Thermistor là gì? Đặc điểm và ứng dụng của Nhiệt Điện Trở – DrGauges

Nhiệt điện trở hay điện trở nhiệt (kết hợp của “nhiệt” và “điện trở”) là điện trở nhạy cảm với nhiệt. Những thay đổi nhỏ về nhiệt độ làm cho điện trở của nhiệt điện trở thay đổi, điều này là chính xác và có thể dự đoán được. Mức độ kháng thay đổi phụ thuộc vào thành phần độc đáo của nó.

Lịch sử nhiệt điện trở

Michael Faraday; Các nhà khoa học Anh lần đầu tiên phát hiện ra khái niệm nhiệt điện trở vào năm 1833 khi họ báo cáo hoạt động bán dẫn của bạc sunfua.

Thông qua nghiên cứu của mình, ông nhận thấy rằng điện trở của bạc sunfua giảm khi nhiệt độ tăng. Khám phá này sau đó đã dẫn đến việc sản xuất nhiệt điện trở thương mại vào những năm 1930, khi Samuel Rouben phát minh ra nhiệt điện trở thương mại đầu tiên. Kể từ đó, công nghệ đã được cải thiện; mở đường cho các quy trình sản xuất được cải tiến và sự sẵn có của các nguyên liệu chất lượng cao hơn.

Đọc thêm: Tìm hiểu Định luật Faraday

Loại nhiệt điện trở

Có hai loại nhiệt điện trở. Thermistor ntc (hệ số nhiệt độ âm) và Thermistor ptc (hệ số nhiệt độ dương).

Sự khác biệt là một điện trở nhiệt ntc có điện trở giảm khi nhiệt độ tăng, trong khi điện trở nhiệt ptc tăng điện trở khi nhiệt độ tăng.

Các ứng dụng cho nhiệt điện trở ntc và ptc bao gồm:

• Bù nhiệt độ
• Đo nhiệt độ
• Kiểm soát nhiệt độ
• Giới hạn dòng khởi động

Lợi ích của nhiệt điện trở ntc và ptc

• Nhiệt điện trở ntc mạnh mẽ, đáng tin cậy và ổn định, chúng có thể xử lý các điều kiện môi trường khắc nghiệt và không bị nhiễu so với các loại cảm biến nhiệt độ khác.
• Kích thước nhỏ gọn: Các tùy chọn đóng gói cho phép chúng hoạt động trong không gian chật hẹp hoặc hạn chế, do đó chiếm ít không gian hơn trên bảng mạch in.
• Thời gian phản hồi nhanh: Kích thước nhỏ cho phép phản ứng nhanh với sự thay đổi nhiệt độ, điều này rất quan trọng khi cần phản ứng ngay lập tức.
• Tiết kiệm chi phí: Không chỉ nhiệt điện trở rẻ hơn so với các loại cảm biến nhiệt độ khác; nếu nhiệt điện trở được mua với đường cong rt chính xác, không cần phải hiệu chỉnh thêm trong quá trình lắp đặt hoặc vận hành.
• Khớp điểm: Khả năng đạt được một điện trở cụ thể ở một nhiệt độ cụ thể.
• Đối sánh đường cong: Nhiệt điện trở có thể hoán đổi cho nhau, độ chính xác + 0,1˚c đến + 0,2˚c.

Các cân nhắc lựa chọn chung

Cho dù lắp đặt một hệ thống mới hay chỉ thay thế một phần thiết bị trong hệ thống hiện có, bạn nên cân nhắc những điểm chính này trước khi đưa ra lựa chọn để đảm bảo hiệu quả mong muốn.

p>

• Điện trở cơ bản: Nếu bạn đang cài đặt một ứng dụng mới, hãy đảm bảo chọn đúng điện trở cơ bản cho các yêu cầu ứng dụng của bạn. Nếu thay thế nhiệt điện trở, hãy đảm bảo phù hợp với điện trở cơ bản hiện tại.
• Điện trở so với Đường cong nhiệt độ : Nếu bạn đang cài đặt một ứng dụng mới, hãy xác định mối quan hệ chính xác về điện trở và đường cong nhiệt độ. Nếu bạn đang thay thế thiết bị, hãy đảm bảo khớp với thông tin trên nhiệt điện trở hiện có.
• Bao bì nhiệt điện trở : Đảm bảo rằng bao bì đã chọn đáp ứng các yêu cầu ứng dụng của bạn.

