اطلاعات فنی

۱. تعاریف اولیه و اصول کار

ترمیستور NTC چیست؟

       ■   تعریف:ترمیستور ضریب دمایی منفی (NTC) یک قطعه سرامیکی نیمه‌هادی است که مقاومت آن کاهش می‌یابد.به صورت نماییبا افزایش دما. این ماده به طور گسترده برای اندازه‌گیری دما، جبران دما و سرکوب جریان هجومی استفاده می‌شود.

        ■   اصل کار:از اکسیدهای فلزات واسطه (مثلاً منگنز، کبالت، نیکل) ساخته می‌شوند و تغییرات دما، غلظت حامل‌ها را در ماده تغییر می‌دهد و در نتیجه مقاومت آنها تغییر می‌کند.

مقایسه انواع حسگر دما

نوع	اصل	مزایا	معایب
ان تی سی	مقاومت با دما تغییر می‌کند	حساسیت بالا، هزینه کم	خروجی غیرخطی
RTD	مقاومت فلز با دما تغییر می‌کند	دقت بالا، خطی بودن خوب	هزینه بالا، پاسخ‌دهی کند
ترموکوپل	اثر ترموالکتریک (ولتاژ تولید شده توسط اختلاف دما)	محدوده دمایی وسیع (-200 درجه سانتیگراد تا 1800 درجه سانتیگراد)	نیاز به جبران اتصال سرد، سیگنال ضعیف
سنسور دمای دیجیتال	تبدیل دما به خروجی دیجیتال	ادغام آسان با میکروکنترلرها، دقت بالا	محدوده دمایی محدود، هزینه بالاتر نسبت به NTC
LPTC (PTC خطی)	مقاومت به صورت خطی با دما افزایش می‌یابد	خروجی خطی ساده، مناسب برای محافظت در برابر دمای بیش از حد	حساسیت محدود، دامنه کاربرد محدودتر

۲. پارامترهای کلیدی عملکرد و اصطلاحات

پارامترهای اصلی

       ■   مقاومت اسمی (R25):

مقاومت توان صفر در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد، که معمولاً از ۱ کیلو اهم تا ۱۰۰ کیلو اهم متغیر است.ایکس‌ایترونیکقابل تنظیم برای برآورده کردن مقاومت 0.5 تا 5000 کیلو اهم

       ■مقدار B (شاخص حرارتی):

تعریف: B = (T1·T2)/(T2-T1) · ln(R1/R2)، که نشان‌دهنده حساسیت مقاومت به تغییرات دما است (واحد: K).
                       محدوده‌ی معمول مقدار B: ۳۰۰۰ کلوین تا ۴۶۰۰ کلوین (مثلاً B25/85=3950 کلوین)
XIXITRONICS را می‌توان برای برآورده کردن دمای ۲۵۰۰ تا ۵۰۰۰ کلوین سفارشی‌سازی کرد.

       ■   دقت (تحمل):

انحراف مقدار مقاومت (مثلاً، ±۱٪، ±۳٪) و دقت اندازه‌گیری دما (مثلاً، ±۰.۵ درجه سانتی‌گراد).
XIXITRONICS را می‌توان طوری تنظیم کرد که در محدوده 0 تا 70 درجه سانتیگراد، به دمای ±0.2 درجه سانتیگراد برسد و بالاترین دقت آن می‌تواند به 0.05 درجه سانتیگراد برسد.℃.

       ■ضریب اتلاف (δ):

پارامتری که اثرات خودگرمایی را نشان می‌دهد، بر حسب میلی‌وات بر درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری می‌شود (مقادیر پایین‌تر به معنای خودگرمایی کمتر است).

       ■ثابت زمانی (τ):

زمان لازم برای اینکه ترمیستور به ۶۳.۲٪ از تغییر دما پاسخ دهد (مثلاً ۵ ثانیه در آب، ۲۰ ثانیه در هوا).

