中国のカスタム NTC センサー プローブとケーブル

センサープローブとケーブルはセンサーの梱包形態です, センサーの最も基本的な単位です. センサーは合理的な電子回路と外部パッケージ構造によってパッケージ化されています。. 必要な独立した機能コンポーネントがいくつかあります. センサーみたいに, 通常は次のように分けられます: NTCサーミスタプローブ, PT100プローブ, PT1000プローブ, Ds18b20 プローブ, 水温プローブ, 自動車用センサープローブ, RTD プローブ, 温度制御プローブ, 温度調整プローブ, 家電センサープローブ, 等.

Ds18b20 センサープローブ (ケーブル付き)

ケーブル付き温度制御プローブ

PT100 温度センサープローブ（ケーブル付き）

温度予測に基づいたNTCプローブの構造とその温度測定方法, プローブには以下が含まれます: 複数の NTC プローブ; 銅シェル; 金属支持構造, ワイヤーと熱伝導体.
ステップ 1, m 個の NTC プローブ間, 温度 T0 を取得します, T1, …, 各 NTC プローブを通じて等時間間隔で測定された Tn, ここで、n は収集された温度のシリアル番号を表します;
ステップ 2, 隣接する温度測定時間で収集された温度差 vn=TnTn1 を計算します;
ステップ 3, パラメータ α=vn/vn1 を計算します。;
ステップ 4, 予測温度 Tp=Tn1+vn/ を計算します。(1ある) 単一のプローブの;
ステップ 5, 測定温度 Tb を計算します. 本発明は誤差をさらに減らすことができ、汎用性が高い。.

サーミスタの完全な分析!

🤔 サーミスターとは何か知っていますか？? 電子回路のちょっとした専門家です!

👍 サーミスタ, 簡単に言えば, 温度変化に応じて抵抗値を調整できる感応素子の一種です。.

🔥 正温度係数サーミスタ (PTC), 気温が上がると, 抵抗値が大幅に増加します. 自動制御回路で威力を発揮する特長です!

水温センサープローブケーブル付

BBQ プローブ オーブン NTC センサー (ケーブル付き)

NTCセンサープローブとケーブル

❄️ 負温度係数サーミスタ (NTC) 反対です, 温度が上がると抵抗が減少します. 家電製品では, ソフトスタートによく使用されます, 自動検出および制御回路.

💡 これでサーミスタについてより深く理解できました。! 電子の世界では, それは欠かせない役割です!

1. NTC の概要
NTCサーミスタは、NegativeTemperatureCoefficientの頭字語から名付けられたサーミスタです。. いつもの, 用語 “サーミスター” NTCサーミスタを指します. マイケル・ファラデーによって発見された, 当時硫化銀半導体を研究していた人, で 1833, 1930年代にサミュエル・ルーベンによって商品化されました。. NTCサーミスタはマンガンを主成分とする酸化物半導体セラミックです。 (ん), ニッケル (で) そしてコバルト (コ).
それは私たちの生活のあらゆるところで見られます. 温度が上昇すると抵抗値が減少する特性があるため、, 温度計やエアコンの温度感知デバイスとしてだけでなく、, またはスマートフォンの温度制御デバイス, ケトルとアイロン, 電源装置の電流制御にも使用されます. 最近, 車両の電動化の度合いが高まるにつれて, サーミスタは自動車製品での使用が増加しています.

2. 動作原理
一般的に, 金属の抵抗は温度が上昇すると増加します. 熱により格子振動が大きくなるからです, 自由電子の平均移動速度はそれに応じて減少します.

対照的に, 熱伝導により半導体内の自由電子と正孔の割合が増加する, この部分は速度が低下する部分の割合よりも大きくなります, そうすると抵抗値が下がります.

加えて, 半導体にはバンドギャップが存在するため、, 外部から加熱される場合, 価電子帯の電子が伝導帯に移動して電気を伝導します. 言い換えると, 温度が上昇すると抵抗値は減少します.

3. 基本特性
3.1 抵抗温度特性 (R-T特性)
NTCサーミスタの抵抗値は、自己発熱が十分に低い電流で測定されます。 (印加電流により発生する熱). 標準として, 最大動作電流を使用することをお勧めします. そして, 抵抗値は温度とペアで表​​す必要があります.
特性曲線は次の式で表されます。:

R0, R1: 温度T0における抵抗値, T1

T0, T1: 絶対温度

B: b定数

NTCサーミスタのR-T特性

形 1: NTCサーミスタのR-T特性

3.2 b定数
B 定数は、NTC サーミスタを特徴付ける単一の値です。. B定数の調整には必ず2点が必要です. B 定数は 2 点の傾きを表します。.
2つの点が異なる場合, B定数も異なります, 比較する際には注意してください. (図を参照 2)

横軸は1-Tの温度特性

形 2: で選択された異なる B 定数 2 ポイント

これから, B は lnR と対の傾きであることがわかります。. 1/Tカーブ:

村田製作所は 25°C と 50°C を使用して B 定数を定義します, Bと書かれています (25/50).

図に示すように 3, 1/T (T は絶対温度です) 抵抗値に対数比例する. 直線に近い関係であることがわかります。.

V-I NTCサーミスタの特性

形 3: 横軸1/Tの温度特性

3.3 ボルトアンペア特性 (V-I特性)
NTCサーミスタのV-I特性を図に示します。 4.

単位要素あたりの熱放散定数

形 4: NTCサーミスタのV-I特性

弱電流地域では, 電流が徐々に増加すると、オーミック接触の電圧も徐々に増加します. 電流が流れることによる自己発熱は、サーミスタの表面や他の部品から放熱するため、抵抗器の温度は上昇しません。.
しかし, 発熱が大きい場合, サーミスタ自体の温度が上昇し、抵抗値が減少します。. そんな地域で, 電流と電圧の比例関係はもはや成り立ちません.

