация: Специализированная упаковка может повысить производительность, например, термопроводящие материалы для более быстрого отклика или экранированные конструкции для защиты от шума.

Термисторы NTC обладают отличной устойчивостью к электрическим помехам и сопротивлению проводов, обеспечивая чистые и стабильные сигналы даже в условиях электрических помех.

• Расширенная информация: Низкое сопротивление проводов минимизирует ошибки измерения, а присущая помехоустойчивость поддерживает точность в сложных электронных системах.

• Характеристики ток-время
• Характеристики напряжение-ток
• Характеристики сопротивление-температура

Выбор часто зависит от размера, тепловой реакции, времени отклика и других физических свойств. Даже при ограниченных данных тщательный анализ предполагаемого применения может эффективно сузить выбор.

Производители предоставляют таблицы или матрицы соотношений сопротивления для своих термисторных изделий NTC, а также коэффициенты α и β для преобразования допусков сопротивления в точность температуры и расчета температурных коэффициентов.

Определите, требует ли ваше приложение соответствия кривой или соответствия точке для расчета необходимого номинального сопротивления при заданной температуре. Стандартная ссылка — 25°C, но можно указать пользовательские температуры.

Стандартные допуски варьируются от ±1% до ±20% для дисковых или чиповых термисторов. Выбирайте максимально допустимый допуск, чтобы снизить затраты, где это возможно.

• Дисковые и чиповые типы: Доступны с/без покрытий и с голыми/лужеными медными выводами. Широкий диапазон сопротивлений подходит для различных применений.
• Эпоксидные типы: Эпоксидное покрытие с выводами из тефлона/ПВХ. Компактные и простые в установке, поддерживают соответствие точке или кривой.
• Стеклянная оболочка: Идеально подходит для экстремальных условий, требующих высокой стабильности. Конфигурации включают радиальные или осевые выводы.
• Сборки зондов: Имеют различные корпуса, адаптированные к требованиям применения.
• Типы для поверхностного монтажа: Варианты включают объемные, ленточные/катушечные, двусторонние или оберточные конструкции с палладиево-серебряными выводами. Никелевые барьерные слои обеспечивают точность работы схемы.

Температурный коэффициент сопротивления измеряет, как сопротивление при нулевой мощности изменяется с температурой относительно сопротивления термистора при заданной температуре T.

Эта константа материала сравнивает сопротивление термистора при одной температуре с другой. В расчетах обычно используются эталонные температуры 298,15°K и 348,15°K.

Уравнение Стейнхарта и Харта или конфигурации моста Уитстона могут дополнительно уточнить взаимосвязи сопротивление-температура для точных применений.