Chiamaci: +33 2 33 61 16 70

Sonda termistore NTC

33 prodotti

NTC sta per "coefficiente di temperatura negativo", chiamato CTN in francese "coefficiente di temperatura negativo". I termistori NTC sono resistori con un coefficiente di temperatura negativo, il che significa che la resistenza diminuisce all'aumentare della temperatura. Questi termistori sono utilizzati principalmente come sensori di temperatura resistivi e dispositivi di limitazione della corrente. Il coefficiente di sensibilità alla temperatura è circa cinque volte maggiore di quello dei sensori di temperatura al silicio (silistor) e circa dieci volte maggiore di quello dei rilevatori di temperatura a resistenza (RTD). I sensori NTC sono generalmente utilizzati nell'intervallo di temperatura di -55 ° C a 200 ° C.

Caratteristiche dei termistori NTC - CTN

A differenza dei rilevatori di temperatura a resistenza, che sono realizzati in metallo, i sensori di temperatura a termistore NTC lo sono generalmente fatto di ceramica o polimeri. I diversi materiali utilizzati determinano diverse risposte alla temperatura, così come altre caratteristiche.

Curve T ° / R delle sonde termistore NTC - CTN

La sensibilità alla temperatura di un sensore NTC è espressa in "variazione percentuale per grado ° C". A seconda dei materiali utilizzati e delle specifiche del processo di produzione, i valori tipici per le sensibilità alla temperatura variano da Da -3% a -6% per ° C.

Mentre la maggior parte delle sonde di misura a termistore NTC sono generalmente adatte per l'uso nell'intervallo di temperatura da -55°C a 200°C, quando forniscono letture più accurate, esistono famiglie speciali di sonda CTN adatte per l'uso a temperature vicine allo zero assoluto (- 273,15°C) e quelli appositamente progettati per l'uso al di sopra di 150°C.

Curva sonda NTC

Come si può vedere nella figura, i termistori NTC hanno una pendenza della resistenza-temperatura molto più ripida rispetto ai misuratori RTD in lega di platino, il che si traduce in una migliore sensibilità per il rilevamento della temperatura.

Nonostante tutto, i sensori RTD (TERMOMETRI A RESISTENZA AL PLATINO tipo Pt100) restano i sensori più precisi con una precisione di ± 0,5% della temperatura misurata e sono utili nel range di temperatura compreso tra -200°C e 800°C, un range molto più ampio rispetto ai sensori di temperatura NTC.

Confronto con altri sensori di temperatura

Rispetto a RTD, il NTC avere un dimensioni ridotte, risposta più rapida, maggiore resistenza agli urti e alle vibrazioni a costi inferiori
Detto questo, questo tipo di sonda offre un controllo della temperatura leggermente meno preciso rispetto agli RTD. 

Rispetto alla sonda a termocoppia, l'accuratezza della misurazione della temperatura è simile. Tuttavia, le termocoppie possono resistere a temperature molto elevate (fino a oltre 1000°C) e vengono utilizzate in tali applicazioni al posto dei termistori NTC - NTC, dove vengono talvolta chiamati pirometri.

Nonostante questo, i termistori NTC offre maggiore sensibilità, stabilità e precisione rispetto alle termocoppie a temperature più basse. Inoltre, i misuratori a termistore NTC vengono utilizzati con un minor numero di circuiti aggiuntivi e quindi a un costo totale inferiore.
Il costo è ulteriormente ridotto dalla mancanza di circuiti di condizionamento del segnale (amplificatori, convertitori di livello, ecc.) spesso necessari per gli RTD e sempre necessari per le termocoppie.

Rischio di autoriscaldamento

Illustrazione autoriscaldante del termistore NTCL'effetto autoriscaldante è un fenomeno che si verifica ogni volta che una corrente scorre attraverso la sonda di misura del termistore NTC. Poiché il termistore è fondamentalmente un resistore, dissipa energia sotto forma di calore quando c'è una corrente che lo attraversa.

Questo calore è generato al centro del termistore e influisce sulla precisione della misurazione. La misura in cui ciò accade dipende dalla quantità di corrente che scorre, dall'ambiente (se si tratta di un liquido o di un gas, se c'è un flusso sul sensore NTC, ecc. .), il coefficiente di temperatura del termistore e lo stato del termistore.

Il fatto che la resistenza del sensore NTC e quindi la corrente che lo attraversa dipende dall'ambiente viene spesso utilizzata nei rivelatori per la presenza di liquidi come quelli presenti nei serbatoi di stoccaggio.

Capacità termica

La capacità termica rappresenta la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura del termistore di 1 ° C ed è solitamente espresso in mJ / °C. Conoscere la capacità termica precisa è di grande importanza quando si utilizza un sensore a termistore NTC come dispositivo di limitazione della corrente di spunto, in quanto definisce la velocità di risposta del sensore di temperatura NTC.

Selezione e calcolo della curva

Il rigoroso processo di selezione deve tenere conto della costante di dissipazione del termistore, della costante di tempo termica, del valore di resistenza, della curva temperatura-resistenza e delle tolleranze, per menzionare i fattori più importanti.

