Cable y sonda de sensor NTC personalizados de China

La sonda y el cable del sensor son la forma de embalaje del sensor., cual es la unidad más básica del sensor. El sensor está empaquetado a través de un circuito electrónico razonable y una estructura de embalaje externa.. Tiene algunos componentes funcionales independientes que necesitamos.. como el sensor, normalmente se divide en: Sonda termistor NTC, sonda PT100, sonda PT1000, sonda ds18b20, sonda de temperatura del agua, sonda de sensor automotriz, Sonda RTD, sonda de control de temperatura, sonda de ajuste de temperatura, sonda del sensor del electrodoméstico, etc..

Sonda sensor ds18b20 con cable

Sonda de control de temperatura con cable

Sonda sensor de temperatura PT100 con cable

Una estructura de sonda NTC basada en la predicción de temperatura y su método de medición de temperatura., la sonda incluye: múltiples sondas NTC; cáscara de cobre; estructura metálica de soporte, alambre y conductor de calor.
Paso 1, entre m sondas NTC, obtener las temperaturas T0, T1, …, Tn medido a intervalos de tiempo iguales a través de cada sonda NTC, donde n representa el número de serie de la temperatura recopilada;
Paso 2, calcular la diferencia de temperatura vn=TnTn1 recopilada en tiempos de medición de temperatura adyacentes;
Paso 3, calcular el parámetro α=vn/vn1;
Paso 4, calcular la temperatura prevista Tp=Tn1+vn/(1a) de una sola sonda;
Paso 5, calcular la temperatura medida Tb. La presente invención puede reducir aún más el error y tiene buena aplicabilidad general..

Análisis completo de termistores.!

🤔 ¿Sabes qué es un termistor?? Es un poco experto en circuitos electrónicos.!

👍 Termistores, en términos simples, Son un tipo de elemento sensible que puede ajustar su valor de resistencia según los cambios de temperatura..

🔥 Termistor de coeficiente de temperatura positivo (PTC), Cuando aumenta la temperatura, su valor de resistencia aumentará significativamente. Esta característica lo hace brillar en circuitos de control automático.!

Sonda sensor de temperatura del agua con cable

Sonda BBQ horno sensor NTC con cable

Sonda y cable del sensor NTC

❄️ El termistor de coeficiente de temperatura negativo (CNT) es lo contrario, con la resistencia disminuyendo cuando la temperatura aumenta. En electrodomésticos, A menudo se utiliza para arranque suave., Circuitos automáticos de detección y control..

💡 Ahora tienes una comprensión más profunda de los termistores! En el mundo electrónico, es un papel indispensable!

1. Introducción al NTC
El termistor NTC es un termistor que lleva el nombre del acrónimo de Coeficiente de temperatura negativo.. Generalmente, el término “termistor” se refiere a termistores NTC. Fue descubierto por Michael Faraday., que estaba estudiando semiconductores de sulfuro de plata en ese momento, en 1833, y comercializado por Samuel Reuben en la década de 1930. El termistor NTC es una cerámica semiconductora de óxido compuesta de manganeso. (Minnesota), níquel (En) y cobalto (Co).
Se puede ver en todas partes de nuestras vidas.. Debido a la característica de que la resistencia disminuye con el aumento de la temperatura., No solo se utiliza como dispositivo de detección de temperatura en termómetros y aires acondicionados., o un dispositivo de control de temperatura en teléfonos inteligentes, teteras y planchas, pero también se utiliza para el control de corriente en equipos de suministro de energía.. Recientemente, a medida que aumenta el grado de electrificación de los vehículos, Los termistores se utilizan cada vez más en productos automotrices..

2. Principio de funcionamiento
Generalmente, La resistencia de los metales aumenta a medida que aumenta la temperatura.. Esto se debe a que el calor intensifica la vibración de la red., y la velocidad promedio de movimiento de los electrones libres disminuye en consecuencia.

En contraste, La proporción de electrones libres y huecos en los semiconductores aumenta debido a la conducción de calor., y esta parte es mayor que la proporción de la parte donde la velocidad disminuye, entonces el valor de la resistencia disminuye.

Además, debido a la existencia de la banda prohibida en los semiconductores, cuando se calienta externamente, Los electrones en la banda de valencia pasan a la banda de conducción y conducen electricidad.. En otras palabras, El valor de resistencia disminuye a medida que aumenta la temperatura..

