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选择NTC热敏电阻时应考虑的几点

10月13日,2020年经过Krystian Milewski,TDK

这篇文章探讨了NTC热敏电beplay体育下载不了阻的类型和它们的关键性能标准,并提供了为给定的应用选择适当器件的建议。

负温度系数(NTC)热敏电阻用作各种汽车,工业,家电,S和医疗应用的高精度温度传感器元件。由于可获得广谱的NTC热敏电阻 - 用不同的设计产生,并且由各种材料制成 - 选择最佳NTC热敏电阻进行特定应用可能具有挑战性。这篇文章探讨了NTC热敏电beplay体育下载不了阻的类型和它们的关键性能标准,并提供了为给定的应用选择适当器件的建议。

为什么全国过渡委员会?

有三种主要温度传感器技术,每个都具有自己的特点:电阻温度检测器(RTD)传感器和两种类型的热敏电阻,正和负温度系数热敏电阻。RTD传感器主要用于测量广泛的温度范围,因为它们使用纯金属,它们往往比热敏电阻更昂贵。

因此,随着热敏电阻测量温度,具有相同或更好的精度,它们通常用于RTD。顾名思义,正温度系数(PTC)热敏电阻随着温度升高而增加的电阻。它们通常用作关闭或安全电路中的温度限制传感器,因为一旦满足开关温度,阻力尖峰。另一方面,负温度系数(NTC)热敏电阻随着温度升高而降低阻力。电阻 - 温度(R-T)关系是扁平曲线,使温度测量的高精度和稳定。

PTC和NTC热敏电阻的电阻特性。

图1。PTC和NTC热敏电阻的电阻特性。

关键选择标准

NTC热敏电阻是高度敏感的,测量温度的精度很高(±0.1°C),使它们成为在广泛的应用中测量温度的理想技术。然而,具体选择哪种类型取决于几个标准——温度范围、电阻范围、测量精度、环境、响应时间和尺寸要求。

环氧树脂涂覆的NTC元素类型具有坚固的结构,并测量通常在-55℃和+ 155°C之间的温度,而玻璃包封的NTC元件可以测量高达+ 300°C。对于需要极快的响应时间的应用,玻璃封装元素是更合适的选择。它们也更紧凑,直径下降至0.8mm。

将NTC热敏电阻的温度与导致温度变化的部件的温度相匹配是重要的。因此,它们不仅可以以常规的铅件可用,而且还包含在螺旋型壳体中,用于附接到用于表面安装的散热器。

市场上的新产品是完全无铅(芯片和元件)的NTC热敏电阻,它符合即将到来的RoSH2指令的更严格要求。

了解耗散因素

耗散因子定义为功耗变化的比率和热敏电阻的体温中的所得变化。它以MW / K表示,用作载荷的衡量标准,使热敏电阻以稳定状态提高1 k。耗散因子越高,热敏电阻将热敏电阻散发到其周围环境的热量越多。

作为引线长度和材料,封装材料,安装和组装各自有助于确定耗散因子,建议在“真实”环境中进行原型测试。这些测试确定最大允许输入电流,以确保热敏电阻内的可忽略的自加热误差,而在最大测量/控制温度下。然而,施加的电流与施加功率之间存在微妙的平衡,这需要尽可能低,以最大限度地提高系统灵敏度。

应用实例概述

NTC传感器元件和系统应用于广泛的领域,特别是在汽车行业。典型的应用包括加热方向盘和座椅,以及复杂的气候控制系统。热敏电阻广泛应用于废气再循环(EGR)系统、进气歧管(AIM)传感器、温度和歧管绝对压力(TMAP)传感器,具有高抗冲击和振动强度、高可靠性和长期稳定性。在这里,如果热敏电阻将用于汽车应用,AEC-Q200全球抗应力标准是强制性的。

在电气和混合动力车辆中,NTC传感器用于电池安全性,监控电气冲动绕组和充电状态。冷却电池的制冷剂冷却系统与空调系统连接。

家用电器中温度传感和控制涵盖各种温度。例如,在干衣机中,温度传感器确定流入滚筒的热空气的温度,并且当它离开滚筒时也是通风的空气。为了冷却和冷冻,NTC传感器测量冷却室的温度,防止蒸发器中的冰,并检测环境温度。在小家电中,如铁杆,咖啡机和水壶,为安全实施温度传感器,提高能源效率。加热,通风和空调(HVAC)电器占进一步大幅大幅度的市场部门。

越来越多的医学领域

医用电子部门为住院,门诊,甚至家庭护理提供广泛的设备,并且NTC热敏电阻用作医疗器械内的温度传感部件。

小型移动医疗器具充电时,必须时刻监测可充电电池的工作温度。这是因为在监测过程中使用的电化学反应大多与温度有关,快速、准确的分析至关重要。

连续葡萄糖监测(GCM)斑块监测糖尿病患者的血糖水平。这里,NTC传感器用于测量温度,因为这会影响结果。

持续正压通气(CPAP)疗法使用机器帮助睡眠呼吸暂停患者在睡眠中更容易呼吸。同样,对于COVID-19等严重的呼吸系统疾病,机械呼吸机通过轻轻地将空气吸入肺部并清除二氧化碳来接管患者的呼吸。在这两种情况下,玻璃封装的NTC传感器都集成到加湿器、气管管和进气口中,以测量空气温度,以确保患者保持舒适。

最近的大流行是推动具有更高敏感性和NTC传感器的敏感性和准确性的要求,具有长期稳定性。新的病毒测试仪具有严格的温度控制要求,以确保样品和试剂之间的反应是一致的。体温监测系统还集成到Smartwatches中以警告潜在的疾病。

解决应用程序难题

独特地,TDK的NTC产品组合中使用的材料和技术在内部开发。

高度定制的热敏电阻根据应用设计开发;TDK支持从设计到量产的整个概念。这个端到端的过程包括新设计的概念审查,施工和3D图纸,3D建模,计算机模拟,工具和原型,包括3D打印,测试,并根据定制的规格验证。

创建过程由全球多种生产设施的各个地点支持。

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