Kínai egyedi NTC érzékelő szonda és kábel

Az érzékelő szonda és kábel az érzékelő csomagolási formája, amely az érzékelő legalapvetőbb egysége. Az érzékelő egy ésszerű elektronikus áramkörön és külső csomagoláson keresztül van csomagolva. Van néhány független funkcionális alkatrésze, amire szükségünk van. Mint az érzékelő, általában fel van osztva: NTC termisztor szonda, PT100 szonda, PT1000 szonda, Ds18b20 szonda, vízhőmérséklet szonda, autóipari érzékelő szonda, RTDs szonda, hőmérséklet-szabályozó szonda, hőmérséklet beállító szonda, háztartási gép érzékelő szonda, stb.

Ds18b20 érzékelő szonda kábellel

Hőmérséklet-szabályozó szonda kábellel

PT100 hőmérséklet érzékelő szonda kábellel

Hőmérséklet-előrejelzésen és hőmérsékletmérési módszerén alapuló NTC szondaszerkezet, a szonda tartalmazza: több NTC szonda; rézhéj; fém tartószerkezet, vezeték és hővezető.
Lépés 1, m NTC szondák között, kapjuk meg a T0 hőmérsékletet, T1, …, Tn egyenlő időközönként mérve minden egyes NTC szondán keresztül, ahol n az összegyűjtött hőmérséklet sorozatszámát jelöli;
Lépés 2, számítsuk ki a szomszédos hőmérsékletmérési időpontokban összegyűjtött vn=TnTn1 hőmérséklet-különbséget;
Lépés 3, számítsuk ki az α=vn/vn1 paramétert;
Lépés 4, kiszámítja a várható hőmérsékletet Tp=Tn1+vn/(1a) egyetlen szondáról;
Lépés 5, számítsa ki a mért hőmérsékletet Tb. A jelen találmány tovább csökkentheti a hibát, és jó általánosan alkalmazható.

A termisztorok teljes elemzése!

🤔 Tudod mi az a termisztor?? Ez egy kis szakértő az elektronikus áramkörökben!

👍 Termisztorok, egyszerű kifejezésekkel, egyfajta érzékeny elem, amely a hőmérséklet változásainak megfelelően be tudja állítani az ellenállás értékét.

🔥 Pozitív hőmérsékleti együtthatójú termisztor (PTC), Amikor a hőmérséklet emelkedik, ellenállásértéke jelentősen megnő. Ez a funkció teszi ragyogóvá az automatikus vezérlőáramkörökben!

Vízhőmérséklet érzékelő szonda kábellel

BBQ szonda sütő NTC érzékelő kábellel

NTC érzékelő szonda és kábel

❄️ A negatív hőmérsékleti együttható termisztor (NTC) az ellenkezője, az ellenállás csökkenésével a hőmérséklet emelkedésével. A háztartási gépekben, gyakran lágyindításra használják, automatikus érzékelő és vezérlő áramkörök.

💡 Most már mélyebben megérted a termisztorokat! Az elektronikus világban, ez nélkülözhetetlen szerep!

1. Bevezetés az NTC-be
Az NTC termisztor egy termisztor, amelyet a negatív hőmérsékleti együttható rövidítéséről neveztek el.. Általában, a kifejezést “termisztor” NTC termisztorokra utal. Michael Faraday fedezte fel, aki akkoriban az ezüst-szulfid félvezetőket tanulmányozta, -ben 1833, és Samuel Reuben hozta kereskedelmi forgalomba az 1930-as években. Az NTC termisztor egy mangánból álló oxid félvezető kerámia (Mn), nikkel (-Ben) és kobalt (Co).
Életünkben mindenhol látható. Annak a jellemzőnek köszönhetően, hogy az ellenállás a hőmérséklet emelkedésével csökken, nem csak hőmérőkben és klímaberendezésekben használják hőmérséklet-érzékelőként, vagy egy hőmérséklet-szabályozó eszköz az okostelefonokban, vízforralók és vasalók, de áramellátó berendezések áramszabályozására is használják. Nemrég, ahogy a jármű villamosítás mértéke növekszik, a termisztorokat egyre gyakrabban használják az autóipari termékekben.

2. Működési elv
Általában, a fémek ellenállása a hőmérséklet emelkedésével nő. Ennek az az oka, hogy a hő felerősíti a rács rezgését, és a szabad elektronok átlagos mozgási sebessége ennek megfelelően csökken.

Ezzel szemben, a félvezetőkben lévő szabad elektronok és lyukak aránya a hővezetés miatt megnő, és ez a rész nagyobb, mint annak a résznek az aránya, ahol a sebesség csökken, így az ellenállás értéke csökken.

