China pasgemaakte NTC-sensorsonde en -kabel

Sensorsonde en -kabel is die verpakkingsvorm van die sensor, wat die mees basiese eenheid van die sensor is. Die sensor word verpak deur 'n redelike elektroniese stroombaan en eksterne verpakkingstruktuur. Dit het 'n paar onafhanklike funksionele komponente wat ons nodig het. Soos die sensor, dit word gewoonlik verdeel in: NTC termistor sonde, PT100 sonde, PT1000 sonde, Ds18b20 sonde, water temperatuur sonde, motor sensor sonde, RTD's ondersoek, temperatuur beheer sonde, temperatuur aanpassing sonde, sensorsonde vir huishoudelike toestelle, ens.

Ds18b20 sensorsonde met kabel

Temperatuurbeheersonde met kabel

PT100 temperatuursensorsonde met kabel

'n NTC-sondestruktuur gebaseer op temperatuurvoorspelling en sy temperatuurmetingsmetode, die sonde sluit in: verskeie NTC-sondersoeke; koper dop; metaal ondersteuning struktuur, draad en hitte geleier.
Stap 1, onder m NTC-sondersoeke, verkry die temperature T0, T1, …, Tn gemeet met gelyke tydintervalle deur elke NTC-sonde, waar n die reeksnommer van die versamelde temperatuur voorstel;
Stap 2, bereken die temperatuurverskil vn=TnTn1 wat by aangrensende temperatuurmetingtye versamel is;
Stap 3, bereken die parameter α=vn/vn1;
Stap 4, bereken die voorspelde temperatuur Tp=Tn1+vn/(1a) van 'n enkele sonde;
Stap 5, bereken die gemete temperatuur Tb. Die huidige uitvinding kan die fout verder verminder en het goeie algemene toepaslikheid.

Volledige ontleding van termistors!

🤔 Weet jy wat 'n termistor is? Dit is 'n bietjie kundige in elektroniese stroombane!

👍 Termistors, in eenvoudige terme, is 'n tipe sensitiewe element wat sy weerstandswaarde kan aanpas volgens temperatuurveranderinge.

🔥 Positiewe temperatuurkoëffisiënt termistor (PTC), wanneer die temperatuur styg, sy weerstandswaarde sal aansienlik toeneem. Hierdie kenmerk laat dit skyn in outomatiese beheerkringe!

Watertemperatuursensor met kabel

BBQ sonde oond NTC sensor met kabel

NTC-sensorsonde en -kabel

❄️ Die negatiewe temperatuurkoëffisiënt termistor (NTC) is die teenoorgestelde, met die weerstand wat afneem wanneer die temperatuur styg. In huishoudelike toestelle, dit word dikwels vir sagte begin gebruik, outomatiese opsporing en beheer stroombane.

💡 Nou het jy 'n dieper begrip van termistors! In die elektroniese wêreld, dit is 'n onontbeerlike rol!

1. Inleiding tot NTC
NTC termistor is 'n termistor vernoem na die akroniem van Negative Temperature Coefficient. Gewoonlik, die term “termistor” verwys na NTC termistors. Dit is deur Michael Faraday ontdek, wat destyds silwersulfied-halfgeleiers bestudeer het, in 1833, en gekommersialiseer deur Samuel Reuben in die 1930's. NTC termistor is 'n oksied halfgeleier keramiek saamgestel uit mangaan (Mn), nikkel (In) en kobalt (Co).
Dit kan oral in ons lewens gesien word. As gevolg van die eienskap dat die weerstand afneem met die toename van temperatuur, dit word nie net as 'n temperatuurwaarnemingstoestel in termometers en lugversorgers gebruik nie, of 'n temperatuurbeheertoestel in slimfone, ketels en strykysters, maar ook gebruik vir stroombeheer in kragtoevoertoerusting. Onlangs, namate die graad van voertuig-elektrifisering toeneem, termistors word toenemend in motorprodukte gebruik.

2. Werksbeginsel
Oor die algemeen, die weerstand van metale neem toe soos die temperatuur toeneem. Dit is omdat hitte die roostervibrasie versterk, en die gemiddelde bewegende spoed van vrye elektrone neem dienooreenkomstig af.

Daarteenoor, die proporsie vrye elektrone en gate in halfgeleiers neem toe as gevolg van hittegeleiding, en hierdie deel is groter as die proporsie van die deel waar die spoed afneem, dus neem die weerstandswaarde af.

Daarby, as gevolg van die bestaan van die bandgaping in halfgeleiers, wanneer dit uitwendig verhit word, elektrone in die valensband beweeg na die geleidingsband en gelei elektrisiteit. Met ander woorde, die weerstandswaarde neem af soos die temperatuur toeneem.