Poiché la relazione tra resistenza e temperatura (la curva RT) è altamente non lineare, è necessario utilizzare alcune approssimazioni nella progettazione pratica del sistema.

formula di approssimazione del primo ordine: dR = k * dT

Approssimazione del primo ordine: Quando k è il coefficiente di temperatura negativo, ΔT è la differenza di temperatura e ΔR è la variazione di resistenza risultante dalla variazione di temperatura. Questa approssimazione del primo ordine è valida solo per un intervallo di temperatura molto stretto e può essere utilizzata solo per temperature in cui k è quasi costante nell'intero intervallo di temperature.


Approssimazione di equazioni beta: R (T) = R (T0) * exp (Beta * (1 / T-1 / T0))Formula beta: Un'altra equazione fornisce risultati soddisfacenti, con una precisione di ± 1 ° C nell'intervallo da 0 ° C a + 100 ° C. Dipende da una singola costante materiale β può essere ottenuto mediante misure di temperatura. L'equazione può essere scritta come segue:

Dove R (T) è la resistenza alla temperatura T in Kelvin, R (T 0 ) è un punto di riferimento alla temperatura T 0 . La formula beta richiede una calibrazione a due punti, che generalmente non è più precisa di ± 5 ° C su tutto l'intervallo utile del termistore NTC.

Equazione di Steinhart per un'approssimazione precisa: 1 / T = A + B * (ln (R)) + C * (ln (R)) ^ 3

Equazione di Steinhart-Hart: L'approssimazione più nota fino ad oggi è la formula di Steinhart-Hart, pubblicata nel 1968. Dove ln R è il logaritmo naturale della resistenza alla temperatura T in Kelvin e A, B e C sono coefficienti derivati ​​da misurazioni sperimentali. 

Questi coefficienti sono generalmente pubblicati dai fornitori di termistori nella scheda tecnica. La formula di Steinhart-Hart è generalmente accurata a circa ± 0,15 ° C nell'intervallo da -50 ° C a + 150 ° C, il che è sufficiente per la maggior parte delle applicazioni. 

Se è richiesta una precisione maggiore, l'intervallo di temperatura deve essere ridotto e un'accuratezza migliore di ± 0,01 ° C nell'intervallo da 0 ° C a + 100 ° C.

Scegli l'approssimazione corretta

La scelta della formula utilizzata per calcolare la temperatura dalla misurazione della resistenza dovrebbe basarsi sulla potenza di calcolo disponibile, nonché sui requisiti di tolleranza effettivi.

In alcune applicazioni un'approssimazione del primo ordine è più che sufficiente, mentre in altre anche l'equazione di Steinhart-Hart non soddisfa i requisiti.

In questo caso è necessario calibrare punto per punto la sonda di temperatura del termistore NTC, effettuando un numero elevato di misurazioni e creando una tabella di corrispondenza. 

Resina epossidica NTCTermistori incapsulati in resina epossidica

Queste sonde a termistore NTC sono realizzate con ossidi metallici (manganese, cobalto, rame e nichel) ennel corpo ceramico. 

Generalmente offrono tempi di risposta rapidi, una migliore stabilità e consentono il funzionamento a temperature più elevate rispetto ai sensori NTC Disk e Chip, ma sono più fragili.

È comune sigillarli nel vetro, proteggerli da danni meccanici durante il montaggio e migliorarne la stabilità di misura. Le dimensioni tipiche vanno da 0,075 a 5 mm di diametro.

NTC con disco e chipTermistori a disco e chip

Questi misuratori a termistore NTC hanno contatti di superficie metallizzati. Sono più grandi e hanno tempi di reazione più lenti rispetto ai resistori NTC a sfera.

Tuttavia, a causa delle loro dimensioni, hanno una costante di dissipazione più elevata (potenza richiesta per aumentare la loro temperatura di 1 ° C) e, dal momento che la puL'emissione dissipata dal termistore è proporzionale al quadrato della corrente, supportano correnti più elevate come i termistori.

I termistori a disco vengono realizzati premendo una miscela di polveri di ossido in uno stampo rotondo, che viene poi sinterizzato ad alta temperatura. I trucioli sono generalmente realizzati mediante un processo di stampaggio del nastro in cui viene spalmato un impasto di materiale sotto forma di un film spesso, essiccato e tagliato. Le dimensioni tipiche vanno da 0,25 a 25 mm di diametro.

NTC incapsulato in vetroTermistori NTC incapsulati in vetro

Si tratta di sensori di temperatura NTC sigillati in una bolla di vetro ermetica. Sono progettati per l'uso con temperature elevate (sopra i 150°C) o per il montaggio su un circuito stampato. circuito stampato, dove la robustezza è essenziale.

Incapsulare un termistore ins il vetro migliora la stabilità del sensore e protegge il sensore dall'ambiente. Sono realizzati sigillando ermeticamente resistori NTC a perla in un contenitore di vetro. Le dimensioni tipiche vanno da 0,4 a 10 mm di diametro.

Simbolo termistore NTC

Il seguente simbolo viene utilizzato per un termistore con un coefficiente di temperatura negativo, in conformità con lo standard IEC.
simbolo del termistore