nhiệt điện trở ntc

Nhiệt điện trở ntc là phi tuyến tính, như tên của nó, điện trở của chúng giảm khi nhiệt độ tăng. Hiện tượng gọi là hiện tượng tự nóng lên ảnh hưởng đến điện trở của một nhiệt điện trở ntc. Khi dòng điện chạy qua nhiệt điện trở ntc, nó sẽ hấp thụ nhiệt làm cho nhiệt độ của chính nó tăng lên.

Ứng dụng

• Đo nhiệt độ
• Bù nhiệt độ
• Kiểm soát nhiệt độ

Lợi ích

• Thời gian phản hồi nhanh (± 1%).
• Độ chính xác: Nhiệt điện trở ntc có dải chính xác từ 0,05 đến 0,20 ˚c với độ ổn định lâu dài. Các cảm biến nhiệt độ khác có thể bị trôi theo thời gian.
• Đóng gói: Nhiệt điện trở ntc có thể được tùy chỉnh để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng khác nhau.
• Khả năng miễn nhiễm: So với các loại cảm biến nhiệt độ khác, cảm biến nhiệt ntc có khả năng miễn nhiễm tuyệt vời đối với nhiễu điện và điện trở dây.
• Tiết kiệm chi phí: Do kích thước nhỏ và dễ sản xuất, nhiệt điện trở ntc và ptc đang chứng tỏ là những lựa chọn rất kinh tế.

Quy trình sản xuất ntc

Nhiệt điện trở ntc được sản xuất bằng cách sử dụng hỗn hợp các oxit kim loại như mangan, niken hoặc đồng; với chất kết dính và chất ổn định. Vật liệu này được ép thành các tấm mỏng và thiêu kết ở nhiệt độ khắc nghiệt; làm cho tấm wafer sẵn sàng được cắt hạt thành các nhiệt điện trở chip nhỏ hơn, hoặc để lại dưới dạng nhiệt điện trở đĩa.

Cấu hình

Nhiệt điện trở ntc có sẵn trong các cấu hình khác nhau như được liệt kê bên dưới:

• Đĩa và Chip: Chúng được định cấu hình có hoặc không có ruột đồng đóng hộp để có phản ứng nhanh (± 1%). Ngoài ra còn có nhiều giá trị điện trở khác nhau để phù hợp với mọi tình huống
• Epoxy: Được phủ và hàn epoxy giữa các dây Teflon / pvc tráng. Kích thước nhỏ của chúng cho phép dễ dàng lắp đặt và có thể được khớp với các điểm hoặc đường cong
• Kính tráng: Một sự lựa chọn tuyệt vời cho các điều kiện môi trường khắc nghiệt. Cấu hình bao gồm dây dẫn hướng tâm hoặc hướng trục
• Lắp ráp cảm biến: Có nhiều loại vỏ khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu của ứng dụng
• Giá gắn bề mặt : Các tùy chọn cấu hình bao gồm số lượng lớn, băng và cuộn, hai mặt và bao quanh, với các đầu bằng bạc palladium. Các điện trở nhiệt này được làm bằng rào cản niken để hoạt động hiệu quả trong các mạch điện chính xác

Bảng thuật ngữ đầu cuối ntc nhiệt điện trở

Hằng số tiêu tán – Hằng số tiêu tán (d.c. hoặc delta d): Hằng số tiêu tán là một tỷ số thường được biểu thị bằng miliwat trên độ C (mw / ° c), ở nhiệt độ môi trường xác định, sự thay đổi công suất tiêu tán trong điện trở nhiệt so với sự thay đổi nhiệt độ cơ thể.

