Thermistortypen - ihre Funktionsweise und Anwendungen

Ein Thermistor ist ein Temperaturerfassungselement aus gesintertem Halbleitermaterial, das eine große Widerstandsänderung proportional zu einer kleinen Temperaturänderung aufweist. Ein Thermistor kann über einen weiten Temperaturbereich arbeiten und durch seine Widerstandsänderung, die aus zwei Worten besteht, einen Temperaturwert angeben: Wärme und Widerstand. Die positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) und der negative Temperaturkoeffizient (NTC) sind die beiden Hauptthermistortypen, für die verwendet wird Temperaturerfassungsanwendungen.

Thermistortypen

Thermistoren sind einfach zu bedienen, kostengünstig, robust und reagieren vorhersehbar auf Temperaturänderungen. Thermistoren werden meistens in verwendet digitale Thermometer und Haushaltsgeräte wie Öfen und Kühlschränke und so weiter. Stabilität, Empfindlichkeit und Zeitkonstante sind die allgemeinen Eigenschaften von Thermistoren, die diese Thermistoren langlebig, tragbar, kostengünstig, hochempfindlich und am besten für die Messung der Einzelpunkttemperatur machen.

Es gibt zwei Arten von Thermistoren:

1. PTC-Thermistor (Positive Temperature Coefficient)
2. NTC-Thermistor (Negative Temperature Coefficient)

PTC-Thermistor

PTC-Thermistoren sind Widerstände mit einem positiven Temperaturkoeffizienten, bei denen der Widerstand proportional zur Temperatur zunimmt. Diese Thermistoren werden aufgrund ihrer Struktur und des Herstellungsprozesses in zwei Gruppen unterschieden. Die erste Gruppe von Thermistoren umfasst Silistoren, die Silizium als Halbleitermaterial verwenden. Diese Thermistoren können aufgrund ihrer linearen Eigenschaften als PTC-Temperatursensoren verwendet werden.

PTC-Thermistor

Der Thermistor vom Schalttyp ist die zweite Gruppe von PTC-Thermistoren, die in Heizgeräten verwendet werden, und auch die Polymerthermistoren fallen unter diese Gruppe, die aus Kunststoff bestehen und häufig als rücksetzbare Sicherungen verwendet werden.

Arten von PTC-Thermistoren

PTC-Thermistoren werden anhand des von ihnen gemessenen Temperaturniveaus klassifiziert. Diese Typen hängen von folgenden Faktoren ab:

• Elemente : Hierbei handelt es sich um Scheiben-, Platten- und Zylinderthermistoren.
• Blei, Tauchtyp: Es gibt zwei Arten von Thermistoren, nämlich gemalt und nicht gemalt. Diese haben Hochtemperaturbeschichtungen für mechanischen Schutz, Umweltstabilität und elektrische Isolierung.
• Fallart: Dies können Kunststoff- oder Keramikgehäuse sein, die je nach Anwendungsanforderung verwendet werden.
• Baugruppentyp : Dies ist ein Einheitsprodukt aufgrund seiner Konstruktion und Form.

Typische Eigenschaften eines PTC-Thermistors

Die folgenden Eigenschaften von Thermistoren zeigen die Beziehung zwischen den verschiedenen Parametern wie Temperatur, Widerstand, Strom, Spannung und Zeit.

1. Temperatur gegen Widerstand

In der folgenden Abbildung können wir beobachten, wie schnell sich der Widerstand mit der Temperatur ändert, d. H. Einen plötzlichen Anstieg des Widerstands mit geringen Temperaturänderungen. PTC zeigt einen leichten negativen Temperaturkoeffizienten gegenüber dem normalen Temperaturanstieg, aber bei höheren Temperaturen und Curie-Punkten gibt es eine starke Widerstandsänderung.

