Kas ir NTC temperatūras sensors?

Kas ir NTC temperatūras sensors?

Lai saprastu NTC temperatūras sensora funkciju un pielietojumu, vispirms jāzina, kas ir NTC termistors.
Kā darbojas NTC temperatūras sensors (vienkārši izskaidrots)
Karstie vadītāji jeb siltie vadītāji ir elektroniskie rezistori ar negatīviem temperatūras koeficientiem (saīsināti NTC). Ja caur komponentiem plūst strāva, to pretestība samazinās, palielinoties temperatūrai. Ja apkārtējās vides temperatūra pazeminās (piemēram, iegremdēšanas uzmavā), komponenti, savukārt, reaģē ar pieaugošu pretestību. Šīs īpašās uzvedības dēļ eksperti NTC rezistoru dēvē arī par NTC termistoru.

Elektriskā pretestība samazinās, elektroniem pārvietojoties
NTC rezistori sastāv no pusvadītāju materiāliem, kuru vadītspēja parasti ir starp elektrības vadītājiem un elektrības nevadītājiem. Ja komponenti sakarst, elektroni atdalās no režģa atomiem. Tie atstāj savu vietu struktūrā un daudz labāk pārvada elektrību. Rezultāts: palielinoties temperatūrai, termistori daudz labāk vada elektrību – to elektriskā pretestība samazinās. Komponenti tiek izmantoti, cita starpā, kā temperatūras sensori, taču šim nolūkam tie jāpievieno sprieguma avotam un ampērmetram.

Karstā un aukstā vada ražošana un īpašības
NTC rezistors var ļoti vāji vai noteiktās vietās ļoti spēcīgi reaģēt uz apkārtējās vides temperatūras izmaiņām. Konkrētā uzvedība būtībā ir atkarīga no komponentu ražošanas. Tādā veidā ražotāji pielāgo oksīdu sajaukšanas attiecību vai metālu oksīdu dopingu vēlamajiem apstākļiem. Taču komponentu īpašības var ietekmēt arī pats ražošanas process. Piemēram, ar skābekļa saturu apdedzināšanas atmosfērā vai elementu individuālo dzesēšanas ātrumu.

Dažādi materiāli NTC rezistoram
Lai nodrošinātu termistoru raksturīgo uzvedību, tiek izmantoti tīri pusvadītāju materiāli, salikti pusvadītāji vai metālu sakausējumi. Pēdējie parasti sastāv no mangāna, niķeļa, kobalta, dzelzs, vara vai titāna metālu oksīdiem (metālu un skābekļa savienojumiem). Materiāli tiek sajaukti ar saistvielām, presēti un saķepināti. Ražotāji izejvielas karsē augstā spiedienā tiktāl, ka tiek izveidotas sagataves ar vēlamajām īpašībām.

Termistora tipiskās īpašības īsumā
NTC rezistors ir pieejams diapazonā no viena oma līdz 100 megaomiem. Komponentes var izmantot temperatūrā no mīnus 60 līdz plus 200 grādiem pēc Celsija, un to pielaides ir no 0,1 līdz 20 procentiem. Izvēloties termistoru, jāņem vērā dažādi parametri. Viens no svarīgākajiem ir nominālā pretestība. Tā norāda pretestības vērtību noteiktā nominālajā temperatūrā (parasti 25 grādi pēc Celsija) un ir apzīmēta ar lielo burtu R un temperatūru. Piemēram, R25 apzīmē pretestības vērtību 25 grādos pēc Celsija. Svarīga ir arī specifiskā uzvedība dažādās temperatūrās. To var norādīt tabulās, formulās vai grafikos, un tai absolūti jāatbilst vēlamajam pielietojumam. Citas NTC rezistoru raksturīgās vērtības attiecas uz pielaidēm, kā arī uz noteiktiem temperatūras un sprieguma ierobežojumiem.

Dažādas NTC rezistora pielietojuma jomas
Tāpat kā PTC rezistors, arī NTC rezistors ir piemērots temperatūras mērīšanai. Pretestības vērtība mainās atkarībā no apkārtējās vides temperatūras. Lai nesagrozītu rezultātus, pašsilšana ir pēc iespējas jāierobežo. Tomēr pašsilšanu strāvas plūsmas laikā var izmantot, lai ierobežotu ieslēgšanas strāvu. Tā kā NTC rezistors pēc elektrisko ierīču ieslēgšanas ir auksts, sākumā plūst tikai neliela strāva. Pēc kāda laika darbības termistors uzsilst, elektriskā pretestība samazinās un plūst lielāka strāva. Elektriskās ierīces tādējādi sasniedz pilnu veiktspēju ar noteiktu laika aizturi.

NTC rezistors zemākā temperatūrā vada elektrisko strāvu sliktāk. Ja apkārtējās vides temperatūra paaugstinās, tā saukto silto vadītāju pretestība ievērojami samazinās. Pusvadītāju elementu īpašo uzvedību galvenokārt var izmantot temperatūras mērīšanai, ieslēgšanas strāvas ierobežošanai vai dažādu vadības ierīču aizkavēšanai.