3. Basiese eienskappe
3.1 Weerstand-temperatuur eienskappe (R-T eienskappe)
Die weerstandswaarde van 'n NTC-termistor word gemeet teen 'n stroom met voldoende lae selfverhitting (hitte wat gegenereer word as gevolg van die toegepaste stroom). As 'n standaard, dit word aanbeveel om die maksimum bedryfsstroom te gebruik. En, die weerstandswaarde moet in pare met die temperatuur uitgedruk word.
Die kenmerkende kromme word beskryf deur die volgende formule:

R0, R1: weerstandswaarde by temperatuur T0, T1

T0, T1: absolute temperatuur

B: B konstant

R-T-eienskappe van NTC-termistors

Figuur 1: R-T kenmerk van NTC termistor

3.2 B konstant
Die B-konstante is 'n enkele waarde wat die NTC-termistor kenmerk. Verstelling van die B-konstante vereis altyd twee punte. Die B-konstante beskryf die helling van die twee punte.
As die twee punte verskil, die B-konstante sal ook anders wees, let dus op wanneer u vergelyk. (Sien Figuur 2)

Die horisontale as is die temperatuurkenmerk van 1-T

Figuur 2: Verskillende B konstantes gekies by 2 punte

Hieruit, dit kan gesien word dat B die helling van die lnR vs. 1/T-kromme:

Murata gebruik 25°C en 50°C om die B-konstante te definieer, geskryf as B (25/50).

Soos getoon in figuur 3, 1/T (T is absolute temperatuur) is in logaritmiese verhouding tot die weerstandwaarde. Dit kan gesien word dat die verhouding naby 'n reguit lyn is.

V-I Eienskappe van NTC termistors

Figuur 3: Temperatuurkenmerke met 1/T as die horisontale as

3.3 Volt-ampere eienskappe (V-I eienskappe)
Die V-I eienskappe van NTC termistors word in Figuur getoon 4.

Termiese dissipasie konstante per eenheid element

Figuur 4: V-I eienskappe van NTC termistors

In die gebied met lae stroom, die spanning van die ohmiese kontak neem geleidelik toe soos die stroom geleidelik toeneem. Die selfverhitting wat veroorsaak word deur die vloei van stroom veroorsaak nie dat die temperatuur van die weerstand styg deur hitte van die oppervlak van die termistor en ander dele af te dryf nie.
Egter, wanneer die hitte-opwekking groot is, die temperatuur van die termistor self styg en die weerstandswaarde neem af. In so 'n area, die proporsionele verhouding tussen stroom en spanning hou nie meer nie.

Oor die algemeen, termistors word gebruik in 'n area waar die selfverhitting so laag as moontlik is. As 'n standaard, dit word aanbeveel dat die bedryfsstroom onder die maksimum bedryfsstroom gehou word.

Indien gebruik in 'n area wat die spanningspiek oorskry, termiese wegholreaksies soos herhaalde verhitting en verminderde weerstand kan voorkom, veroorsaak dat die termistor rooi word of breek. Vermy asseblief om dit in hierdie reeks te gebruik.

3.4 Temperatuurkoëffisiënt van weerstand (a)
Die tempo van verandering van die NTC termistor per eenheid temperatuur is die temperatuur koëffisiënt, wat deur die volgende formule bereken word.

Voorbeeld: Wanneer die temperatuur naby aan 50°C is en die B-konstante 3380K is
α = −3380/(273.15 + 50)² × 100 [%/°C] = −3.2 [%/°C]
Daarom, die temperatuurkoëffisiënt van weerstand is soos volg.

Termiese tydkonstante van NTC-termistor

α = − B/T² × 100 [%/°C]

3.5 Termiese dissipasie konstante (d)
Wanneer die omgewingstemperatuur T1 is, wanneer die termistor krag verbruik P (mw) en sy temperatuur verander na T2, die volgende formule geld.

P = d (T2 - T1)

δ is die termiese dissipasie konstante (mW/°C). Die bogenoemde formule word soos volg getransformeer.

NCU15 maksimum spanning derating

δ = P/ (T2 - T1)

Die termiese dissipasiekonstante δ verwys na die drywing wat benodig word om die temperatuur met 1°C te verhoog onder selfverhittingstoestande.

Die termiese dissipasie konstante δ word bepaal deur die balans tussen “selfverhitting as gevolg van kragverbruik” en “hitte-afvoer”, en wissel dus aansienlik na gelang van die termistor se bedryfsomgewing.

Maksimum bedryfsstroom (Iop), maksimum bedryfspanning (Vop)

Murata het die konsep van gedefinieer “termiese dissipasie konstante per eenheid element”.

3.6 Termiese tydkonstante (t)

Wanneer 'n termistor wat by temperatuur T0 gehandhaaf word, skielik verander word na omgewingstemperatuur T1, die tyd wat dit neem om na die teikentemperatuur T1 te verander, word die termiese tydkonstante genoem (t). Gewoonlik, hierdie waarde verwys na die tyd wat nodig is om te bereik 63.2% van die temperatuurverskil tussen T0 en T1.

