Hãy tưởng tượng động cơ xe của bạn tự động điều chỉnh phun nhiên liệu để đảm bảo khởi động trơn tru vào những buổi sáng mùa đông lạnh giá,hoặc điện thoại thông minh của bạn thông minh làm mờ màn hình của nó để ngăn ngừa quá nóng trong những ngày mùa hè nóng bỏngNhững tính năng dường như trần tục này dựa trên một thành phần điện tử quan trọng: NTC thermistor, hoạt động như một người bảo vệ vô hình, nó đóng một vai trò quan trọng trong cảm biến nhiệt độ và bảo vệ mạch.

NTC viết tắt của "Negative Temperature Coefficient". Một nhiệt điện NTC là một điện trở có điện trở giảm khi nhiệt độ tăng.Tính chất độc đáo này làm cho nó lý tưởng cho cảm biến nhiệt độ và giới hạn hiện tạiSo với các cảm biến nhiệt độ silicon và các máy dò nhiệt độ kháng (RTDs), các bộ đo nhiệt độ NTC cung cấp hệ số độ nhạy nhiệt độ cao hơn khoảng 5 đến 10 lần.cho phép phản ứng nhanh hơn và chính xác hơn với sự thay đổi nhiệt độ.

Thông thường, các cảm biến NTC hoạt động trong phạm vi nhiệt độ từ -55 ° C đến + 200 ° C. Các kháng cự NTC đầu tiên phải đối mặt với những thách thức do mối quan hệ nhiệt độ kháng cự phi tuyến tính của chúng,phức tạp đo nhiệt độ chính xác trong mạch tương tựTuy nhiên, những tiến bộ trong mạch kỹ thuật số đã giải quyết vấn đề này thông qua bảng tìm kiếm can thiệp hoặc phương trình gần đúng với đường cong NTC điển hình.

Không giống như các RTD làm bằng kim loại, nhiệt điện NTC thường được chế tạo từ gốm hoặc polyme.

• Phản ứng nhiệt độ:Hầu hết các nhiệt kế NTC được tối ưu hóa cho -55 ° C đến 200 ° C, cung cấp các phép đọc chính xác nhất trong phạm vi này.15°C) hoặc trong môi trường vượt quá 150°C.
• Độ nhạy nhiệt độ:Được thể hiện dưới dạng "sự thay đổi% mỗi °C" hoặc "sự thay đổi% mỗi Kelvin", các cảm biến NTC thường hiển thị các giá trị từ -3% đến -6% / °C, tùy thuộc vào vật liệu và quy trình sản xuất.
• So sánh với các cảm biến khác:NTC thermistors vượt trội so với platinum RTDs về kích thước, tốc độ phản ứng, khả năng chống sốc và chi phí.nhiệt cặp xuất sắc trong các ứng dụng nhiệt độ cao (lên đến 600 °C)Ở nhiệt độ thấp hơn, các bộ nhiệt NTC cung cấp độ nhạy, ổn định và chính xác vượt trội với các mạch bổ sung tối thiểu.
• Hiệu ứng tự nóng:Dòng chảy hiện tại thông qua một nhiệt điện NTC tạo ra nhiệt, ảnh hưởng đến độ chính xác đo lường. Hiệu ứng này phụ thuộc vào cường độ hiện tại, điều kiện môi trường (nước lỏng / khí, sự hiện diện của dòng chảy),hệ số nhiệt độTính chất này thường được tận dụng trong các máy phát hiện sự hiện diện của chất lỏng như cảm biến bể.
• Khả năng sưởi:Được đo bằng mJ / °C, công suất nhiệt cho thấy năng lượng cần thiết để nâng nhiệt độ của nhiệt điện 1 °C. Thông số này rất quan trọng cho các ứng dụng giới hạn dòng điện giật,vì nó xác định tốc độ phản hồi.

Chọn một nhiệt điện đòi hỏi phải xem xét hằng số tiêu tan, hằng số thời gian nhiệt, giá trị kháng cự, đường cong nhiệt độ kháng cự và dung nạp.thiết kế hệ thống thực tế sử dụng phương pháp gần gũi.

• Tiếp cận thứ nhất:Phương pháp đơn giản nhất, ΔR = k · ΔT, nơi k là hệ số nhiệt độ âm. Chỉ hiệu quả trong phạm vi nhiệt độ hẹp nơi k gần như không đổi.
• Công thức Beta:Cung cấp độ chính xác ± 1 °C từ 0 °C đến +100 °C bằng cách sử dụng hằng số vật liệu β: R(T) = R(T0) · e ^((β1/T - 1/T0)).Yêu cầu hiệu chuẩn hai điểm nhưng thường duy trì độ chính xác ± 5 °C trong phạm vi hữu ích.
• Công thức Steinhart-Hart:Tiêu chuẩn vàng từ năm 1968: 1/T = A + B · ln ((R) + C · (ln ((R)) ^ 3. Các hệ số (A, B, C) được cung cấp trong các trang dữ liệu.01°C trong phạm vi 0°C đến +100°C.
• Chọn phương pháp gần đúng:Lựa chọn phụ thuộc vào tài nguyên tính toán và yêu cầu dung sai. Một số ứng dụng chỉ cần ước lượng thứ nhất, trong khi những ứng dụng khác có thể yêu cầu hiệu chuẩn đầy đủ với bảng tìm kiếm.

Các điện trở NTC được sản xuất bằng cách sử dụng các oxit của bạch kim, niken, cobalt, sắt và silicon, trong các dạng nguyên tố tinh khiết, gốm hoặc polyme.

• Máy nhiệt đạc hạt:Các dây dẫn hợp kim bạch kim được ngâm trực tiếp vào các cơ thể gốm. Cung cấp thời gian phản ứng nhanh hơn, ổn định tốt hơn và nhiệt độ hoạt động cao hơn so với các loại đĩa / chip nhưng mỏng hơn.Thường được đóng gói bằng thủy tinh để bảo vệ, với đường kính từ 0,075-5 mm.
• Máy nhiệt đĩa và chip:Tính năng tiếp xúc bề mặt kim loại hóa. Kích thước lớn hơn làm chậm thời gian phản ứng nhưng cải thiện hằng số phân tán, cho phép xử lý dòng điện cao hơn.chip được làm bằng cách đúc băng- Độ kính điển hình: 0,25-25 mm.
• Các bộ nhiệt NTC được đóng gói bằng thủy tinh:Niêm phong kín trong bóng đèn thủy tinh cho nhiệt độ cao (> 150 ° C) hoặc các ứng dụng PCB cứng. Tăng độ ổn định và khả năng chống môi trường, với đường kính 0,4 ∼ 10 mm.

Các nhiệt kế NTC phục vụ nhiều mục đích khác nhau, bao gồm đo nhiệt độ, kiểm soát, bù đắp, phát hiện chất lỏng, giới hạn dòng chảy và giám sát ô tô.Các ứng dụng được phân loại theo tính chất điện được khai thác:

• Đặc điểm nhiệt độ kháng:Được sử dụng trong đo nhiệt độ / kiểm soát / bù đắp.
• Đặc điểm thời gian hiện tại:Được áp dụng trong thời gian trì hoãn, giới hạn dòng điện và ức chế.
• Đặc điểm điện áp-đồng dòng:Sử dụng sự thay đổi điểm hoạt động do biến đổi môi trường / mạch để giới hạn dòng hoặc bù đắp / đo nhiệt độ.