Nhiệt điện trở hệ số nhiệt âm (NTC) được sử dụng làm linh kiện cảm biến nhiệt độ có độ chính xác cao trong nhiều ứng dụng ô tô, công nghiệp, thiết bị gia dụng và y tế. Vì có rất nhiều loại nhiệt điện trở NTC — được thiết kế với nhiều kiểu dáng khác nhau và làm từ nhiều loại vật liệu khác nhau — việc lựa chọn loại tốt nhấtNhiệt điện trở NTCđối với một ứng dụng cụ thể có thể là một thách thức.
Tại saochọnNTC?
Có ba công nghệ cảm biến nhiệt độ chính, mỗi công nghệ có những đặc điểm riêng: cảm biến dò nhiệt điện trở (RTD) và hai loại nhiệt điện trở: nhiệt điện trở hệ số nhiệt dương và nhiệt điện trở hệ số nhiệt âm. Cảm biến RTD chủ yếu được sử dụng để đo một dải nhiệt độ rộng, và vì sử dụng kim loại nguyên chất nên chúng thường đắt hơn nhiệt điện trở.
Do đó, vì nhiệt điện trở đo nhiệt độ với độ chính xác tương đương hoặc cao hơn, chúng thường được ưa chuộng hơn RTDS. Đúng như tên gọi, điện trở của nhiệt điện trở hệ số nhiệt dương (PTC) tăng theo nhiệt độ. Chúng thường được sử dụng làm cảm biến giới hạn nhiệt độ trong các mạch ngắt mạch hoặc an toàn vì điện trở tăng khi đạt đến nhiệt độ đóng cắt. Mặt khác, khi nhiệt độ tăng, điện trở của nhiệt điện trở hệ số nhiệt âm (NTC) giảm. Mối quan hệ giữa điện trở và nhiệt độ (RT) là một đường cong phẳng, do đó rất chính xác và ổn định cho các phép đo nhiệt độ.
Tiêu chí lựa chọn chính
Nhiệt điện trở NTC có độ nhạy cao và có thể đo nhiệt độ với độ chính xác cao (±0,1°C), lý tưởng cho nhiều ứng dụng. Tuy nhiên, việc lựa chọn loại nào phụ thuộc vào một số tiêu chí – dải nhiệt độ, dải điện trở, độ chính xác đo lường, môi trường, thời gian đáp ứng và yêu cầu về kích thước.
Các thành phần NTC phủ epoxy rất bền và thường đo được nhiệt độ từ -55°C đến + 155°C, trong khi các thành phần NTC bọc kính có thể đo được nhiệt độ lên đến + 300°C. Đối với các ứng dụng yêu cầu thời gian phản hồi cực nhanh, các thành phần bọc kính là lựa chọn phù hợp hơn. Chúng cũng nhỏ gọn hơn, với đường kính chỉ 0,8mm.
Điều quan trọng là phải điều chỉnh nhiệt độ của nhiệt điện trở NTC cho phù hợp với nhiệt độ của linh kiện gây ra sự thay đổi nhiệt độ. Do đó, chúng không chỉ có sẵn ở dạng truyền thống với dây dẫn mà còn có thể được lắp trong vỏ dạng vít để gắn vào bộ tản nhiệt khi lắp đặt bề mặt.
Sản phẩm mới trên thị trường là điện trở nhiệt NTC hoàn toàn không chứa chì (cả chip và linh kiện) đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt hơn của chỉ thị RoSH2 sắp ra mắt.
Ứng dụngEví dụOtổng quan
Các linh kiện và hệ thống cảm biến NTC được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong ngành ô tô. Các ứng dụng điển hình bao gồm vô lăng và ghế sưởi, và các hệ thống điều hòa không khí tinh vi. Nhiệt điện trở được sử dụng trong hệ thống tuần hoàn khí thải (EGR), cảm biến đường ống nạp (AIM), và cảm biến nhiệt độ và áp suất tuyệt đối đường ống nạp (TMAP). Dải nhiệt độ hoạt động rộng của chúng có khả năng chống va đập và độ rung cao, độ tin cậy cao, tuổi thọ cao và ổn định lâu dài. Nếu nhiệt điện trở được sử dụng trong các ứng dụng ô tô, thì tiêu chuẩn toàn cầu AEC-Q200 về khả năng chịu ứng suất là bắt buộc.
Trong xe điện và xe hybrid, cảm biến NTC được sử dụng để đảm bảo an toàn cho ắc quy, theo dõi các cuộn dây xung điện và trạng thái sạc. Hệ thống làm mát bằng môi chất lạnh làm mát ắc quy được kết nối với hệ thống điều hòa không khí.
Cảm biến và điều khiển nhiệt độ trong các thiết bị gia dụng bao gồm một phạm vi nhiệt độ rộng. Ví dụ, trong máy sấy quần áo,cảm biến nhiệt độxác định nhiệt độ của không khí nóng chảy vào trống và nhiệt độ của không khí chảy ra khi ra khỏi trống. Để làm mát và đông lạnh,Cảm biến NTCđo nhiệt độ trong buồng làm mát, ngăn dàn bay hơi bị đóng băng và phát hiện nhiệt độ môi trường. Trong các thiết bị nhỏ như bàn là, máy pha cà phê và ấm đun nước, cảm biến nhiệt độ được sử dụng để đảm bảo an toàn và tiết kiệm năng lượng. Các thiết bị sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí (HVAC) chiếm một phân khúc thị trường lớn hơn.
Ngành Y tế đang phát triển
Lĩnh vực điện tử y tế có nhiều loại thiết bị dành cho bệnh nhân nội trú, ngoại trú và thậm chí cả chăm sóc tại nhà. Nhiệt điện trở NTC được sử dụng làm linh kiện cảm biến nhiệt độ trong các thiết bị y tế.
Khi sạc thiết bị y tế di động nhỏ, nhiệt độ hoạt động của pin sạc phải được theo dõi liên tục. Điều này là do các phản ứng điện hóa được sử dụng trong quá trình theo dõi phần lớn phụ thuộc vào nhiệt độ, do đó việc phân tích nhanh chóng và chính xác là rất cần thiết.
Miếng dán theo dõi đường huyết liên tục (GCM) có thể theo dõi lượng đường trong máu ở bệnh nhân tiểu đường. Ở đây, cảm biến NTC được sử dụng để đo nhiệt độ, vì nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến kết quả.
Phương pháp điều trị áp lực đường thở dương liên tục (CPAP) sử dụng một máy để giúp người bị ngưng thở khi ngủ thở dễ dàng hơn trong khi ngủ. Tương tự, đối với các bệnh hô hấp nghiêm trọng, chẳng hạn như COVID-19, máy thở cơ học sẽ tiếp quản nhịp thở của bệnh nhân bằng cách nhẹ nhàng đẩy không khí vào phổi và loại bỏ carbon dioxide. Trong cả hai trường hợp, các cảm biến NTC bọc kính được tích hợp vào máy tạo độ ẩm, ống thông đường thở và miệng hút để đo nhiệt độ không khí nhằm đảm bảo bệnh nhân luôn thoải mái.
Đại dịch gần đây đã thúc đẩy nhu cầu về độ nhạy và độ chính xác cao hơn cho các cảm biến NTC có độ ổn định lâu dài. Máy xét nghiệm virus mới có yêu cầu kiểm soát nhiệt độ nghiêm ngặt để đảm bảo phản ứng nhất quán giữa mẫu và thuốc thử. Đồng hồ thông minh cũng được tích hợp hệ thống theo dõi nhiệt độ để cảnh báo các bệnh tiềm ẩn.
Thời gian đăng: 25-05-2023