Temperaturabhängigkeit des Widerstands

2. Strom- / Spannungseigenschaften

Diese Eigenschaft zeigt die Beziehung zwischen Spannung und Strom in einem thermischen Gleichgewichtszustand, wie in der Figur gezeigt. Wenn die Spannung von Null ansteigt, steigen auch Strom und Temperatur an, bis der Thermistor einen Schaltpunkt erreicht. Eine weitere Erhöhung der Spannung führt zu einer Verringerung des Stroms über einen Bereich konstanter Leistung.

Strom- / Spannungseigenschaften

3. Aktuelle vs. Zeitmerkmale

Dies zeigt die Zuverlässigkeit, die für Halbleiterschalter beim Heizen und Schutz vor Hochstromanwendungen erforderlich ist. Wenn an einen PTC-Thermistor mehr als die angegebene Spannung angelegt wird, fließt im Moment der Spannungsanwendung aufgrund des geringen Widerstands eine große Strommenge.

Aktuelle Zeitmerkmale

Anwendungen von PTC-Thermistoren

1. Zeitverzögerung: Die Zeitverzögerung in einer Schaltung liefert die Zeit, die ein PTC-Thermistor benötigt, um ausreichend zu heizen, um von einem niederohmigen Zustand in einen hochohmigen Zustand zu wechseln. Die Zeitverzögerung hängt von der Größe, der Temperatur und der Spannung ab, an die sie angeschlossen ist, sowie von der Schaltung, in der sie verwendet wird. Diese Anwendungen umfassen verzögerte Schaltrelais, Zeitgeber, elektrische Lüfter usw.

zwei. Motor startet :: Etwas Elektromotor s haben eine Anlaufwicklung, die nur beim Anlassen des Motors mit Strom versorgt werden muss. Wenn der Stromkreis eingeschaltet ist, hat der PTC-Thermistor einen geringeren Widerstand, sodass Strom durch die Anlaufwicklung fließen kann. Beim Starten des Motors erwärmt sich der Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizienten und schaltet an einem Punkt in einen hochohmigen Zustand um. Anschließend wird die Wicklung vom Netz getrennt. Die dafür erforderliche Zeit basiert auf dem erforderlichen Motorstart.

3. Selbstregulierende Heizungen: Wenn ein Strom durch einen schaltenden Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizienten fließt, stabilisiert er sich bei einer bestimmten Temperatur. Dies bedeutet, dass das Gerät erwärmt wird, wenn die Temperatur proportional zum Widerstand abnimmt und mehr Strom fließt. Wenn die Temperatur auf ein Niveau ansteigt, das den durch das Gerät fließenden Strom begrenzt, wird das Gerät gekühlt.

PTC-Thermistoren werden als Zeitgeber im Entmagnetisierungsspulenkreis von CRT-Anzeigen verwendet. Eine Entmagnetisierungsschaltung mit PTC-Thermistor ist einfach zuverlässig und kostengünstig.

NTC-Thermistor

Ein Thermistor mit einem negativen Temperaturkoeffizienten bedeutet, dass der Widerstand mit steigender Temperatur abnimmt. Diese Thermistoren bestehen aus einem gegossenen Chip von Halbleitermaterial wie ein gesintertes Metalloxid.

NTC-Thermistor

Die am häufigsten verwendeten Oxide für diese Thermistoren sind Mangan, Nickel, Kobalt, Eisen, Kupfer und Titan. Diese Thermistoren werden in Abhängigkeit von der Methode, mit der die Elektroden am Keramikkörper angebracht werden, in zwei Gruppen eingeteilt. Sie sind:

1. Perlenthermistoren
2. Metallisierte Oberflächenkontakte

Perlenthermistoren bestehen aus einer Platinlegierung und Anschlussdrähten, die direkt in den Keramikkörper gesintert werden. Perlenthermistoren bieten hohe Stabilität, Zuverlässigkeit, schnelle Reaktionszeiten und arbeiten bei hohen Temperaturen. Diese Thermistoren sind in kleinen Größen erhältlich und weisen vergleichsweise niedrige Verlustkonstanten auf. Diese Thermistoren werden normalerweise durch Reihen- oder Parallelschaltung erreicht. Perlenthermistoren umfassen die folgenden Typen:

