Hvad er en NTC-temperatursensor?

Hvad er en NTC-temperatursensor?

For at forstå funktionen og anvendelsen af en NTC-temperatursensor, skal vi først vide, hvad en NTC-termistor er.
Sådan fungerer NTC-temperatursensoren enkelt forklaret
Varme ledere eller varme ledere er elektroniske modstande med negative temperaturkoefficienter (forkortet NTC). Hvis der løber strøm gennem komponenterne, falder deres modstand med stigende temperaturer. Hvis omgivelsestemperaturen falder (f.eks. i en dykmanchet), reagerer komponenterne derimod med stigende modstand. På grund af denne særlige opførsel betegner eksperter også en NTC-modstand som en NTC-termistor.

Den elektriske modstand falder, når elektroner bevæger sig
NTC-modstande består af halvledermaterialer, hvis ledningsevne generelt ligger mellem elektriske lederes og elektriske ikke-lederes. Hvis komponenterne opvarmes, løsnes elektroner fra gitteratomerne. De forlader deres plads i strukturen og transporterer elektricitet meget bedre. Resultatet: Med stigende temperatur leder termistorer elektricitet meget bedre – deres elektriske modstand falder. Komponenterne bruges blandt andet som temperatursensorer, men til dette skal de tilsluttes en spændingskilde og et amperemeter.

Fremstilling og egenskaber af varme og kolde ledere
En NTC-modstand kan reagere meget svagt eller, i visse områder, meget kraftigt på ændringer i omgivelsestemperaturer. Den specifikke adfærd afhænger grundlæggende af fremstillingen af komponenterne. På denne måde tilpasser producenterne blandingsforholdet mellem oxider eller doteringen af metaloxiderne til de ønskede forhold. Men komponenternes egenskaber kan også påvirkes af selve fremstillingsprocessen. For eksempel gennem iltindholdet i brændingsatmosfæren eller elementernes individuelle afkølingshastighed.

Forskellige materialer til en NTC-modstand
Rene halvledermaterialer, sammensatte halvledere eller metalliske legeringer anvendes til at sikre, at termistorer udviser deres karakteristiske egenskaber. Sidstnævnte består normalt af metaloxider (forbindelser af metaller og ilt) af mangan, nikkel, kobolt, jern, kobber eller titanium. Materialerne blandes med bindemidler, presses og sintres. Producenter opvarmer råmaterialerne under højt tryk i en sådan grad, at der skabes emner med de ønskede egenskaber.

Typiske karakteristika for termistoren – et overblik
NTC-modstanden fås i områder fra én ohm til 100 megohm. Komponenterne kan bruges fra minus 60 til plus 200 grader Celsius og opnår tolerancer på 0,1 til 20 procent. Når det kommer til valg af termistor, skal forskellige parametre tages i betragtning. En af de vigtigste er den nominelle modstand. Den angiver modstandsværdien ved en given nominel temperatur (normalt 25 grader Celsius) og er markeret med et stort R og temperaturen. For eksempel R25 for modstandsværdien ved 25 grader Celsius. Den specifikke opførsel ved forskellige temperaturer er også relevant. Dette kan specificeres med tabeller, formler eller grafik og skal absolut passe til den ønskede anvendelse. Yderligere karakteristiske værdier for NTC-modstandene vedrører tolerancerne samt bestemte temperatur- og spændingsgrænser.

Forskellige anvendelsesområder for en NTC-modstand
Ligesom en PTC-modstand er en NTC-modstand også egnet til temperaturmåling. Modstandsværdien ændrer sig afhængigt af omgivelsestemperaturen. For ikke at forfalske resultaterne bør selvopvarmningen begrænses så meget som muligt. Selvopvarmningen under strømgennemstrømning kan dog bruges til at begrænse indkoblingsstrømmen. Fordi NTC-modstanden er kold efter tænding af elektriske apparater, løber der kun en lille smule strøm i starten. Efter et stykke tid i drift varmes termistoren op, den elektriske modstand falder, og der løber mere strøm. Elektriske apparater opnår deres fulde ydeevne på denne måde med en vis tidsforsinkelse.

En NTC-modstand leder elektrisk strøm dårligere ved lave temperaturer. Hvis omgivelsestemperaturen stiger, falder modstanden i de såkaldte varme ledere mærkbart. Halvlederelementernes særlige opførsel kan primært bruges til temperaturmåling, til begrænsning af indkoblingsstrøm eller til forsinkelse af forskellige styringer.