Probe dan Kabel Sensor NTC Kustom China

Probe sensor dan kabel merupakan bentuk kemasan dari sensor, yang merupakan unit paling dasar dari sensor. Sensor dikemas melalui sirkuit elektronik yang masuk akal dan struktur kemasan eksternal. Ia memiliki beberapa komponen fungsional independen yang kita butuhkan. Seperti sensornya, biasanya dibagi menjadi: Pemeriksaan termistor NTC, pemeriksaan PT100, pemeriksaan PT1000, Pemeriksaan DS18b20, pemeriksaan suhu air, probe sensor otomotif, Penyelidikan RTD, pemeriksaan pengatur suhu, pemeriksaan penyesuaian suhu, probe sensor peralatan rumah tangga, dll..

Probe sensor DS18b20 dengan kabel

Probe pengatur suhu dengan kabel

Probe sensor suhu PT100 dengan kabel

Struktur probe NTC berdasarkan prediksi suhu dan metode pengukuran suhunya, probe termasuk: beberapa probe NTC; cangkang tembaga; struktur pendukung logam, kawat dan konduktor panas.
Melangkah 1, di antara m probe NTC, memperoleh suhu T0, T1, …, Tn diukur pada interval waktu yang sama melalui setiap probe NTC, dimana n mewakili nomor seri suhu yang dikumpulkan;
Melangkah 2, hitung perbedaan suhu vn=TnTn1 yang dikumpulkan pada waktu pengukuran suhu yang berdekatan;
Melangkah 3, hitung parameternya α=vn/vn1;
Melangkah 4, hitung prediksi suhu Tp=Tn1+vn/(1A) dari satu penyelidikan;
Melangkah 5, hitung suhu terukur Tb. Penemuan ini selanjutnya dapat mengurangi kesalahan dan mempunyai penerapan umum yang baik.

Analisis lengkap termistor!

🤔 Tahukah anda apa itu termistor? Ia sedikit ahli dalam sirkuit elektronik!

👍 Termistor, secara sederhana, adalah jenis elemen sensitif yang dapat menyesuaikan nilai resistansinya sesuai dengan perubahan suhu.

🔥 Termistor koefisien suhu positif (PTC), ketika suhu meningkat, nilai resistansinya akan meningkat secara signifikan. Fitur ini membuatnya bersinar di sirkuit kontrol otomatis!

Probe sensor suhu air dengan kabel

Sensor NTC oven probe BBQ dengan kabel

Probe dan Kabel Sensor NTC

❄️ Termistor koefisien suhu negatif (NTC) adalah sebaliknya, dengan resistensi menurun ketika suhu naik. Dalam peralatan rumah tangga, ini sering digunakan untuk soft start, deteksi otomatis dan sirkuit kontrol.

💡 Sekarang Anda memiliki pemahaman lebih dalam tentang termistor! Di dunia elektronik, itu adalah peran yang sangat diperlukan!

1. Pengantar NTC
Termistor NTC adalah termistor yang dinamai akronim dari Koefisien Suhu Negatif. Biasanya, istilah tersebut “termistor” mengacu pada termistor NTC. Ditemukan oleh Michael Faraday, yang sedang mempelajari semikonduktor perak sulfida pada saat itu, di dalam 1833, dan dikomersialkan oleh Samuel Reuben pada tahun 1930-an. Termistor NTC adalah keramik semikonduktor oksida yang terbuat dari mangan (M N), nikel (Di dalam) dan kobalt (Bersama).
Itu bisa dilihat di mana-mana dalam hidup kita. Karena sifat resistansinya yang menurun seiring dengan meningkatnya suhu, tidak hanya digunakan sebagai alat penginderaan suhu pada termometer dan AC, atau alat pengatur suhu di smartphone, ketel dan setrika, tetapi juga digunakan untuk mengontrol arus pada peralatan catu daya. Baru-baru ini, seiring dengan meningkatnya tingkat elektrifikasi kendaraan, termistor semakin banyak digunakan dalam produk otomotif.

2. Prinsip Kerja
Umumnya, resistensi logam meningkat seiring dengan meningkatnya suhu. Hal ini karena panas mengintensifkan getaran kisi, dan kecepatan gerak rata-rata elektron bebas juga menurun.

Sebaliknya, proporsi elektron bebas dan lubang pada semikonduktor meningkat karena konduksi panas, dan bagian ini lebih besar daripada proporsi bagian yang kecepatannya berkurang, sehingga nilai resistansinya berkurang.

Selain itu, karena adanya band gap pada semikonduktor, ketika dipanaskan secara eksternal, elektron pada pita valensi berpindah ke pita konduksi dan menghantarkan listrik. Dengan kata lain, nilai resistansinya menurun seiring dengan kenaikan suhu.

