اصل کار ترموستار ضریب دمای منفی NTC

NTC مخفف ضریب دمای منفی است، به معنی ضریب دمای منفی، به طور کلی به مواد نیمه هادی یا اجزای با ضریب دمای منفی اشاره دارد، به اصطلاح ترمورزستور NTC ترمورزستور ضریب دمای منفی است. این از اکسید های فلزی مانند منگنز، کوبالت، نیکل و مس به عنوان مواد اصلی ساخته شده است و با استفاده از فرآیند سرامیک ساخته شده است. این مواد اکسید فلزی دارای خواص نیمه هادی هستند، زیرا از نظر هدایت الکتریکی کاملاً شبیه به مواد نیمه هادی مانند جرمانیوم و سیلیکون هستند. در دمای پایین، این مواد اکسیدی تعداد کمتری از حامل ها (الکترون ها و سوراخ ها) دارند، بنابراین مقاومت آنها بالاتر است. با افزایش دما، تعداد حامل ها افزایش می یابد، بنابراین مقاومت کاهش می یابد. ترموستاتور NTC در محدوده ای از 100 تا 1000،000 اوم در دمای اتاق با ضریب دما -2٪ ~ -6.5٪ تغییر می کند. ترموستور NTC به طور گسترده ای برای اندازه گیری دما، کنترل دما، جبران دما و غیره استفاده می شود.

ترمیستور ضریب دمای منفی NTC

NTC (ضریب دمای منفی) به معنی کاهش نسبت نمایشی مقاومت در برابر افزایش دما، پدیده و مواد با ضریب دمای منفی است. این مواد از دو یا دو نوع اکسید فلزی مانند منگنز، مس، سیلیکوم، کوبالت، آهن، نیکل، روی برای ترکیب کامل، قالب گیری، سینتر کردن و فرآیندهای دیگر ساخته شده است. سرامیک نیمه هادی می تواند با ضریب دمای منفی (NTC) تولید شود. مقاومت و ثابت مواد آن با توجه به نسبت ترکیب مواد، اتمسفر سینتر شده، دمای سینتر شده و وضعیت ساختاری متفاوت است. در حال حاضر نیز توسط کربید سیلیکوم، سلنید قلع، نیترید تانتال و غیره نمایندگی شده است.

نیمه هدایت حرارتی NTC بیشتر ساختار کریستال یا سایر ساختارهای اکسید سرامیک است که دارای ضریب دمای منفی است و مقاومت می تواند تقریبا به عنوان:

در فرمول RT، RT0 به ترتیب مقاومت در دمای T، T0، Bn ثابت مواد است. دانه های سرامیکی خود به دلیل تغییر دما، مقاومت تغییر می کند، که توسط ویژگی های نیمه هادی تعیین می شود.

مهمترین ویژگی حرارتی ضریب دمای منفی NTC طول عمر است.

ترمیستور NTC با عمر طولانی، افزایش آگاهی از ترمیستور NTC است که بر اهمیت عمر مقاومت تاکید می کند. مهمترین ترموریستور NTC طول عمر است، پس از مقاومت در برابر انواع دقت بالا، حساسیت بالا، قابلیت اطمینان بالا، دمای فوق العاده بالا، فشار بالا، هنوز هم برای مدت طولانی کار پایدار است.
طول عمر یکی از ویژگی های مهم ترموستور NTC است که با سایر پارامترهای مانند دقت و حساسیت ارتباط دیالکتیکی دارد. یک محصول مقاومت NTC باید در ابتدا عمر طولانی باشد تا عملکرد دیگر را تضمین کند. در حالی که عملکرد عالی دیگر به فرایند تولید بستگی دارد تا به سطح فنی خاصی برسد، این امر باعث می شود که طول عمر طولانی NTC ممکن باشد.
بسیاری از محصولات الکترونیکی با فناوری بالا، در دمای فوق العاده بالا، فشار فوق العاده بالا و سایر شرایط سخت، نیاز به ترموستور برای کنترل پایدار دما، عملکرد اندازه گیری دما، اکثر تولید کنندگان به دنبال دقت ترموستور NTC، حساسیت، مقادیر شناور و غیره عملکرد منظم پایدار بازی، نادیده گرفتن طول عمر مقاومت، منجر به نتیجه ای که نتواند برای ساعت های طولانی کار کند و تأثیر بر استفاده از محصولات الکترونیکی. در نتیجه، تمام دقت، حساسیت، مقاومت در برابر دمای بالا و غیره بی معنی می شوند.

