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 điện trở điện tử có hệ số nhiệt độ âm (viết tắt là NTC). Nếu dòng điện chạy qua các linh kiện, điện trở của chúng sẽ giảm khi nhiệt độ tăng. Ngược lại, nếu nhiệt độ môi trường giảm (ví dụ trong ống nhúng), các linh kiện sẽ phản ứng với điện trở tăng. Do đặc tính đặc biệt này, các chuyên gia còn gọi điện trở NTC là nhiệt điện trở NTC.
Điện trở giảm khi electron di chuyển
Điện trở NTC được làm từ vật liệu bán dẫn, có độ dẫn điện thường nằm giữa độ dẫn điện và chất cách điện. Khi các linh kiện nóng lên, các electron sẽ tách ra khỏi các nguyên tử mạng tinh thể. Chúng rời khỏi vị trí của mình trong cấu trúc và dẫn điện tốt hơn nhiều. Kết quả là: Khi nhiệt độ tăng, nhiệt điện trở dẫn điện tốt hơn nhiều – điện trở của chúng giảm. Các linh kiện này được sử dụng, cùng với các chức năng khác, như cảm biến nhiệt độ, nhưng để làm được điều này, chúng phải được kết nối với nguồn điện áp và ampe kế.
Chế tạo và tính chất của dây dẫn nóng và lạnh
Điện trở NTC có thể phản ứng rất yếu hoặc, ở một số khu vực, rất mạnh với sự thay đổi nhiệt độ môi trường. Tính chất cụ thể về cơ bản phụ thuộc vào quy trình sản xuất linh kiện. Bằng cách này, nhà sản xuất điều chỉnh tỷ lệ pha trộn oxit hoặc pha tạp oxit kim loại theo điều kiện mong muốn. Tuy nhiên, tính chất của linh kiện cũng có thể bị ảnh hưởng bởi chính quy trình sản xuất. Ví dụ, thông qua hàm lượng oxy trong môi trường nung hoặc tốc độ làm nguội riêng lẻ của từng thành phần.
Các vật liệu khác nhau cho điện trở NTC
Vật liệu bán dẫn tinh khiết, hợp chất bán dẫn hoặc hợp kim kim loại được sử dụng để đảm bảo nhiệt điện trở thể hiện đặc tính của chúng. Hợp chất bán dẫn 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 này được trộn với chất kết dính, ép và thiêu kết. Các nhà sản xuất nung nóng nguyên liệu thô dưới áp suất cao đến mức tạo ra các phôi có đặc tính mong muốn.
Đặc điểm điển hình của nhiệt điện trở nhìn thoáng qua
Điện trở NTC có sẵn trong dải điện trở từ 1 ohm đến 100 megohm. Các linh kiện có thể được sử dụng từ âm 60 độ C đến dương 200 độ C và đạt dung sai từ 0,1 đến 20 phần trăm. Khi lựa chọn điện trở nhiệt, cần phải tính đến nhiều thông số khác nhau. Một trong những thông số quan trọng nhất là điện trở danh định. Nó biểu thị giá trị điện trở ở nhiệt độ danh định nhất định (thường là 25 độ C) và được ký hiệu bằng chữ R hoa và nhiệt độ. Ví dụ, R25 biểu thị giá trị điện trở ở 25 độ C. Đặc tính cụ thể ở các nhiệt độ khác nhau cũng rất quan trọng. 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 trưng khác của điện trở NTC liên quan đến dung sai cũng như giới hạn nhiệt độ và điện áp nhất định.
Các lĩnh vực ứng dụng khác nhau của điện trở NTC
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, hiện tượng tự gia nhiệt nên được hạn chế tối đa. Tuy nhiên, hiện tượng tự gia nhiệt trong quá trình dòng điện chạy qua có thể được sử dụng để hạn chế dòng điện khởi động. Vì điện trở NTC nguội sau khi bật các thiết bị điện, nên ban đầu chỉ có một lượng nhỏ dòng điện 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 một độ trễ thời gian nhất định.
Điện trở NTC dẫn dòng điện kém hơn ở nhiệt độ thấp. Nếu nhiệt độ môi trường tăng, điện trở của các vật dẫn nóng giảm đáng kể. Tính chất đặc biệt của các phần tử bán dẫn có thể được sử dụng chủ yếu để đo nhiệt độ, hạn chế dòng điện xung kích hoặc làm trễ các quá trình điều khiển khác nhau.
Thời gian đăng: 18-01-2024