3. Características básicas
3.1 Características de resistencia-temperatura. (Características RT)
El valor de resistencia de un termistor NTC se mide a una corriente con un autocalentamiento suficientemente bajo. (Calor generado debido a la corriente aplicada.). como estándar, Se recomienda utilizar la corriente máxima de funcionamiento.. Y, El valor de resistencia debe expresarse en pares con la temperatura..
La curva característica se describe mediante la siguiente fórmula:

R0, R1: valor de resistencia a temperatura T0, T1

T0, T1: temperatura absoluta

B: B constante

Características R-T de los termistores NTC

Cifra 1: Característica R-T del termistor NTC

3.2 B constante
La constante B es un valor único que caracteriza al termistor NTC. El ajuste de la constante B siempre requiere dos puntos. La constante B describe la pendiente de los dos puntos..
Si los dos puntos son diferentes, la constante B también será diferente, así que por favor preste atención al comparar. (Ver figura 2)

El eje horizontal es la característica de temperatura de 1-T.

Cifra 2: Diferentes constantes B seleccionadas en 2 agujas

De esto, se puede ver que B es la pendiente del lnR vs. 1/curva T:

Murata usa 25°C y 50°C para definir la constante B, escrito como B (25/50).

Como se muestra en la figura 3, 1/t (T es la temperatura absoluta) es en proporción logarítmica al valor de resistencia. Se puede observar que la relación es cercana a una línea recta..

Características V-I de los termistores NTC

Cifra 3: Características de temperatura con 1/T como eje horizontal

3.3 Características de voltios-amperios (Características VI)
Las características V-I de los termistores NTC se muestran en la Figura 4.

Constante de disipación térmica por unidad de elemento.

Cifra 4: Características V-I de los termistores NTC.

En la zona de baja corriente., El voltaje del contacto óhmico aumenta gradualmente a medida que la corriente aumenta gradualmente.. El autocalentamiento causado por el flujo de corriente no hace que la temperatura de la resistencia aumente al disipar el calor de la superficie del termistor y otras partes..
Sin embargo, cuando la generación de calor es grande, la temperatura del termistor aumenta y el valor de resistencia disminuye. En tal área, La relación proporcional entre corriente y voltaje ya no se mantiene..

Generalmente, Los termistores se utilizan en un área donde el autocalentamiento es lo más bajo posible.. como estándar, Se recomienda que la corriente de funcionamiento se mantenga por debajo de la corriente de funcionamiento máxima..

Si se utiliza en un área que excede el pico de voltaje, Pueden producirse reacciones térmicas descontroladas, como calentamiento repetido y resistencia reducida., causando que el termistor se ponga rojo o se rompa. Por favor evite usarlo en este rango.

3.4 Coeficiente de temperatura de resistencia (a)
La tasa de cambio del termistor NTC por unidad de temperatura es el coeficiente de temperatura, que se calcula mediante la siguiente fórmula.

Ejemplo: Cuando la temperatura está cerca de 50°C y la constante B es 3380K
α = −3380/(273.15 + 50)²× 100 [%/°C] = −3,2 [%/°C]
Por lo tanto, El coeficiente de temperatura de resistencia es el siguiente..

Constante de tiempo térmica del termistor NTC

α = − B/T² × 100 [%/°C]

3.5 Constante de disipación térmica (d)
Cuando la temperatura ambiente es T1, cuando el termistor consume energía P (MW) y su temperatura cambia a T2, se cumple la siguiente fórmula.

P = re (T2-T1)

δ es la constante de disipación térmica (mW/°C). La fórmula anterior se transforma de la siguiente manera.

Reducción de tensión máxima NCU15

δ = P/ (T2-T1)

La constante de disipación térmica δ se refiere a la potencia necesaria para aumentar la temperatura en 1°C en condiciones de autocalentamiento..

La constante de disipación térmica δ está determinada por el equilibrio entre “Autocalentamiento debido al consumo de energía.” y “disipación de calor”, y por lo tanto varía significativamente dependiendo del entorno operativo del termistor.

Corriente máxima de funcionamiento (yopuka), tensión máxima de funcionamiento (vop)

Murata definió el concepto de “constante de disipación térmica por unidad de elemento”.

3.6 Constante de tiempo térmico (t)

Cuando un termistor mantenido a la temperatura T0 cambia repentinamente a la temperatura ambiente T1, El tiempo que tarda en cambiar a la temperatura objetivo T1 se llama constante de tiempo térmica. (t). Generalmente, este valor se refiere al tiempo necesario para alcanzar 63.2% de la diferencia de temperatura entre T0 y T1.

