Nhiệt điện trở là một điện trở nhạy cảm với nhiệt, biểu hiện sự thay đổi chính xác và có thể dự đoán được của điện trở tỷ lệ với những thay đổi nhỏ của nhiệt độ cơ thể. Mức độ kháng của nó sẽ thay đổi như thế nào là phụ thuộc vào thành phần độc đáo của nó. Nhiệt điện trở là một phần của một nhóm lớn hơn các thành phần thụ động . Và không giống như các đối tác thành phần tích cực của chúng, các thiết bị thụ động không có khả năng cung cấp mức tăng công suất hoặc khuếch đại cho mạch.
Lịch sử nhiệt điện trở
Michael Faraday; một nhà khoa học người Anh, lần đầu tiên phát hiện ra khái niệm nhiệt điện trở vào năm 1833 trong khi báo cáo về hoạt động bán dẫn của bạc sunfua. Qua nghiên cứu của mình, ông nhận thấy rằng điện trở bạc sunfua giảm khi nhiệt độ tăng lên. Khám phá này sau đó dẫn đến việc sản xuất nhiệt điện trở thương mại vào những năm 1930 khi Samuel Ruben phát minh ra nhiệt điện trở thương mại đầu tiên. Kể từ đó, công nghệ đã được cải thiện; mở đường để cải tiến quy trình sản xuất; cùng với sự sẵn có của vật liệu chất lượng cao hơn.
Các loại nhiệt điện trở
Có hai loại nhiệt điện trở. Nhiệt điện trở NTC hoặc Hệ số nhiệt độ âm, và nhiệt điện trở PTC hoặc Hệ số nhiệt độ dương . Sự khác biệt là nhiệt điện trở NTC thể hiện sự GIẢM sức đề kháng khi nhiệt độ cơ thể tăng lên, trong khi nhiệt điện trở PTC thể hiện sự TĂNG điện trở khi nhiệt độ cơ thể tăng lên.
Các ứng dụng cho NTC và PTC Thermistors bao gồm:
- Sự cân bằng nhiệt độ
- Đo nhiệt độ
- Kiểm soát nhiệt độ
- Giới hạn dòng điện xâm nhập
Lợi ích của NTC và PTC Thermistors
NTC Thermistors rất chắc chắn, đáng tin cậy và ổn định, đồng thời chúng được trang bị để xử lý các điều kiện môi trường khắc nghiệt và chống ồn tốt hơn các loại cảm biến nhiệt độ khác.
- Kích thước nhỏ gọn : Các tùy chọn đóng gói cho phép chúng hoạt động trong không gian nhỏ hoặc chật hẹp; do đó chiếm ít bất động sản 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 hồi ngay lập tức.
- Tiết kiệm chi phí : Không chỉ nhiệt điện trở ít tốn kém hơn so với các loại cảm biến nhiệt độ khác; nếu nhiệt điện trở đã mua có đường cong RT chính xác thì không cần hiệu chuẩn nào khác trong quá trình lắp đặt hoặc trong thời gian hoạt động của nó.
- Đối sánh điểm : Khả năng đạt được một điện trở cụ thể ở một nhiệt độ cụ thể.
- Đối sánh đường cong : Các nhiệt điện trở có thể hoán đổi cho nhau với độ chính xác từ + 0,1˚C đến + 0,2˚C.
Cân nhắc lựa chọn chung
Cho dù cài đặt một hệ thống mới hay chỉ thay thế một thiết bị trong hệ thống hiện có, bạn nên cân nhắc những điểm chính này trước khi lựa chọn để đảm bảo kết quả mong muốn.
- Điện trở cơ bản : Nếu bạn đang cài đặt một ứng dụng mới, hãy đảm bảo chọn kháng cơ bản phù hợp dựa trên yêu cầu ứng dụng của bạn. Nếu bạn đang thay thế một điện trở nhiệt, hãy đảm bảo phù hợp với điện trở cơ bản hiện tại.
- Điện trở so với biểu đồ nhiệt độ : Nếu bạn đang cài đặt một ứng dụng mới, hãy xác định mối quan hệ giữa điện trở và đường cong nhiệt độ chính xác. Nếu bạn đang thay thế một thiết bị, hãy đảm bảo khớp với thông tin từ nhiệt điện trở hiện có.
- Bao bì nhiệt điện trở : Đảm bảo bao bì đã chọn đáp ứng các yêu cầu ứng dụng của bạn.
NTC Thermistors
NTC Thermistor là phi tuyến tính, và như tên gọi của chúng, điện trở của chúng giảm khi nhiệt độ tăng. Hiện tượng được gọi là hiện tượng tự đốt nóng có thể ảnh hưởng đến điện trở của nhiệt điện trở NTC. Khi dòng điện chạy qua nhiệt điện trở NTC, nó sẽ hấp thụ nhiệt khiến nhiệt độ của chính nó tăng lên.