• Nackte Perlen
• Glasbeschichtete Perlen
• Robuste Perlen
• Miniaturglasperlen
• Glassonden
• Glasstäbe
• Perle in Glasgehäusen

Die zweite Gruppe von Thermistoren verfügt über metallisierte Oberflächenkontakte, die mit den radialen oder axialen Leitungen sowie ohne die Leitungen zur Montage - mittels Federkontakten - zur Verfügung gestellt werden. Für diese Thermistoren stehen verschiedene Beschichtungen zur Verfügung. Der metallisierte Oberflächenkontakt kann nach Bedarf durch Streichen, Sprühen oder Tauchen aufgebracht werden, und der Kontakt wird in einem Keramikkörper fixiert. Diese Thermistoren umfassen die folgenden Typen:

• Festplatten
• Chips
• Oberflächenhalterungen
• Flocken
• Stangen
• Unterlegscheiben

Typische Eigenschaften eines NTC-Thermistors

Es gibt drei elektrische Eigenschaften, die für alle Anwendungen berücksichtigt werden, in denen NTC-Thermistoren verwendet werden.

• Widerstandstemperaturkennlinie
• Strom-Zeit-Charakteristik
• Spannungs-Strom-Kennlinie

1. Widerstands-Temperatur-Eigenschaften

Der NTC-Thermistor weist die negativen Temperatureigenschaften auf, wenn der Widerstand mit leichtem Temperaturabfall zunimmt, wie in der Abbildung gezeigt.

Widerstands-Temperatur-Charakteristik

2. Aktuelle Zeitmerkmale

Die Geschwindigkeitsänderung des Stroms ist aufgrund des hohen Widerstands des Thermistors gering. Wenn sich die Vorrichtung einem Gleichgewichtszustand nähert, nimmt die Geschwindigkeit der Stromänderung ab, wenn sie den in der Abbildung unten gezeigten Endzeitwert erreicht.

Strom-Zeit-Eigenschaften

3. Spannungs-Strom-Charakteristik

Sobald ein selbsterhitzter Thermistor einen Gleichgewichtszustand erreicht, entspricht die Wärmeverlustrate des Geräts der zugeführten Leistung. In der folgenden Abbildung können wir die Beziehung dieser beiden Parameter beobachten, wobei wir eine Abnahme der Spannung bei 0,01 MA Strom beobachten können und die Spannung bei einem Spitzenstrom von 1,0 MA wieder zunimmt und dann bei dem Stromwert von 100 MA abnimmt.

Spannungs-Strom-Charakteristik

Anwendungen von NTC-Thermistoren

1. Überspannungsschutz: Wenn ein NTC-Thermistor eingeschaltet wird, absorbiert er den Stoßstrom über das Gerät und schützt ihn durch Ändern seines Widerstands.

2. Temperaturregelung und Alarm: NTC-Thermistor kann als verwendet werden Temperaturregelung oder Temperaturalarmsystem. Wenn die Temperatur steigt und der Widerstand des Thermistors abnimmt, wird der Strom hoch und gibt Alarm oder schaltet das Heizsystem ein.

Dies sind die beiden Hauptthermistortypen, die für verschiedene Temperaturerfassungsanwendungen verwendet werden. Ich hoffe, dass die Eigenschaften und Anwendungen des Thermistors zusätzlich zu den Typen Ihnen ein besseres und gesundes Verständnis des Themas oder der elektrischen und elektronischen Projekte vermittelt haben. Bitte schreiben Sie Ihre Vorschläge und Kommentare in den Kommentarbereich unten.

Bildnachweis:

Thermistortypen von ussensor
PTC Thermistor von paumanokgroup
Temperaturabhängigkeit des Widerstands durch epcos
Aktuelle Zeitmerkmale von Galle
NTC Thermistor von Diytrade
Aktuelle Zeitmerkmale von amwei
Spannung Stromkennlinie: von Cantherm