Murata se weerstandswaardemetingsmetode

Wanneer 'n termistor by een temperatuur gehandhaaf word (T0) word aan 'n ander temperatuur blootgestel (T1), die temperatuur verander eksponensieel, en die temperatuur (T) na verloop van tyd (t) word soos volg uitgedruk.

T = (T1 - T0) (1 − exp (−t/t) ) + T0

Neem t = τ,

T = (T1 - T0) (1−1/e) + T0

(T - T0)/(T1 - T0) ＝ 1 − 1/e ＝ 0.632

Dit is hoekom τ gespesifiseer word as die tyd om te bereik 63.2% van die temperatuurverskil.
Figuur 6: Termiese tydkonstante van NTC termistor

3.7 Maksimum spanning (Vmax)

Die maksimum spanning wat direk op die termistor toegepas kan word. Wanneer die toegepaste spanning die maksimum spanning oorskry, die produkprestasie sal verswak of selfs vernietig word.

Daarby, die temperatuur van die komponent styg as gevolg van selfverhitting. Dit is nodig om daarop te let dat die temperatuur van die komponent nie die bedryfstemperatuurreeks oorskry nie.

Uitsetkenmerke van weerstandgegronde en termistorgeaarde stroombane

Figuur 7: Maksimum spanningsvermindering vir NCU15 tipe

3.8 Maksimum bedryfsstroom (Iop), maksimum bedryfspanning (Vop)
Murata definieer die maksimum bedryfsstroom en maksimum bedryfspanning as die stroom en spanning waarteen selfverhitting 0,1 ℃ is wanneer dit toegepas word. Met verwysing na hierdie waarde, termistors kan meer akkurate temperatuurmeting bereik.

Daarom, die toepassing van stroom/spanning wat die maksimum bedryfsstroom/spanning oorskry, veroorsaak nie agteruitgang van termistorwerkverrigting nie. Egter, neem asseblief kennis dat selfverhitting van die komponent opsporingsfoute sal veroorsaak.

Hoe Murata die maksimum bedryfsstroom bereken

Wanneer die maksimum bedryfsstroom bereken word, die termiese dissipasie konstante (1mW/°C) gedefinieer deur die eenheidskomponent word vereis. Die termiese dissipasiekonstante dui die graad van hittedissipasie aan, maar die hitte-afvoertoestand wissel baie na gelang van die werksomgewing.
Die werksomgewing sluit die materiaal in, dikte, struktuur, soldeer area grootte, warm plaat kontak, hars verpakking, ens. van die substraat. Die gebruik van die eenheidskomponent-definisie skakel omgewingsinmengingsfaktore uit.
Volgens ondervinding, die termiese dissipasie konstante in werklike gebruik is ongeveer 3 na 4 keer dié van die eenheidskomponent. Aanvaar dat die werklike termiese dissipasie konstante is 3.5 tye, die maksimum bedryfsstroom word in die blou kurwe in die figuur getoon. In vergelyking met die geval van 1mW/°C, dit is nou 1.9 tye (√3,5 keer).

3.9 Nul lasweerstandwaarde
Die weerstandswaarde gemeet by 'n stroom (spanning) waar selfverhitting weglaatbaar is. As 'n standaard, dit word aanbeveel om die maksimum bedryfsstroom te gebruik.

Aanpassing van R-waarde en verandering van uitsetkenmerke

Figuur 9: Murata se weerstandswaardemetingsmetode

4. Hoe om te gebruik
4.1 Kringdiagram
Die uitsetspanning kan wissel na gelang van die NTC termistor bedradingsdiagram. Jy kan dit simuleer by die volgende URL op die Murata amptelike webwerf.

SimSurfing: NTC termistorsimulator (murata.co.jp)
Figuur 10 Uitsetkenmerke van weerstandgronding en termistoraardingkringe
4.2 Aanpassing van R1 (spanning verdeler weerstand), R2 (parallelle weerstand), R3 (reeks weerstand)

Die uitsetspanning kan verskil volgens die stroombaandiagram.
Figuur 11 Aanpassing van R-waarde en verandering van uitsetkenmerke

4.3 Berekening van opsporingsfout met Murata se amptelike instrument

Kies die relevante parameters van die NTC-termistor en die relevante parameters van die spanningverdelerkring (verwysingsspanning en spanningverdelerweerstand, weerstand akkuraatheid), en dan kan die foutkurwe van temperatuuropsporing normaalweg gegenereer word, soos in die figuur hieronder getoon:
Figuur 12 Genereer temperatuurbespeuringsfoutkurwe met behulp van amptelike gereedskap