Método de medición del valor de resistencia de Murata

Cuando un termistor se mantiene a una temperatura (T0) está expuesto a otra temperatura (T1), la temperatura cambia exponencialmente, y la temperatura (t) después del paso del tiempo (T) se expresa de la siguiente manera.

t= (T1-T0) (1 − exp. (−t/t) ) + T0

Tome t = τ,

t= (T1-T0) (1−1/e) + T0

(T-T0)/(T1-T0) ＝ 1 − 1/e ＝ 0.632

Por eso se especifica τ como el tiempo para alcanzar 63.2% de la diferencia de temperatura.
Cifra 6: Constante de tiempo térmica del termistor NTC

3.7 Tensión máxima (Vmáx)

El voltaje máximo que se puede aplicar directamente al termistor.. Cuando el voltaje aplicado excede el voltaje máximo, El rendimiento del producto se deteriorará o incluso se destruirá..

Además, La temperatura del componente aumenta debido al autocalentamiento.. Es necesario prestar atención a que la temperatura del componente no exceda el rango de temperatura de funcionamiento..

Características de salida de circuitos conectados a tierra por resistencia y por termistor

Cifra 7: Reducción de tensión máxima para el tipo NCU15

3.8 Corriente máxima de funcionamiento (yopuka), tensión máxima de funcionamiento (vop)
Murata define la corriente operativa máxima y el voltaje operativo máximo como la corriente y el voltaje a los que el autocalentamiento es de 0,1 ℃ cuando se aplica. Con referencia a este valor, Los termistores pueden lograr una medición de temperatura más precisa..

Por lo tanto, La aplicación de corriente/voltaje que exceda la corriente/voltaje de funcionamiento máximo no causa degradación del rendimiento del termistor.. Sin embargo, tenga en cuenta que el autocalentamiento del componente provocará errores de detección.

Cómo calcula Murata la corriente máxima de funcionamiento

Al calcular la corriente máxima de funcionamiento., la constante de disipación térmica (1mW/°C) definido por el componente de la unidad es requerido. La constante de disipación térmica indica el grado de disipación de calor., Pero el estado de disipación de calor varía mucho dependiendo del entorno de trabajo..
El ambiente de trabajo incluye el material., espesor, estructura, tamaño del área de soldadura, contacto de placa caliente, embalaje de resina, etc.. del sustrato. El uso de la definición de componente unitario elimina los factores de interferencia ambiental..
Según la experiencia, La constante de disipación térmica en uso real es aproximadamente 3 a 4 veces la del componente de la unidad. Suponiendo que la constante de disipación térmica real es 3.5 veces, La corriente de funcionamiento máxima se muestra en la curva azul de la figura.. Comparado con el caso de 1mW/°C, es ahora 1.9 veces (√3,5 veces).

3.9 Valor de resistencia de carga cero
El valor de resistencia medido a una corriente. (Voltaje) donde el autocalentamiento es insignificante. como estándar, Se recomienda utilizar la corriente máxima de funcionamiento..

Ajuste del valor R y cambio de características de salida.

Cifra 9: Método de medición del valor de resistencia de Murata

4. Cómo usar
4.1 Diagrama de circuito
El voltaje de salida puede variar según el diagrama de cableado del termistor NTC.. Puedes simularlo en la siguiente URL en el sitio web oficial de Murata..

SimSurf: Simulador de termistor NTC (murata.co.jp)
Cifra 10 Características de salida de los circuitos de puesta a tierra por resistencia y termistor.
4.2 Ajuste de R1 (resistencia divisora de voltaje), R2 (resistencia paralela), R3 (resistencia en serie)

El voltaje de salida puede variar según el diagrama del circuito..
Cifra 11 Ajuste del valor R y cambio de características de salida.

4.3 Cálculo del error de detección utilizando la herramienta oficial de Murata.

Seleccione los parámetros relevantes del termistor NTC y los parámetros relevantes del circuito divisor de voltaje (tensión de referencia y resistencia divisora de tensión, precisión de resistencia), y luego la curva de error de detección de temperatura se puede generar normalmente, Como se muestra en la figura a continuación:
Cifra 12 Generando curva de error de detección de temperatura usando herramientas oficiales