Co je teplotní čidlo NTC?

Co je teplotní čidlo NTC?

Abychom pochopili funkci a použití teplotního senzoru NTC, musíme nejprve vědět, co je termistor NTC.
Jednoduše vysvětleno, jak funguje teplotní senzor NTC
Horké vodiče nebo teplé vodiče jsou elektronické odpory se zápornými teplotními koeficienty (zkráceně NTC). Pokud součástkami protéká proud, s rostoucí teplotou klesá jejich odpor. Při poklesu okolní teploty (např. v ponorné objímce) komponenty naopak reagují se zvyšujícím se odporem. Kvůli tomuto zvláštnímu chování odborníci také označují odpor NTC jako termistor NTC.

Elektrický odpor klesá, když se elektrony pohybují
NTC rezistory se skládají z polovodičových materiálů, jejichž vodivost je obecně mezi vodivostí elektrických vodičů a elektrických nevodičů. Pokud se komponenty zahřejí, elektrony se uvolní z atomů mřížky. Opouštějí své místo v konstrukci a mnohem lépe transportují elektřinu. Výsledek: S rostoucí teplotou vedou termistory mnohem lépe elektřinu – jejich elektrický odpor se snižuje. Komponenty se používají mimo jiné jako teplotní čidla, k tomu však musí být připojeny ke zdroji napětí a ampérmetru.

Výroba a vlastnosti horkých a studených vodičů
NTC rezistor může reagovat velmi slabě nebo v určitých oblastech velmi silně na změny okolní teploty. Konkrétní chování v podstatě závisí na výrobě součástí. Tímto způsobem výrobci přizpůsobují směšovací poměr oxidů nebo dotování oxidů kovů požadovaným podmínkám. Ale vlastnosti komponentů lze ovlivnit i samotným výrobním procesem. Například prostřednictvím obsahu kyslíku ve vypalovací atmosféře nebo individuální rychlosti ochlazování prvků.

Různé materiály pro odpor NTC
Aby termistory vykazovaly své charakteristické chování, používají se čisté polovodičové materiály, složené polovodiče nebo kovové slitiny. Ty se obvykle skládají z oxidů kovů (sloučenin kovů a kyslíku) manganu, niklu, kobaltu, železa, mědi nebo titanu. Materiály se mísí s pojivy, lisují a slinují. Výrobci zahřívají suroviny pod vysokým tlakem do takové míry, že vznikají obrobky s požadovanými vlastnostmi.

Typické vlastnosti termistoru na první pohled
NTC rezistor je k dispozici v rozsahu od 1 ohmu do 100 megaohmů. Komponenty lze použít od minus 60 do plus 200 stupňů Celsia a dosáhnout tolerancí 0,1 až 20 procent. Při výběru termistoru je třeba vzít v úvahu různé parametry. Jedním z nejdůležitějších je jmenovitý odpor. Udává hodnotu odporu při dané jmenovité teplotě (obvykle 25 stupňů Celsia) a je označena velkým R a teplotou. Například R25 pro hodnotu odporu při 25 stupních Celsia. Důležité je také specifické chování při různých teplotách. To může být specifikováno pomocí tabulek, vzorců nebo grafiky a musí absolutně odpovídat požadované aplikaci. Další charakteristické hodnoty rezistorů NTC se vztahují k tolerancím a také k určitým teplotním a napěťovým limitům.

Různé oblasti použití rezistoru NTC
Stejně jako PTC rezistor je i NTC rezistor vhodný pro měření teploty. Hodnota odporu se mění v závislosti na okolní teplotě. Aby nedocházelo ke zkreslování výsledků, mělo by být samozahřívání co nejvíce omezeno. Samozahřívání během průtoku proudu však může být použito k omezení zapínacího proudu. Protože odpor NTC je po zapnutí elektrických zařízení studený, takže zpočátku teče jen malý proud. Po nějaké době provozu se termistor zahřeje, elektrický odpor klesne a protéká více proudu. Elektrická zařízení takto dosahují plného výkonu s určitým časovým zpožděním.

NTC rezistor vede elektrický proud hůře při nízkých teplotách. Zvyšuje-li se okolní teplota, znatelně klesá odpor tzv. teplých vodičů. Speciální chování polovodičových prvků lze využít především pro měření teploty, pro omezení zapínacího proudu nebo pro zpožďování různých regulací.