Các ứng dụng
- Đo nhiệt độ
- Sự cân bằng nhiệt độ
- Kiểm soát nhiệt độ
Truy cập trang của chúng tôi về Ứng dụng nhiệt điện trở để biết thêm thông tin về mọi thứ từ tính toán hệ số nhiệt độ của điện trở nhiệt đến Đo nhiệt độ bằng Cầu Wheatstone.
Những lợi ích
- Thời gian đáp ứng nhanh đến (± 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 trôi theo thời gian.
- Bao bì: Nhiệt điện trở NTC có thể tùy chỉnh để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng khác nhau.
- Khả năng chống ồn: Nhiệt điện trở NTC cung cấp khả năng miễn nhiễm tuyệt vời với nhiễu điện và khả năng chống nhiễm chì hơn các loại cảm biến nhiệt độ khác.
- Tiết kiệm chi phí: Do kích thước nhỏ và dễ sản xuất, các loại nhiệt điện trở NTC và PTC được chứng minh là những lựa chọn rất kinh tế.
Quy trình sản xuất NTC
Chúng tôi sản xuất điện trở nhiệt NTC bằng cách sử dụng hỗn hợp các oxit kim loại như mangan, niken hoặc đồng; cùng với các chất liên kết và chất ổn định. Vật liệu được ép thành dạng tấm wafer và thiêu kết ở nhiệt độ khắc nghiệt; làm cho các tấm wafer sẵn sàng để xúc xắc thành các điện trở nhiệt kiểu chip nhỏ hơn hoặc để ở dạng nhiệt điện trở đĩa.
Cấu hình
Nhiệt điện trở NTC có sẵn trong các cấu hình khác nhau như được liệt kê dưới đây:
- Đĩa và chip : Chúng được cấu hình có hoặc không có lớp phủ với dây dẫn đồng đóng hộp với phản ứng nhanh đến (± 1%). Ngoài ra còn có một loạt các giá trị điện trở để phù hợp với mọi tình huống
- Epoxy : Epoxy nhúng được phủ và hàn giữa các dây Teflon / PVC có áo khoác. Kích thước nhỏ của chúng cho phép lắp đặt dễ dàng và chúng có thể khớp điểm hoặc đường cong
- Glass-Encapsulated : Một sự lựa chọn tuyệt vời khi đối phó với các điều kiện môi trường khắc nghiệt. Các cấu hình bao gồm dẫn hướng tâm hoặc dẫn hướng trục
- Lắp ráp đầu dò : Có sẵn trong nhiều loại vỏ tùy thuộc vào yêu cầu ứng dụng
- Gắn kết bề mặt : Các tùy chọn cấu hình bao gồm Bulk, Tape & Reel, Two-Sided và Wrap-around with Palladium Silver Termination. Được chế tạo bằng Niken Barrier, những nhiệt điện trở này hoạt động hiệu quả trong các mạch điện chính xác
Bảng chú giải thuật ngữ nhiệt điện trở NTC
- Hằng số tiêu tán (DC hoặc delta d) : Hằng số tiêu tán là tỷ số thường được biểu thị bằng miliwatt trên độ C (mw / ° C), ở một nhiệt độ môi trường xác định, của sự thay đổi công suất tiêu thụ trong điện trở nhiệt so với sự thay đổi nhiệt độ cơ thể.
- Hằng số vật chất (Beta β) : Hằng số vật chất của điện trở nhiệt NTC là thước đo điện trở của nó ở một nhiệt độ so với điện trở của nó ở nhiệt độ khác. 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)
- Giá điện tối đa : Xếp hạng sức mạnh tối đa của một thermistor là sức mạnh tối đa, thể hiện trong watt hoặc milliwatt (W hoặc mW), trong đó một thermistor sẽ tiêu tan trong một khoảng thời gian dài với sự ổn định có thể chấp nhận các đặc điểm của nó
- 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 điện trở-nhiệt độ của nhiệt điện trở NTC và cụm đầu dò NTC
- Hệ số nhiệt độ của điện trở (Alpha, α) : Tỷ số tại một nhiệt độ xác định, T, của tốc độ thay đổi của điện trở công suất bằng không với nhiệt độ thành điện trở công suất bằng không của nhiệt điện trở. 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 tương đương với mức độ biến thiên ˚C mà bạn có thể mong đợi từ một điện trở nhiệt ở một nhiệt độ cụ thể
- Hằng số thời gian nhiệt (TC hoặc tau, t) : Thời gian để một điện trở nhiệt thay đổi 63,2% tổng chênh lệch giữa nhiệt độ cơ thể ban đầu và cuối cùng của nó khi chịu sự thay đổi hàm bước về nhiệt độ trong điều kiện công suất bằng không. Nó thường được biểu thị bằng giây
Bạn thấy bài viết thế nào?