3. Karakteristik dasar
3.1 Karakteristik resistansi-suhu (Karakteristik R-T)
Nilai resistansi termistor NTC diukur pada arus dengan pemanasan sendiri yang cukup rendah (panas yang dihasilkan karena arus yang diberikan). Sebagai standar, disarankan untuk menggunakan arus operasi maksimum. Dan, nilai resistansi perlu dinyatakan berpasangan dengan suhu.
Kurva karakteristik dijelaskan dengan rumus berikut:

R0, R1: nilai resistansi pada suhu T0, T1

T0, T1: suhu mutlak

B: B konstan

Karakteristik R-T Termistor NTC

Angka 1: Karakteristik R-T termistor NTC

3.2 B konstan
Konstanta B adalah nilai tunggal yang menjadi ciri termistor NTC. Penyesuaian konstanta B selalu memerlukan dua titik. Konstanta B menggambarkan kemiringan dua titik.
Jika kedua titik tersebut berbeda, konstanta B juga akan berbeda, jadi harap perhatikan saat membandingkan. (Lihat Gambar 2)

Sumbu horizontal adalah karakteristik suhu 1-T

Angka 2: Konstanta B yang berbeda dipilih pada 2 poin

Dari ini, dapat dilihat bahwa B adalah kemiringan lnR vs. 1/kurva T:

Murata menggunakan 25°C dan 50°C untuk menentukan konstanta B, ditulis sebagai B (25/50).

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3, 1/T (T adalah suhu absolut) berbanding logaritmik dengan nilai resistansinya. Terlihat bahwa hubungannya mendekati garis lurus.

Karakteristik V-I Termistor NTC

Angka 3: Karakteristik suhu dengan 1/T sebagai sumbu horizontal

3.3 Karakteristik volt-ampere (Ciri-ciri V-I)
Karakteristik V-I termistor NTC ditunjukkan pada Gambar 4.

Konstanta disipasi termal per satuan elemen

Angka 4: Karakteristik V-I termistor NTC

Di daerah dengan arus rendah, tegangan kontak ohmik secara bertahap meningkat seiring dengan peningkatan arus secara bertahap. Pemanasan sendiri yang disebabkan oleh aliran arus tidak menyebabkan kenaikan suhu resistor dengan membuang panas dari permukaan termistor dan bagian lainnya..
Namun, ketika pembangkitan panas besar, suhu termistor itu sendiri naik dan nilai resistansi menurun. Di daerah seperti itu, hubungan proporsional antara arus dan tegangan tidak lagi berlaku.

Umumnya, termistor digunakan di area di mana pemanasan sendiri serendah mungkin. Sebagai standar, disarankan agar arus pengoperasian dijaga di bawah arus pengoperasian maksimum.

Jika digunakan di area yang melebihi tegangan puncak, reaksi termal yang tidak terkendali seperti pemanasan berulang dan berkurangnya resistensi dapat terjadi, menyebabkan termistor menjadi merah atau rusak. Harap hindari menggunakannya dalam kisaran ini.

3.4 Koefisien resistansi suhu (A)
Laju perubahan termistor NTC per satuan suhu adalah koefisien suhu, yang dihitung dengan rumus berikut.

Contoh: Ketika suhu mendekati 50°C dan konstanta B adalah 3380K
= −3380/(273.15 + 50)²× 100 [%/° C.] = −3.2 [%/° C.]
Karena itu, koefisien resistansi suhu adalah sebagai berikut.

Konstanta Waktu Termal Termistor NTC

α = − B/T² × 100 [%/° C.]

3.5 Konstanta disipasi termal (D)
Ketika suhu sekitar T1, ketika termistor mengkonsumsi daya P (mw) dan suhunya berubah menjadi T2, rumus berikut ini berlaku.

P = d (T2 - T1)

δ adalah konstanta disipasi termal (mW/°C). Rumus di atas diubah sebagai berikut.

Penurunan tegangan maksimum NCU15

δ = P/ (T2 - T1)

Konstanta disipasi termal δ mengacu pada daya yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu sebesar 1°C dalam kondisi pemanasan sendiri.

Konstanta disipasi termal δ ditentukan oleh keseimbangan antara “pemanasan sendiri karena konsumsi daya” Dan “pembuangan panas”, dan oleh karena itu sangat bervariasi tergantung pada lingkungan pengoperasian termistor.

Arus operasi maksimum (Iop), tegangan operasi maksimum (Vop)

Murata mendefinisikan konsep “konstanta disipasi termal per satuan elemen”.