Hằng số vật chất – Hằng số vật chất (β β): Hằng số vật chất của một điện trở nhiệt ntc là thước đo điện trở của nó ở một nhiệt độ nhất định chứ không phải ở các nhiệt độ khác nhau A số đo của giá trị điện trở dưới. nhiệt độ. Giá trị của nó có thể được tính theo công thức dưới đây và được biểu thị bằng độ ‘Kelvin (° k). β = ln (r @ t2 / r @ t1) / (t2- 1 – t 1- 1)

Đánh giá công suất tối đa – Đánh giá công suất tối đa : Định mức công suất tối đa của điện trở nhiệt là công suất tối đa, được biểu thị bằng watt hoặc miliwat (w hoặc mw), là Các Biến trở nhiệt sẽ tiêu tan trong một thời gian dài với độ ổn định đặc tính có thể chấp nhận được

steinhart-hart: Đây là một biểu thức thực nghiệm đã được xác định là biểu thức toán học tốt nhất để xác định mối quan hệ giữa điện trở-nhiệt độ cho các đầu và nhiệt điện trở ntc. đầu báo nhiệt ntc

Hệ số điện trở nhiệt độ – Hệ số điện trở nhiệt độ (α, α): Ở nhiệt độ t xác định, tỷ số giữa tỷ lệ điện trở thay đổi bằng không thay đổi theo nhiệt độ đến nhiệt điện trở của điện trở công suất bằng không. Hệ số nhiệt độ; thường được biểu thị bằng phần trăm trên độ C (% / c)

Khả năng chịu nhiệt độ – Khả năng chịu nhiệt độ : Khả năng chịu nhiệt độ tương đương với sự thay đổi của điện trở nhiệt theo ˚c ở một nhiệt độ cụ thể

Hằng số thời gian nhiệt – Hằng số thời gian nhiệt (t.c. hoặc tau, t): Thời gian cần thiết để nhiệt điện trở thay đổi 63,2% tổng chênh lệch ban đầu và cuối cùng trong Nhiệt độ khi chịu sự thay đổi của chức năng bước nhiệt độ ở công suất bằng không. Thường được biểu thị bằng giây

ptc Thermistor

Nhiệt điện trở có hệ số nhiệt độ dương (ptcs) cung cấp một phương pháp thụ động để hạn chế dòng khởi động. Bằng cách triển khai một điện trở nhiệt ptc, bạn có thể thấy chi phí vận hành thấp hơn và độ tin cậy cao hơn; không có sự bảo vệ nào bị xâm phạm.

Điện trở của nhiệt điện trở ptc sẽ thay đổi nếu nhiệt độ môi trường thay đổi hoặc nếu thiết bị tự nóng lên khi dòng điện đầu vào chìm xuống. Ngoài ra, vì giới hạn dòng khởi động phụ thuộc vào điện trở chỉ định của nhiệt điện trở ptc, việc lựa chọn thích hợp đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo vệ hệ thống.

Các loại nhiệt điện trở ptc

• Công tắc gốm ptc nhiệt điện tử
• điện trở nhiệt ptc silicon silistor
• Điện trở nhiệt pptc polyme

Các ứng dụng điện trở nhiệt ptc chung

• Thời gian trễ
• Degauss
• Khởi động động cơ
• Bảo vệ quá dòng

Điện trở nhiệt ptc công tắc gốm

Loại nhiệt điện trở này có đường cong nhiệt độ điện trở phi tuyến tính cao. Và, bởi vì nhiệt điện trở ptc có hệ số nhiệt độ dương của điện trở, chúng thể hiện một lượng nhỏ hệ số nhiệt độ âm cho đến khi chúng đạt đến một điểm nhiệt độ tới hạn được gọi là “curie” hoặc trạng thái chuyển tiếp. Khi điều này xảy ra, thiết bị sẽ bắt đầu hiển thị hệ số nhiệt độ dương và điện trở sẽ tăng lên đáng kể.

Vật liệu sản xuất

Nhiệt điện trở ptc công tắc bằng gốm được sản xuất bằng vật liệu gốm đa tinh thể có chứa bari titanate, được pha tạp với vật liệu đất hiếm để tạo cho nó một hệ số nhiệt độ dương.