تاریخچه ترموستار ضریب دمای منفی NTC

در سال 1834، دانشمندان برای اولین بار سولفید نقره را کشف کردند که دارای یک ضریب دمای منفی است. در سال 1930، دانشمندان کشف کردند که اکسید مس و اکسید مس نیز دارای یک ضریب دمای منفی هستند و با موفقیت آن را در مدار جبران دمای ابزار هواپیمایی استفاده کردند. بعدا، به دلیل توسعه مداوم فناوری ترانزیستور، تحقیقات در مورد ترمیستور پیشرفت قابل توجهی داشته است. در سال 1960 ترمیستور NTC توسعه یافت.

محدوده دمای ترموستار با ضریب دمای منفی NTC

محدوده اندازه گیری آن معمولا -10 تا + 300 درجه سانتیگراد است و همچنین می تواند -200 تا + 10 درجه سانتیگراد باشد و حتی می تواند برای اندازه گیری دما در محیط + 300 تا + 1200 درجه سانتیگراد استفاده شود.

دقت ترمومتر ترمورزستور ضریب دمای منفی می تواند به 0.1 درجه سانتیگراد برسد و زمان حس دما می تواند کمتر از 10 ثانیه باشد. این نه تنها برای ترمومتر انبار غلات، بلکه همچنین می تواند برای اندازه گیری دما در زمینه ذخیره سازی مواد غذایی، بهداشت پزشکی، زمین های علمی، اقیانوس ها، چاه های عمیق، هوای بالا، یخچال ها و غیره استفاده شود.

NTC ترموستور کتابچه اولین کتاب الکترونیکی حرفه ای در صنعت است، محتوای آن شامل دانش های مختلف مربوط به ترموستور NTC، یک کتاب ابزار ضروری برای متخصصان است. جزئیات مشخص زیر است:

اصل کار، نوع، نمایش نمادی، نمایش مدل، معرفی سیم سرب، توضیحات مفصل اصطلاحات حرفه ای NTC.

چگونگی تعیین نوع ترموستور NTC مورد نیاز، محیط کاربردی، دقت، حساسیت، ثبات و دامنه خطی در کاربردهای عملی.

ترموستور NTC برای خواندن دمای بطری شراب قرمز، توالت هوشمند، سنسور دمای مایع خنک کننده استفاده می شود.

چگونگی انجام آزمایش ساده NTC و تست قابلیت اطمینان[2]

ترموستار ضریب دمای منفی NTC

مقاومت قدرت صفر RT(Ω)

RT به معنی مقاومت اندازه گیری شده با استفاده از قدرت اندازه گیری است که باعث تغییر مقاومت در مقایسه با خطای اندازه گیری کلی می شود.

رابطه بین مقاومت و تغییرات دما عبارتند از:

RT = RN expB (1 / T - 1 / TN)

RT: مقاومت ترموستور NTC در دمای T (K).

RN: مقاومت ترموستور NTC در دمای TN (K).

T: دمای مشخص شده (K).

B: ثابت مواد NTC، شاخص حساسیت حرارتی نیز نامیده می شود.

exp: شاخص بر اساس عدد طبیعی e (e = 2.71828...).

این فرمول یک فرمول تجربی است که دقت خاصی را تنها در محدوده محدودی از درجه حرارت نامی TN یا مقاومت نامی RN دارد، زیرا ثابت مواد B خود تابع درجه حرارت T است.

مقاومت قدرت صفر R25 (Ω)

با توجه به مقررات استاندارد ملی، مقاومت قدرت صفر ارزش مقاومت R25 است که در دمای معیار 25 درجه سانتیگراد توسط ترموستور NTC اندازه گیری شده است، این مقاومت ارزش مقاومت اسمی ترموستور NTC است. معمولا مقدار مقاومت NTC نیز به این مقدار اشاره می کند.

ثابت ماده (شاخص حساسیت حرارتی) مقدار B

مقدار B به عنوان:

B = T1 * T2 / (T2-T1) ln (RT1 / RT2)

RT1: مقاومت قدرت صفر در دمای T1 (K).