一般的に, サーミスタは自己発熱が可能な限り低い領域で使用されます。. 標準として, 動作電流は最大動作電流以下に抑えることをお勧めします。.

ピーク電圧を超える地域で使用する場合, 繰り返し加熱や抵抗低下などの熱暴走反応が起こる場合があります。, サーミスタが赤くなったり壊れたりする. この範囲でのご使用は避けてください.

3.4 温度抵抗係数 (ある)
NTCサーミスタの単位温度当たりの変化率が温度係数です。, 次の式で計算されます.

例: 温度が50℃近く、B定数が3380Kの場合
α = −3380/(273.15 + 50)² × 100 [%/℃] = −3.2 [%/℃]
したがって, 抵抗の温度係数は次のとおりです.

NTCサーミスタの熱時定数

α = − B/T² × 100 [%/℃]

3.5 熱放散定数 (d)
周囲温度がT1の場合, サーミスタが電力 P を消費するとき (ムウ) そしてその温度はT2に変化します, 次の式が成り立ちます.

P = d (T2 − T1)

δは熱放散定数です (mW/℃). 上の式は次のように変形されます.

NCU15の最大電圧ディレーティング

δ = P/ (T2 − T1)

熱放散定数 δ は、自己発熱条件下で温度を 1℃上昇させるのに必要な電力を指します。.

熱放散定数δは、 “電力消費による自己発熱” そして “熱放散”, したがって、サーミスタの使用環境によって大きく異なります。.

最大動作電流 (イオプ), 最大動作電圧 (ボップ)

村田氏が定義したコンセプトは、 “単位要素あたりの熱放散定数”.

3.6 熱時定数 (t)

サーミスタ温度 T0 に保たれていた温度が周囲温度 T1 に急変した場合, 目標温度 T1 に変化するまでにかかる時間を熱時定数といいます。 (t). いつもの, この値は、到達するまでに必要な時間を指します。 63.2% T0 と T1 の温度差.

ムラタの抵抗値測定方法

サーミスターをある温度に維持した場合 (T0) 別の温度にさらされている (T1), 気温は指数関数的に変化します, そして気温 (T) 時間の経過後 (t) は次のように表現されます.

T = (T1 − T0) (1 − 経験値 (−t/t) ) + T0

t = τ とします。,

T = (T1 − T0) (1−1/e) + T0

(T − T0)/(T1 − T0) ＝ 1 − 1/e ＝ 0.632

そのため、τ は到達時間として指定されます。 63.2% 温度差の.
形 6: NTCサーミスタの熱時定数

3.7 最大電圧 (Vmax)

サーミスタに直接印加できる最大電圧. 印加電圧が最大電圧を超えた場合, 製品の性能が低下したり、場合によっては破損したりする可能性があります。.

加えて, 自己発熱によりコンポーネントの温度が上昇します. 部品の温度が動作温度範囲を超えないよう注意する必要があります。.

抵抗接地回路とサーミスタ接地回路の出力特性

形 7: NCU15タイプの最大電圧ディレーティング

3.8 最大動作電流 (イオプ), 最大動作電圧 (ボップ)
ムラタでは最大動作電流、最大動作電圧を印加時に自己発熱が0.1℃となる電流、電圧と定義しています。. この値を参考にすると, サーミスタにより、より正確な温度測定が可能になります.

したがって, 最大動作電流/電圧を超える電流/電圧を印加しても、サーミスタの性能は低下しません。. しかし, コンポーネントの自己発熱により検出エラーが発生することに注意してください。.

ムラタの最大動作電流の計算方法

最大動作電流を計算する場合, 熱放散定数 (1mW/℃) ユニットコンポーネントで定義されている必要があります. 熱放散定数は熱の放散の度合いを示します。, ただし、放熱状態は使用環境により大きく異なります。.
作業環境には材料も含まれます, 厚さ, 構造, はんだ付けエリアサイズ, ホットプレートコンタクト, 樹脂包装, 等. 基板の. ユニットコンポーネント定義の使用により、環境干渉要因を排除します.
経験によると, 実際の使用時の熱放散定数は約 3 に 4 単位成分の倍. 実際の熱放散定数を次のように仮定すると、 3.5 回, 最大動作電流は図の青い曲線で示されています。. 1mW/℃の場合との比較, それは今です 1.9 回 (√3.5倍).

3.9 ゼロ負荷抵抗値
電流を流して測定した抵抗値 (電圧) 自己発熱が無視できる場合. 標準として, 最大動作電流を使用することをお勧めします.

R値の調整と出力特性の変更

形 9: ムラタの抵抗値測定方法

4. 使用方法
4.1 回路図
出力電圧はNTCサーミスタの配線図によって異なる場合があります。. ムラタ公式サイトの下記URLからシミュレーションできます。.

シムサーフィン: NTCサーミスタシミュレータ (村田製作所)
形 10 抵抗接地回路とサーミスタ接地回路の出力特性
4.2 R1の調整 (分圧抵抗), R2 (並列抵抗), R3 (直列抵抗)

出力電圧は回路図によって異なる場合があります.
形 11 R値の調整と出力特性の変更

4.3 ムラタ公式ツールによる検出誤差の計算

NTC サーミスタの関連パラメータと分圧回路の関連パラメータを選択します (基準電圧と分圧抵抗, 抵抗精度), そうすると、温度検出の誤差曲線が正常に生成されます。, 下の図に示すように:
形 12 公式ツールを使用した温度検出誤差曲線の生成

ツールは温度検知 NTC サーミスタの誤差曲線を生成します