Mis on NTC temperatuuriandur?

Mis on NTC temperatuuriandur?

NTC temperatuurianduri funktsiooni ja rakenduse mõistmiseks peame kõigepealt teadma, mis on NTC termistor.
Lihtsalt selgitati, kuidas NTC temperatuuriandur töötab
Kuumad juhid ehk soojajuhid on negatiivse temperatuurikoefitsiendiga (lühidalt NTC) elektroonilised takistid. Kui komponentide kaudu voolab vool, väheneb nende takistus temperatuuri tõustes. Kui ümbritseva õhu temperatuur langeb (nt sukelhülsis), reageerivad komponendid seevastu kasvava takistusega. Selle erilise käitumise tõttu nimetavad eksperdid NTC takistit ka NTC termistoriks.

Elektritakistus väheneb elektronide liikumisel
NTC takistid koosnevad pooljuhtmaterjalidest, mille juhtivus jääb üldjuhul elektrijuhtide ja elektriliste mittejuhtide vahele. Kui komponendid kuumenevad, eralduvad elektronid võre aatomitest. Nad jätavad oma koha konstruktsioonis ja transpordivad elektrit palju paremini. Tulemus: temperatuuri tõustes juhivad termistorid elektrit palju paremini – nende elektritakistus väheneb. Komponente kasutatakse muuhulgas temperatuurianduritena, kuid selleks tuleb need ühendada pingeallika ja ampermeetriga.

Kuuma- ja külmajuhtmete valmistamine ja omadused
NTC takisti võib reageerida väga nõrgalt või teatud piirkondades väga tugevalt ümbritseva õhu temperatuuri muutustele. Konkreetne käitumine sõltub põhiliselt komponentide valmistamisest. Sel viisil kohandavad tootjad oksiidide segamissuhte või metallioksiidide dopingu soovitud tingimustele. Kuid komponentide omadusi saab mõjutada ka tootmisprotsess ise. Näiteks põletusatmosfääri hapnikusisalduse või elementide individuaalse jahutuskiiruse kaudu.

Erinevad materjalid NTC takisti jaoks
Termistorite iseloomuliku käitumise tagamiseks kasutatakse puhtaid pooljuhtmaterjale, liitpooljuhte või metallisulameid. Viimased koosnevad tavaliselt mangaani, nikli, koobalti, raua, vase või titaani metallioksiididest (metallide ja hapniku ühenditest). Materjalid segatakse sideainetega, pressitakse ja paagutatakse. Tootjad kuumutavad toorainet kõrge rõhu all sellisel määral, et tekivad soovitud omadustega toorikud.

Lühidalt termistori tüüpilised omadused
NTC takisti on saadaval vahemikus ühest oomist kuni 100 megaoomini. Komponente saab kasutada miinus 60 kuni pluss 200 kraadi Celsiuse järgi ja saavutada tolerantsid 0,1 kuni 20 protsenti. Termistori valimisel tuleb arvestada erinevate parameetritega. Üks olulisemaid on nimitakistus. See näitab takistuse väärtust antud nimitemperatuuril (tavaliselt 25 kraadi Celsiuse järgi) ning on tähistatud suure R-ga ja temperatuuriga. Näiteks R25 takistuse väärtuseks 25 kraadi Celsiuse järgi. Oluline on ka spetsiifiline käitumine erinevatel temperatuuridel. Seda saab määrata tabelite, valemite või graafika abil ja see peab täielikult vastama soovitud rakendusele. NTC takistite täiendavad iseloomulikud väärtused on seotud tolerantside ning teatud temperatuuri- ja pingepiiridega.

NTC takisti erinevad kasutusvaldkonnad
Nii nagu PTC takisti, sobib ka NTC takisti temperatuuri mõõtmiseks. Takistuse väärtus muutub sõltuvalt ümbritseva õhu temperatuurist. Et tulemusi mitte võltsida, tuleks isekuumenemist piirata nii palju kui võimalik. Vooluvoolu ajal toimuvat isekuumenemist saab aga kasutada sisselülitusvoolu piiramiseks. Sest NTC takisti on peale elektriseadmete sisselülitamist külm, nii et esialgu läheb vähe voolu. Pärast mõnda aega töötamist termistor kuumeneb, elektritakistus langeb ja voolu voolab rohkem. Elektriseadmed saavutavad sel viisil oma täieliku jõudluse teatud viivitusega.

NTC takisti juhib madalatel temperatuuridel elektrivoolu halvemini. Kui ümbritseva õhu temperatuur tõuseb, väheneb nn soojajuhtmete takistus märgatavalt. Pooljuhtelementide erilist käitumist saab kasutada eelkõige temperatuuri mõõtmiseks, sisselülitusvoolu piiramiseks või erinevate juhtelementide viivitamiseks.