Ứng dụng

• Bảo vệ quá nhiệt
• Bảo vệ quá dòng
• Bù nhiệt độ
• Thời gian trễ

Cấu hình

• Bán kính
• Giá gắn bề mặt

ptc Bảng thuật ngữ Thermistor

• Hằng số tiêu tán – Hằng số tiêu tán (dc hoặc delta d): Hằng số tiêu tán là một tỷ lệ, thường được biểu thị bằng miliwat trên độ C (mw / ° c), sự thay đổi công suất tiêu tán của điện trở nhiệt so với sự thay đổi nhiệt độ của nó ở một nhiệt độ môi trường xác định.
• Công suất Nhiệt – Công suất Nhiệt (hc): Nhiệt dung của một điện trở nhiệt là lượng nhiệt cần thiết để tăng nhiệt độ cơ thể của nó lên một độ C (1 độ C) (1 độ C) (1 độ C) ° c). Công suất nhiệt là đánh giá chung của các nhiệt điện trở ptc tiêu chuẩn, được biểu thị bằng watt-giây trên inch khối trên độ C (watt-giây / in3 / ° c). Một điện trở nhiệt ptc tiêu chuẩn có mối quan hệ nhiệt dung trên thể tích khoảng 50 watt-giây / in3 / ° c.
• Dòng điện trạng thái ổn định tối đa- Dòng điện trạng thái ổn định tối đa (imax): Dòng điện trạng thái ổn định tối đa là dòng điện đỉnh danh định, thường được biểu thị bằng ampe (a), để cho phép khởi động Hạn chế sự dẫn điện lâu dài của nhiệt điện trở ntc.
• Nhiệt độ hoạt động – Nhiệt độ hoạt động : Nhiệt độ hoạt động là phạm vi nhiệt độ mà điện trở nhiệt có thể hoạt động bình thường.
• Dòng điện chuyển đổi – Dòng điện chuyển mạch : Lượng dòng điện tối thiểu cần thiết khi dẫn theo tiêu chuẩn ptc nhiệt điện trở, thường được biểu thị bằng ampe (a) để chuyển đổi sang trạng thái điện trở cao.
• Nhiệt độ công tắc – Nhiệt độ công tắc : Nhiệt độ tại đó điện trở của điện trở nhiệt ptc tiêu chuẩn bắt đầu tăng nhanh.
• Thời gian chuyển đổi – Thời gian chuyển mạch : Thời gian để ptc chuyển sang trạng thái trở kháng cao.
• Chuyển đổi nhiệt độ chuyển tiếp : Điện trở bằng không 2x ptc ở 25 ˚c.

Điện trở nhiệt ptc silicon

Một điện trở nhiệt silicon ptc “siltor” là một thiết bị tuyến tính có hệ số nhiệt độ dương đáng kể. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ vượt quá 150 ° C, chúng có khả năng thể hiện hệ số nhiệt độ âm.

Ứng dụng

• Bù nhiệt độ
• Đầu dò nhiệt độ

Lợi ích

Có gì đặc biệt về điện trở nhiệt silicon? Mặt khác, silicon vốn là một vật liệu ổn định, vì vậy nếu bạn đang tìm kiếm một điện trở nhiệt mang lại cả sự ổn định và tuổi thọ, thì một điện trở nhiệt silicon sẽ là một lựa chọn tốt.

Các lợi ích bổ sung bao gồm:

• Hệ số nhiệt độ cao
• Các cấu hình khác nhau
• Có độ tin cậy cao

Vật liệu sản xuất

Vật liệu được sử dụng để chế tạo điện trở nhiệt silicon silicon là hỗn hợp các vật liệu polyme như silicon đơn tinh thể bán dẫn và các hạt dẫn điện khác.

Cấu hình

• chip smd
• Epoxy
• Bao bì thủy tinh
• Đầu dò nhiệt độ

Điện trở nhiệt pptc polyme

Nhiệt điện trở pptc polyme (pptc) là một loại nhiệt điện trở có hệ số nhiệt độ dương, còn được gọi là “cầu chì có thể đặt lại”, thể hiện tác dụng của một ptc phi tuyến tính. Bởi vì chúng là các thiết bị được kích hoạt bằng nhiệt, bất kỳ biến động nào của nhiệt độ môi trường xung quanh sẽ có ảnh hưởng đến hiệu suất của nhiệt điện trở. Trong điều kiện hoạt động bình thường, polyme ptc có điện trở tối thiểu so với phần còn lại của đoạn mạch và ít hoặc không ảnh hưởng đến hiệu suất chung của đoạn mạch.

