מהו חיישן טמפרטורה NTC?

מהו חיישן טמפרטורה NTC?

כדי להבין את התפקוד והיישום של חיישן טמפרטורה NTC, עלינו לדעת תחילה מהו תרמיסטור NTC.
כיצד פועל חיישן הטמפרטורה של NTC הוסבר בפשטות
מוליכים חמים או מוליכים חמים הם נגדים אלקטרוניים עם מקדמי טמפרטורה שליליים (בקיצור NTC). אם זרם זורם דרך הרכיבים, ההתנגדות שלהם יורדת עם עליית הטמפרטורות. אם טמפרטורת הסביבה יורדת (למשל בשרוול טבילה), הרכיבים, לעומת זאת, מגיבים בהתנגדות גוברת. בגלל התנהגות מיוחדת זו, מומחים מתייחסים גם לנגד NTC כאל תרמיסטור NTC.

ההתנגדות החשמלית יורדת כאשר אלקטרונים נעים
נגדי NTC מורכבים מחומרים מוליכים למחצה, שמוליכותם היא בדרך כלל בין זו של מוליכים חשמליים לא-מוליכים חשמליים. אם הרכיבים מתחממים, אלקטרונים משתחררים מאטומי הסריג. הם עוזבים את מקומם במבנה ומעבירים חשמל הרבה יותר טוב. התוצאה: עם עליית הטמפרטורה, תרמיסטורים מוליכים חשמל הרבה יותר טוב - ההתנגדות החשמלית שלהם יורדת. הרכיבים משמשים בין היתר כחיישני טמפרטורה, אך לשם כך יש לחבר אותם למקור מתח ולמד זרם.

ייצור ומאפיינים של המוליכים החמים והקרים
נגד NTC יכול להגיב מאוד חלש או, באזורים מסוימים, חזק מאוד לשינויים בטמפרטורות הסביבה. ההתנהגות הספציפית תלויה בעצם בייצור הרכיבים. בדרך זו, היצרנים מתאימים את יחס הערבוב של תחמוצות או את הסימום של תחמוצות המתכת לתנאים הרצויים. אך ניתן להשפיע על תכונות הרכיבים גם בתהליך הייצור עצמו. למשל, דרך תכולת החמצן באווירת השריפה או קצב הקירור הפרטני של היסודות.

חומרים שונים לנגד NTC
חומרים מוליכים למחצה טהורים, מוליכים למחצה מורכבים או סגסוגות מתכתיות משמשים כדי להבטיח שתרמיסטורים יראו את התנהגותם האופיינית. האחרונים מורכבים בדרך כלל מתחמוצות מתכות (תרכובות של מתכות וחמצן) של מנגן, ניקל, קובלט, ברזל, נחושת או טיטניום. החומרים מעורבבים עם חומרי קשירה, נלחצים ומסינטרים. היצרנים מחממים את חומרי הגלם בלחץ גבוה עד כדי כך שנוצרים חלקי עבודה בעלי התכונות הרצויות.

מאפיינים אופייניים של התרמיסטור במבט חטוף
הנגד NTC זמין בטווחים שבין אוהם אחד ל-100 מגה אוהם. ניתן להשתמש ברכיבים ממינוס 60 ועד פלוס 200 מעלות צלזיוס ולהשיג סובלנות של 0.1 עד 20 אחוז. כאשר מדובר בבחירת תרמיסטור, יש לקחת בחשבון פרמטרים שונים. אחד החשובים ביותר הוא ההתנגדות הנומינלית. הוא מציין את ערך ההתנגדות בטמפרטורה נומינלית נתונה (בדרך כלל 25 מעלות צלזיוס) ומסומן באות R גדולה ובטמפרטורה. לדוגמה, R25 עבור ערך ההתנגדות ב-25 מעלות צלזיוס. ההתנהגות הספציפית בטמפרטורות שונות רלוונטית גם היא. ניתן לציין זאת באמצעות טבלאות, נוסחאות או גרפיקה ועליו להתאים לחלוטין ליישום הרצוי. ערכים אופייניים נוספים של נגדי NTC מתייחסים לסובלנות וכן למגבלות טמפרטורה ומתח מסוימות.

תחומי יישום שונים של נגד NTC
ממש כמו נגד PTC, גם נגד NTC מתאים למדידת טמפרטורה. ערך ההתנגדות משתנה בהתאם לטמפרטורת הסביבה. כדי לא לזייף את התוצאות, יש להגביל את החימום העצמי ככל האפשר. עם זאת, ניתן להשתמש בחימום העצמי במהלך זרימת הזרם כדי להגביל את זרם הכניסה. כי הנגד NTC קר לאחר הפעלת מכשירים חשמליים, כך שרק מעט זרם זורם בהתחלה. לאחר זמן מה בפעולה, התרמיסטור מתחמם, ההתנגדות החשמלית יורדת וזרם נוסף זורם. מכשירים חשמליים משיגים את מלוא הביצועים שלהם בדרך זו עם עיכוב זמן מסוים.

נגד NTC מוליך זרם חשמלי גרוע יותר בטמפרטורות נמוכות. אם טמפרטורת הסביבה עולה, ההתנגדות של מה שנקרא מוליכים חמים יורדת באופן ניכר. ההתנהגות המיוחדת של רכיבי המוליכים למחצה יכולה לשמש בעיקר למדידת טמפרטורה, להגבלת זרם כניסת או לעיכוב פעולות שונות