Ezen kívül, a félvezetők sávszélességének megléte miatt, ha kívülről melegítjük, a vegyértéksávban lévő elektronok a vezetési sávba mozognak és elektromosságot vezetnek. Más szóval, az ellenállás értéke a hőmérséklet emelkedésével csökken.

3. Alapvető jellemzők
3.1 Ellenállás-hőmérséklet jellemzői (R-T jellemzők)
Az NTC termisztor ellenállásértékét kellően alacsony önfűtésű áramon mérik (az alkalmazott áram miatt keletkező hő). Szabványként, ajánlott a maximális üzemi áramot használni. És, az ellenállás értékét párban kell kifejezni a hőmérséklettel.
A jelleggörbét a következő képlet írja le:

R0, R1: ellenállás értéke T0 hőmérsékleten, T1

T0, T1: abszolút hőmérséklet

B: B állandó

Az NTC termisztorok R-T jellemzői

Ábra 1: Az NTC termisztor R-T karakterisztikája

3.2 B állandó
A B konstans egyetlen érték, amely az NTC termisztort jellemzi. A B állandó beállításához mindig két pontra van szükség. A B konstans a két pont meredekségét írja le.
Ha a két pont különbözik, a B állandó is más lesz, ezért kérlek figyelj az összehasonlításnál. (Lásd ábra 2)

A vízszintes tengely az 1-T hőmérsékleti jellemzője

Ábra 2: Különböző B konstansok kiválasztva itt 2 pontokat

Ebből, látható, hogy B az lnR vs. 1/T görbe:

A Murata 25°C és 50°C hőmérsékletet használ a B állandó meghatározásához, B-ként írva (25/50).

ábrán látható módon 3, 1/T (T az abszolút hőmérséklet) logaritmikus arányban van az ellenállás értékével. Látható, hogy a kapcsolat közel áll az egyenes vonalhoz.

V-I NTC termisztorok jellemzői

Ábra 3: Hőmérsékleti jellemzők 1/T vízszintes tengellyel

3.3 Volt-amper jellemzők (V-I jellemzők)
Az NTC termisztorok V-I jellemzőit az ábra mutatja 4.

Hődisszipáció állandó elemegységenként

Ábra 4: NTC termisztorok V-I jellemzői

Gyenge áramú területen, az ohmos érintkező feszültsége az áram fokozatos növekedésével fokozatosan növekszik. Az áram áramlása által okozott önmelegedés nem idézi elő az ellenállás hőmérsékletének emelkedését azáltal, hogy a termisztor felületéről és más alkatrészekről hőt bocsát ki..
Viszont, amikor nagy a hőtermelés, maga a termisztor hőmérséklete emelkedik és az ellenállás értéke csökken. Ilyen területen, az áram és a feszültség arányos kapcsolata már nem áll fenn.

Általában, A termisztorokat olyan területen használják, ahol az önmelegedés a lehető legalacsonyabb. Szabványként, ajánlott az üzemi áramot a maximális üzemi áram alatt tartani.

Ha a feszültségcsúcsot meghaladó területen használják, termikus átfutási reakciók, például ismételt melegítés és csökkent ellenállás léphet fel, amitől a termisztor kipirosodik vagy eltörik. Kérjük, ne használja ebben a tartományban.

3.4 Az ellenállás hőmérsékleti együtthatója (a)
Az NTC termisztor egységhőmérsékletenkénti változási sebessége a hőmérsékleti együttható, amelyet a következő képlettel számolunk ki.

Példa: Amikor a hőmérséklet közel 50°C és a B állandó 3380K
α = -3380/(273.15 + 50)² × 100 [%/°C] = −3,2 [%/°C]
Ezért, az ellenállás hőmérsékleti együtthatója a következő.

Az NTC termisztor termikus időállandója

α = − B/T² × 100 [%/°C]

3.5 Hődisszipációs állandó (d)
Ha a környezeti hőmérséklet T1, amikor a termisztor P energiát fogyaszt (mw) hőmérséklete pedig T2-re változik, a következő képlet érvényes.

P = d (T2 − T1)

δ a hődisszipációs állandó (mW/°C). A fenti képletet a következőképpen alakítjuk át.

NCU15 maximális feszültség leértékelés

δ = P/ (T2 − T1)

A δ hődisszipációs állandó arra a teljesítményre vonatkozik, amely a hőmérséklet 1 °C-os növeléséhez szükséges önmelegedési körülmények között.

A δ hődisszipációs állandót a közötti egyensúly határozza meg “önmelegedés az áramfogyasztás miatt” és “hőleadás”, és ezért jelentősen változik a termisztor működési környezetétől függően.

Maximális üzemi áram (Iop), maximális üzemi feszültség (Vop)

Murata meghatározta a fogalmát “elemegységenkénti hődisszipációs állandó”.