Tuy nhiên, nếu hệ thống mạch ở trạng thái lỗi, pptc sẽ phản hồi bằng cách chuyển sang trạng thái có điện trở cao hoặc trạng thái “nhả” (trạng thái vấp). Khi bạn đã loại bỏ tình trạng lỗi, pptc sẽ tự thiết lập lại và mạch sẽ trở lại hoạt động bình thường.

Ứng dụng

• Kiểm soát quá trình và bảo vệ thiết bị y tế
• Điện tử dân dụng
• Xe hơi
• Viễn thông

Vật liệu sản xuất

Các vật liệu hữu cơ tinh thể không dẫn điện được trộn với các hạt đen carbon để tạo ra chất nhiệt điện polymer, đó là lý do tại sao chúng dẫn điện.

Lợi ích

Nếu bạn thường xuyên gặp hiện tượng quá dòng hoặc ứng dụng của bạn yêu cầu thời gian hoạt động liên tục, bạn nên xem xét điện trở nhiệt pptc. Bạn không thể phủ nhận rằng chi phí thành phần không phải là vấn đề duy nhất. Nhu cầu về các công nghệ nhỏ như thiết bị đeo được sẽ không biến mất và việc bảo vệ mạch là rất quan trọng. Chi phí sửa chữa bảo hành có thể nhanh chóng vượt quá chi phí của các cảm biến bảo vệ chúng.

Các lợi ích bổ sung bao gồm:

• Có thể đặt lại
• Kích thước nhỏ
• Tổn thất điện năng tối thiểu.
• Sức đề kháng thấp

Cấu hình

• Bán kính
• Giá gắn bề mặt

Bảng thuật ngữ điện trở nhiệt pptc polyme

• Dòng điện giữ ( Dòng điện giữ ) : Dòng điện giữ là dòng điện ở trạng thái ổn định tối đa có thể được đặt lại bằng cầu chì pptc ở 23 ˚c không hoạt động.
• Dòng điện tối đa: Dòng điện tối đa là dòng điện sự cố lớn nhất có thể chạy qua pptc.
• Điện trở ban đầu tối đa : Đây là điện trở lớn nhất của pptc ở trạng thái ban đầu 23 ˚c.
• Điện áp tối đa: Điện áp tối đa là điện áp tối đa mà pptc có thể chịu được.
• Điện trở ban đầu nhỏ nhất: Đây là điện trở tối thiểu của pptc ở trạng thái ban đầu 23 ˚c.
• r1 sau chuyến đi: Đây là điện trở tối đa của pptc một giờ sau chuyến đi.
• Công suất tiêu thụ : Công suất tiêu thụ là lượng điện năng tiêu thụ khi pptc bị ngắt.
• Thời gian chuyến đi : Đây là thời gian cần thiết để pptc tắt khi một dòng điện cụ thể được áp dụng.
• Dòng điện: Dòng điện kích hoạt là dòng điện tối thiểu chạy qua pptc sẽ làm cho nó đổi hướng ở 23 ˚c.

Cảm ơn bạn đã đọc

Chúc bạn thành công!

Trái tim của Mr. – Quản trị viên

Bài viết được trích dẫn và dịch từ ametherm

Các bài viết tương tự:

1. Bộ điều khiển nhiệt độ, Hướng dẫn hoàn chỉnh
2. Các loại cảm biến nhiệt độ trong công nghiệp — cấu tạo và nguyên lý hoạt động
3. Cặp nhiệt độ là gì?
4. pt100 là gì?
5. dây cảm biến nhiệt độ pt100, hướng dẫn phán đoán màu sắc của nhiệt kế tiêu chuẩn
6. Bộ điều khiển pid là gì?

Thư viện bài viết:

• Chưa được phân loại
• Đo áp suất
• Lưu lượng kế
• Đo mức độ
• Đo nhiệt độ
• Khí nén