Cảm biến nhiệt độ NTC là gì?

Cảm biến nhiệt độ NTC là gì?

Để hiểu chức năng và ứng dụng của cảm biến nhiệt độ NTC, trước tiên chúng ta phải biết nhiệt điện trở NTC là gì.
Giải thích đơn giản về cách hoạt động của cảm biến nhiệt độ NTC
Dây dẫn nóng hay dây dẫn ấm là các điện trở điện tử có hệ số nhiệt độ âm (gọi tắt là NTC). Nếu dòng điện chạy qua các bộ phận, điện trở của chúng sẽ giảm khi nhiệt độ tăng. Mặt khác, nếu nhiệt độ môi trường xung quanh giảm xuống (ví dụ như trong ống bọc ngâm), các bộ phận sẽ phản ứng với điện trở ngày càng tăng. Vì hành vi đặc biệt này, các chuyên gia còn gọi điện trở NTC là Điện trở nhiệt NTC.

Điện trở giảm khi electron chuyển động
Điện trở NTC bao gồm các vật liệu bán dẫn, độ dẫn điện của chúng thường nằm giữa độ dẫn điện của chất dẫn điện và chất không dẫn điện. Nếu các thành phần nóng lên, các electron sẽ rời khỏi nguyên tử mạng. Chúng rời khỏi vị trí của chúng trong cấu trúc và vận chuyển điện tốt hơn nhiều. Kết quả: Khi nhiệt độ tăng, nhiệt điện dẫn điện tốt hơn nhiều – điện trở của chúng giảm. Các thành phần này được sử dụng làm cảm biến nhiệt độ, nhưng để làm được điều này, chúng phải được kết nối với nguồn điện áp và ampe kế.

Cấu tạo và đặc tính của dây dẫn nóng lạnh
Điện trở NTC có thể phản ứng rất yếu hoặc ở một số khu vực nhất định, phản ứng rất mạnh trước những thay đổi của nhiệt độ môi trường. Hành vi cụ thể về cơ bản phụ thuộc vào việc sản xuất các thành phần. Bằng cách này, các nhà sản xuất điều chỉnh tỷ lệ pha trộn các oxit hoặc pha tạp các oxit kim loại với các điều kiện mong muốn. Nhưng đặc tính của các thành phần cũng có thể bị ảnh hưởng bởi chính quá trình sản xuất. Ví dụ, thông qua hàm lượng oxy trong khí quyển đốt hoặc tốc độ làm mát riêng lẻ của các nguyên tố.

Các vật liệu khác nhau cho điện trở NTC
Vật liệu bán dẫn tinh khiết, chất bán dẫn phức hợp hoặc hợp kim kim loại được sử dụng để đảm bảo rằng điện trở nhiệt thể hiện hành vi đặc trưng của chúng. Loại thứ hai thường bao gồm các oxit kim loại (hợp chất của kim loại và oxy) của mangan, niken, coban, sắt, đồng hoặc titan. Các vật liệu được trộn với các chất kết dính, ép và thiêu kết. Các nhà sản xuất làm nóng nguyên liệu thô dưới áp suất cao đến mức tạo ra các phôi có đặc tính mong muốn.

Sơ lược về đặc điểm điển hình của nhiệt điện trở
Điện trở NTC có phạm vi từ 1 ohm đến 100 megohm. Các thành phần này có thể được sử dụng từ âm 60 đến cộng 200 độ C và đạt được dung sai từ 0,1 đến 20%. Khi chọn một nhiệt điện trở, các thông số khác nhau phải được tính đến. Một trong những điều quan trọng nhất là điện trở danh nghĩa. Nó cho biết giá trị điện trở ở nhiệt độ danh nghĩa nhất định (thường là 25 độ C) và được đánh dấu bằng chữ R viết hoa và nhiệt độ. Ví dụ: R25 cho giá trị điện trở ở 25 độ C. Hành vi cụ thể ở nhiệt độ khác nhau cũng có liên quan. Điều này có thể được chỉ định bằng bảng, công thức hoặc đồ họa và phải hoàn toàn phù hợp với ứng dụng mong muốn. Các giá trị đặc tính khác của điện trở NTC liên quan đến dung sai cũng như các giới hạn nhiệt độ và điện áp nhất định.

Các lĩnh vực ứng dụng khác nhau của điện trở NTC
Cũng giống như điện trở PTC, điện trở NTC cũng thích hợp để đo nhiệt độ. Giá trị điện trở thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ môi trường. Để không làm sai lệch kết quả, việc tự làm nóng nên được hạn chế càng nhiều càng tốt. Tuy nhiên, có thể sử dụng tính năng tự làm nóng trong quá trình chạy dòng điện để hạn chế dòng điện khởi động. Bởi vì điện trở NTC bị lạnh sau khi bật các thiết bị điện nên ban đầu chỉ có một dòng điện nhỏ chạy qua. Sau một thời gian hoạt động, nhiệt điện trở nóng lên, điện trở giảm và dòng điện chạy qua nhiều hơn. Các thiết bị điện đạt được hiệu suất tối đa theo cách này với độ trễ thời gian nhất định.

Điện trở NTC dẫn dòng điện kém hơn ở nhiệt độ thấp. Nếu nhiệt độ môi trường tăng lên, điện trở của cái gọi là dây dẫn ấm sẽ giảm đáng kể. Hoạt động đặc biệt của các phần tử bán dẫn có thể được sử dụng chủ yếu để đo nhiệt độ, giới hạn dòng điện khởi động hoặc để trì hoãn các điều khiển khác nhau.