Vad är en NTC-temperatursensor?

Vad är en NTC-temperatursensor?

För att förstå funktionen och tillämpningen av en NTC-temperatursensor måste vi först veta vad en NTC-termistor är.
Hur NTC-temperatursensorn fungerar, enkelt förklarat
Varma ledare eller varma ledare är elektroniska motstånd med negativa temperaturkoefficienter (NTC förkortat). Om ström flyter genom komponenterna minskar deras motstånd med ökande temperaturer. Om omgivningstemperaturen sjunker (t.ex. i en doppmuff) reagerar komponenterna däremot med ökande motstånd. På grund av detta speciella beteende kallar experter även ett NTC-motstånd för en NTC-termistor.

Elektriskt motstånd minskar när elektroner rör sig
NTC-motstånd består av halvledarmaterial vars konduktivitet i allmänhet ligger mellan den hos elektriska ledare och elektriska icke-ledare. Om komponenterna värms upp lossnar elektroner från gitteratomerna. De lämnar sin plats i strukturen och transporterar elektricitet mycket bättre. Resultatet: Med ökande temperatur leder termistorer elektricitet mycket bättre – deras elektriska resistans minskar. Komponenterna används bland annat som temperatursensorer, men för detta måste de anslutas till en spänningskälla och en amperemeter.

Tillverkning och egenskaper hos varma och kalla ledare
Ett NTC-motstånd kan reagera mycket svagt eller, i vissa områden, mycket starkt på förändringar i omgivningstemperaturer. Det specifika beteendet beror i grunden på tillverkningen av komponenterna. På så sätt anpassar tillverkarna blandningsförhållandet för oxider eller dopningen av metalloxiderna till de önskade förhållandena. Men komponenternas egenskaper kan också påverkas av själva tillverkningsprocessen. Till exempel genom syrehalten i brännatmosfären eller elementens individuella kylningshastighet.

Olika material för ett NTC-motstånd
Rena halvledarmaterial, sammansatta halvledare eller metalllegeringar används för att säkerställa att termistorer uppvisar sitt karakteristiska beteende. De senare består vanligtvis av metalloxider (föreningar av metaller och syre) av mangan, nickel, kobolt, järn, koppar eller titan. Materialen blandas med bindemedel, pressas och sintras. Tillverkare värmer upp råmaterialen under högt tryck i sådan utsträckning att arbetsstycken med önskade egenskaper skapas.

Typiska egenskaper hos termistorn i korthet
NTC-motståndet finns i intervall från en ohm till 100 megohm. Komponenterna kan användas från minus 60 till plus 200 grader Celsius och uppnår toleranser på 0,1 till 20 procent. När det gäller att välja en termistor måste olika parametrar beaktas. En av de viktigaste är den nominella resistansen. Den anger resistansvärdet vid en given nominell temperatur (vanligtvis 25 grader Celsius) och är markerad med ett stort R och temperaturen. Till exempel R25 för resistansvärdet vid 25 grader Celsius. Det specifika beteendet vid olika temperaturer är också relevant. Detta kan specificeras med tabeller, formler eller grafik och måste absolut matcha önskad applikation. Ytterligare karakteristiska värden för NTC-motstånden relaterar till toleranserna samt vissa temperatur- och spänningsgränser.

Olika användningsområden för ett NTC-motstånd
Precis som ett PTC-motstånd är även ett NTC-motstånd lämpligt för temperaturmätning. Resistansvärdet ändras beroende på omgivningstemperaturen. För att inte förfalska resultaten bör självuppvärmningen begränsas så mycket som möjligt. Självuppvärmningen under strömflöde kan dock användas för att begränsa inkopplingsströmmen. Eftersom NTC-motståndet är kallt efter att elektriska apparater slagits på, flyter endast lite ström till en början. Efter en tids drift värms termistorn upp, det elektriska motståndet sjunker och mer ström flyter. Elektriska apparater uppnår sin fulla prestanda på detta sätt med en viss tidsfördröjning.

Ett NTC-motstånd leder elektrisk ström sämre vid låga temperaturer. Om omgivningstemperaturen ökar minskar resistansen hos de så kallade varma ledarna märkbart. Halvledarelementens speciella beteende kan främst användas för temperaturmätning, för begränsning av startström eller för att fördröja olika styrningar.