3.6 Konstanta waktu termal (T)

Ketika termistor dipertahankan pada suhu T0 tiba-tiba berubah menjadi suhu sekitar T1, waktu yang diperlukan untuk mengubah suhu target T1 disebut konstanta waktu termal (T). Biasanya, nilai ini mengacu pada waktu yang dibutuhkan untuk mencapainya 63.2% perbedaan suhu antara T0 dan T1.

Metode pengukuran nilai resistansi Murata

Ketika termistor dipertahankan pada satu suhu (T0) terkena suhu lain (T1), suhu berubah secara eksponensial, dan suhu (T) setelah waktu berlalu (T) diungkapkan sebagai berikut.

T = (T1 - T0) (1 − pengalaman (−t/t) ) + T0

Ambil t = τ,

T = (T1 - T0) (1−1/e) + T0

(T - T0)/(T1 - T0) ＝ 1 − 1/e ＝ 0.632

Oleh karena itu τ ditetapkan sebagai waktu untuk mencapainya 63.2% dari perbedaan suhu.
Angka 6: Konstanta waktu termal termistor NTC

3.7 Tegangan maksimum (Vmaks)

Tegangan maksimum yang dapat langsung diterapkan ke termistor. Ketika tegangan yang diberikan melebihi tegangan maksimum, kinerja produk akan menurun atau bahkan hancur.

Selain itu, suhu komponen meningkat karena pemanasan sendiri. Perlu diperhatikan bahwa suhu komponen tidak melebihi kisaran suhu pengoperasian.

Karakteristik keluaran dari rangkaian yang dibumikan resistor dan yang dibumikan termistor

Angka 7: Penurunan tegangan maksimum untuk tipe NCU15

3.8 Arus operasi maksimum (Iop), tegangan operasi maksimum (Vop)
Murata mendefinisikan arus operasi maksimum dan tegangan operasi maksimum sebagai arus dan tegangan di mana pemanasan sendiri adalah 0,1℃ bila diterapkan. Dengan mengacu pada nilai ini, termistor dapat mencapai pengukuran suhu yang lebih akurat.

Karena itu, penerapan arus/tegangan melebihi arus/tegangan operasi maksimum tidak menyebabkan penurunan kinerja termistor. Namun, harap dicatat bahwa komponen yang memanas sendiri akan menyebabkan kesalahan pendeteksian.

Bagaimana Murata menghitung arus operasi maksimum

Saat menghitung arus operasi maksimum, konstanta disipasi termal (1mW/°C) ditentukan oleh komponen unit diperlukan. Konstanta pembuangan panas menunjukkan tingkat pembuangan panas, tapi keadaan pembuangan panas sangat bervariasi tergantung pada lingkungan kerja.
Lingkungan kerja meliputi materi, ketebalan, struktur, ukuran area penyolderan, kontak pelat panas, kemasan resin, dll.. dari substrat. Penggunaan definisi komponen satuan menghilangkan faktor gangguan lingkungan.
Menurut pengalaman, konstanta disipasi termal dalam penggunaan sebenarnya adalah sekitar 3 ke 4 kali lipat dari komponen satuannya. Dengan asumsi bahwa konstanta disipasi termal sebenarnya adalah 3.5 kali, arus operasi maksimum ditunjukkan pada kurva biru pada gambar. Dibandingkan dengan kasus 1mW/°C, sekarang 1.9 kali (√3,5 kali).

3.9 Nilai resistansi beban nol
Nilai resistansi diukur pada suatu arus (voltase) dimana pemanasan sendiri dapat diabaikan. Sebagai standar, disarankan untuk menggunakan arus operasi maksimum.

Penyesuaian nilai R dan perubahan karakteristik keluaran

Angka 9: Metode pengukuran nilai resistansi Murata

4. Cara menggunakan
4.1 Diagram sirkuit
Tegangan keluaran dapat bervariasi tergantung pada diagram pengkabelan termistor NTC. Anda dapat mensimulasikannya di URL berikut di situs resmi Murata.

Selancar Sim: Simulator Termistor NTC (murata.co.jp)
Angka 10 Karakteristik keluaran rangkaian grounding resistor dan grounding termistor
4.2 Penyesuaian R1 (resistor pembagi tegangan), R2 (resistor paralel), R3 (resistor seri)

Tegangan keluaran dapat bervariasi sesuai dengan diagram rangkaian.
Angka 11 Penyesuaian nilai R dan perubahan karakteristik keluaran

4.3 Perhitungan kesalahan deteksi menggunakan alat resmi Murata

Pilih parameter yang relevan dari termistor NTC dan parameter yang relevan dari rangkaian pembagi tegangan (tegangan referensi dan resistor pembagi tegangan, akurasi resistensi), dan kemudian kurva kesalahan deteksi suhu dapat dihasilkan secara normal, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini:
Angka 12 Menghasilkan kurva kesalahan deteksi suhu menggunakan alat resmi