RT2: مقاومت قدرت صفر در دمای T2 (K).

T1 و T2: دو درجه حرارت مشخص شده (K).

برای ترمیستورهای NTC که معمولاً استفاده می شوند، مقدار B معمولاً بین 2000K تا 6000K است.

ضریب دمای مقاومت قدرت صفر (αT)

در دمای مشخص شده، تغییر نسبی مقاومت قدرت قطعی ترموستور NTC نسبت به تغییر دمای منجر به این تغییر است.

αT: ضریب دمای مقاومت قدرت صفر در دمای T (K).

RT: مقاومت قدرت صفر در دمای T (K).

T: درجه حرارت (T)

B: ثابت مواد

ضریب پراکندگی (δ)

در دمای محیط مشخص شده، ضریب پراکندگی ترموستور NTC نسبت تغییر قدرت پراکندگی در مقاومت به تغییر دمای مربوط به مقاومت است.

δ: ضریب پراکندگی ترموستور NTC （ mW/ K ）。

P: قدرت مصرف شده توسط ترموستور NTC (mW).

<unk>T: وقتی ترموستور NTC قدرت مصرف می کند <unk>P، تغییر دمای مقاومت مربوطه (K).

ثابت زمان گرما (τ)

در شرایط قدرت صفر، زمانی که دما تغییر می کند، دمای ترموستور 63.2٪ از زمان مورد نیاز برای شروع دو تفاوت دما تغییر می کند، ثابت زمان گرما متناسب با ظرفیت حرارتی ترموستور NTC و متناسب با ضریب پراکندگی آن است.

τ: ثابت زمان گرما (S).

C: ظرفیت حرارتی ترموستور NTC.

δ: ضریب پراکندگی ترموستور NTC.

قدرت Pn

در شرایط فنی مشخص شده، مصرف انرژی مجاز برای کار مداوم طولانی مدت ترموستوستور. با این قدرت، دمای خود مقاومت از بالاترین دمای عملیاتی خود فراتر نمی رود.

حداکثر دمای کار Tmax

در شرایط فنی مشخص شده، حداکثر دمای اجازه داده شده برای کار مداوم طولانی مدت ترمیستور. یعنی:

T0 - دمای محیط

اندازه گیری قدرت Pm

در دمای محیط مشخص شده، تغییرات مقاومت مقاومت ناشی از گرمایش جریان اندازه گیری نسبت به خطای اندازه گیری کلی می تواند انرژی مصرف شده را نادیده بگیرد.

به طور کلی نیاز به تغییر مقاومت بیش از 0.1٪ است، در این صورت قدرت اندازه گیری Pm است:

ویژگی های دمای مقاومت

ویژگی های درجه حرارتی NTC را می توان به صورت زیر نشان داد:

در قالب:

RT: مقاومت قدرت صفر در دمای T

A: عامل مربوط به ویژگی های فیزیکی و اندازه هندسی مواد ترموستاتور.

B: ارزش B

T: درجه حرارت (K)

عبارت دقیق تر این است:

در قالب:

RT: مقاومت قدرت صفر ترموستور در دمای T.

T: درجه حرارت مطلق K；

A، B، C، D: ثابت های خاص.

ترموستاتور ضریب دمای منفی NTC R-T

نمودار منحنی ویژگی R-T با مقادیر B یکسان، مقادیر مقاومت متفاوت

نمودار منحنی ویژگی های R-T ترموستور NTC با مقاومت مشابه، مقادیر B متفاوت

ترموستاتورهای NTC برای اندازه گیری و کنترل دما

ساختار ظاهری

ترمیستور های اپوکسی NTC

ترمیستور های شیشه ای NTC

نمودار مدار کاربردی

اندازه گیری دما (مدار پل ویستون)

کنترل دما

طراحی برنامه

ترمومتر الکترونیکی، تقویم سالانه الکترونیکی، نمایش دمای ساعت الکترونیکی، هدیه های الکترونیکی؛

تجهیزات گرمایش و گرمایش الکتریکی؛

مدار کنترل الکترونیکی دمای خودرو؛

سنسور دما، سنج دما؛

تجهیزات الکترونیکی پزشکی و توالت الکترونیکی؛

باتری تلفن همراه و شارژ