اصطلاحات فنی

        ■   معادله استاینهارت-هارت:

یک مدل ریاضی که رابطه مقاومت-دما در ترمیستورهای NTC را توصیف می‌کند:

(T: دمای مطلق، R: مقاومت، A/B/C: ثابت‌ها)

       ■   α (ضریب دما):

نرخ تغییر مقاومت به ازای واحد تغییر دما:

       ■   جدول RT (جدول مقاومت-دما):

جدول مرجعی که مقادیر مقاومت استاندارد را در دماهای مختلف نشان می‌دهد و برای کالیبراسیون یا طراحی مدار استفاده می‌شود.

۳. کاربردهای معمول ترمیستورهای NTC

زمینه‌های کاربردی

        ۱. اندازه‌گیری دما:

                     o   لوازم خانگی (کولر گازی، یخچال)، تجهیزات صنعتی، خودرو (نظارت بر دمای باتری/موتور).

       ۲. جبران دما:

                     oجبران رانش دما در سایر قطعات الکترونیکی (به عنوان مثال، نوسانگرهای کریستالی، LEDها).

       ۳. سرکوب جریان هجومی:

                     ایاستفاده از مقاومت بالا در برابر سرما برای محدود کردن جریان هجومی در هنگام راه‌اندازی برق.

مثال‌های طراحی مدار

•   مدار تقسیم ولتاژ:

(دما با خواندن ولتاژ از طریق ADC محاسبه می‌شود.)

       •   روش‌های خطی‌سازی:

اضافه کردن مقاومت‌های ثابت به صورت سری/موازی برای بهینه‌سازی خروجی غیرخطی NTC (شامل نمودارهای مدار مرجع).

۴. منابع و ابزارهای فنی

منابع رایگان

•برگه‌های اطلاعات:پارامترها، ابعاد و شرایط آزمایش را با جزئیات ذکر کنید.

•الگوی جدول اکسل RT (PDF): به مشتریان اجازه می‌دهد تا به سرعت مقادیر مقاومت دمایی را جستجو کنند.

•یادداشت‌های کاربردی:

                     oملاحظات طراحی برای NTC در حفاظت دمایی باتری لیتیومی

                     oبهبود دقت اندازه‌گیری دما با NTC از طریق کالیبراسیون نرم‌افزار

ابزارهای آنلاین

       • ماشین حساب مقدار B:برای محاسبه مقدار B، T1/R1 و T2/R2 را وارد کنید.

       •ابزار تبدیل دما: مقاومت ورودی برای بدست آوردن دمای مربوطه (از معادله استاینهارت-هارت پشتیبانی می‌کند).

۵. نکات طراحی (برای مهندسان)

• از خطاهای خود گرمایشی جلوگیری کنید:مطمئن شوید که جریان عملیاتی کمتر از حداکثر مشخص شده در برگه اطلاعات (مثلاً 10μA) باشد.

• حفاظت از محیط زیست:برای محیط‌های مرطوب یا خورنده، از NTC های دارای پوشش شیشه‌ای یا اپوکسی استفاده کنید.

• توصیه‌های کالیبراسیون:با انجام کالیبراسیون دو نقطه‌ای (مثلاً ۰ درجه سانتیگراد و ۱۰۰ درجه سانتیگراد) دقت سیستم را بهبود بخشید.

۶.سوالات متداول (FAQ)

۱. س: تفاوت بین ترمیستورهای NTC و PTC چیست؟

                     o   الف) ترمیستورهای PTC (ضریب دمایی مثبت) مقاومت را با دما افزایش می‌دهند و معمولاً برای محافظت در برابر اضافه جریان استفاده می‌شوند، در حالی که ترمیستورهای NTC برای اندازه‌گیری و جبران دما استفاده می‌شوند.

۲. سوال: چگونه مقدار B مناسب را انتخاب کنیم؟

                     o   الف) مقادیر بالای B (مثلاً B25/85=4700K) حساسیت بالاتری ارائه می‌دهند و برای محدوده‌های دمایی باریک مناسب هستند، در حالی که مقادیر پایین B (مثلاً B25/50=3435K) برای محدوده‌های دمایی وسیع‌تر بهتر هستند.

۳. س: آیا طول سیم بر دقت اندازه‌گیری تأثیر می‌گذارد؟

                     oبله، سیم‌های بلند مقاومت بیشتری ایجاد می‌کنند که می‌توان با استفاده از روش اتصال ۳ سیمه یا ۴ سیمه آن را جبران کرد.