3.6 Termikus időállandó (t)

Amikor a T0 hőmérsékleten tartott termisztort hirtelen T1 környezeti hőmérsékletre váltják, a T1 célhőmérsékletre való átálláshoz szükséges időt termikus időállandónak nevezzük (t). Általában, ez az érték az eléréséhez szükséges időre vonatkozik 63.2% a T0 és T1 közötti hőmérséklet-különbség.

Murata ellenállásérték mérési módszere

Amikor a termisztort egy hőmérsékleten tartják (T0) más hőmérsékletnek van kitéve (T1), a hőmérséklet exponenciálisan változik, és a hőmérséklet (T) az idő elteltével (t) a következőképpen fejeződik ki.

T = (T1 − T0) (1 − exp (−t/t) ) + T0

Vegyük t = τ,

T = (T1 − T0) (1−1/e) + T0

(T − T0)/(T1 − T0) ＝ 1 − 1/e＝ 0.632

Ezért van megadva τ, mint az elérési idő 63.2% a hőmérséklet-különbségtől.
Ábra 6: Az NTC termisztor termikus időállandója

3.7 Maximális feszültség (Vmax)

A termisztorra közvetlenül rákapcsolható maximális feszültség. Amikor az alkalmazott feszültség meghaladja a maximális feszültséget, a termék teljesítménye romlik vagy akár megsemmisül.

Ezen kívül, az alkatrész hőmérséklete az önmelegedés miatt emelkedik. Ügyelni kell arra, hogy az alkatrész hőmérséklete ne haladja meg az üzemi hőmérsékleti tartományt.

Ellenállásos és termisztoros földelt áramkörök kimeneti jellemzői

Ábra 7: Maximális feszültségcsökkentés az NCU15 típushoz

3.8 Maximális üzemi áram (Iop), maximális üzemi feszültség (Vop)
A Murata a maximális üzemi áramot és a maximális üzemi feszültséget úgy határozza meg, mint az az áram és feszültség, amelynél az önmelegedés 0,1 ℃, amikor alkalmazzák. Erre az értékre hivatkozva, termisztorokkal pontosabb hőmérsékletmérés érhető el.

Ezért, a maximális üzemi áramot/feszültséget meghaladó áram/feszültség alkalmazása nem okoz a termisztor teljesítményének romlását. Viszont, vegye figyelembe, hogy az alkatrész önmelegedése észlelési hibákat okoz.

Hogyan számítja ki Murata a maximális üzemi áramot

A maximális üzemi áram kiszámításakor, a hődisszipációs állandó (1mW/°C) az egység összetevője által meghatározott. A hőleadási állandó a hőleadás mértékét jelzi, de a hőleadási állapot a munkakörnyezettől függően nagymértékben változik.
A munkakörnyezet magában foglalja az anyagot, vastagság, szerkezet, forrasztási terület mérete, főzőlap érintkező, gyanta csomagolás, stb. az aljzatról. Az egységkomponens definíció használata kiküszöböli a környezeti zavaró tényezőket.
Tapasztalat szerint, a hődisszipációs állandó a tényleges használat során kb 3 hogy 4 szorzata az egységkomponensének. Feltéve, hogy a tényleges hődisszipációs állandó: 3.5 idő, ábrán a kék görbe mutatja a maximális üzemi áramot. Az 1mW/°C esetéhez képest, most van 1.9 idő (√3,5-szer).

3.9 Nulla terhelési ellenállás értéke
Áramerőn mért ellenállásérték (feszültség) ahol az önmelegedés elhanyagolható. Szabványként, ajánlott a maximális üzemi áramot használni.

Az R érték beállítása és a kimeneti jellemzők megváltoztatása

Ábra 9: Murata ellenállásérték mérési módszere

4. Hogyan kell használni
4.1 Áramköri rajz
A kimeneti feszültség az NTC termisztor kapcsolási rajzától függően változhat. A következő URL-címen szimulálhatja a Murata hivatalos webhelyén.

SimSurfing: NTC termisztor szimulátor (murata.co.jp)
Ábra 10 Az ellenállás és a termisztor földelő áramkörök kimeneti jellemzői
4.2 Az R1 beállítása (feszültségosztó ellenállás), R2 (párhuzamos ellenállás), R3 (soros ellenállás)

A kimeneti feszültség a kapcsolási rajztól függően változhat.
Ábra 11 Az R érték beállítása és a kimeneti jellemzők megváltoztatása

4.3 Az észlelési hiba kiszámítása a Murata hivatalos eszközével

Válassza ki az NTC termisztor és a feszültségosztó áramkör vonatkozó paramétereit (referenciafeszültség és feszültségosztó ellenállás, ellenállás pontossága), és akkor a hőmérsékletérzékelés hibagörbéje normálisan előállítható, az alábbi ábrán látható módon:
Ábra 12 Hőmérséklet érzékelési hibagörbe generálása hivatalos eszközökkel