Mis on NTC temperatuuriandur?

Mis on NTC temperatuuriandur?

NTC temperatuurianduri funktsiooni ja rakenduse mõistmiseks peame kõigepealt teadma, mis on NTC termistor.
Kuidas NTC temperatuuriandur töötab lihtsalt selgitatult
Kuumad juhid ehk soojad juhid on negatiivsete temperatuurikoefitsientidega (lühidalt NTC) elektroonilised takistid. Kui komponentidest läbi voolab vool, siis nende takistus väheneb temperatuuri tõustes. Kui ümbritseva õhu temperatuur langeb (nt sukeldushülsis), siis reageerivad komponendid seevastu suureneva takistusega. Selle erilise käitumise tõttu nimetavad eksperdid NTC takistit ka NTC termistoriks.

Elektriline takistus väheneb elektronide liikumisel
NTC takistid koosnevad pooljuhtmaterjalidest, mille juhtivus jääb üldiselt elektrijuhtide ja elektri mittejuhtide vahele. Kui komponendid kuumenevad, irduvad elektronid võre aatomitest. Nad lahkuvad oma kohalt struktuuris ja transpordivad elektrit palju paremini. Tulemus: temperatuuri tõustes juhivad termistorid elektrit palju paremini – nende elektritakistus väheneb. Komponente kasutatakse muu hulgas temperatuurianduritena, kuid selleks tuleb need ühendada pingeallika ja ampermeetriga.

Kuuma- ja külmajuhtide tootmine ja omadused
NTC takisti võib reageerida ümbritseva õhu temperatuuri muutustele väga nõrgalt või teatud piirkondades väga tugevalt. Spetsiifiline käitumine sõltub põhimõtteliselt komponentide valmistamisest. Sel viisil kohandavad tootjad oksiidide segamissuhet või metalloksiidide legeerimist soovitud tingimustele. Kuid komponentide omadusi saab mõjutada ka tootmisprotsessi enda abil. Näiteks põletusatmosfääri hapnikusisalduse või elementide individuaalse jahutuskiiruse kaudu.

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

Termistori tüüpilised omadused lühidalt
NTC takisti on saadaval vahemikes üks oom kuni 100 megaoomi. Komponente saab kasutada temperatuurivahemikus -60 kuni +200 kraadi Celsiuse järgi ja nende tolerantsid on 0,1 kuni 20 protsenti. Termistori valimisel tuleb arvesse võtta mitmesuguseid parameetreid. Üks olulisemaid on nimitakistus. See näitab takistuse väärtust antud nimitemperatuuril (tavaliselt 25 kraadi Celsiuse järgi) ja on tähistatud suure tähega R ja temperatuuriga. Näiteks R25 tähistab takistuse väärtust temperatuuril 25 kraadi Celsiuse järgi. Oluline on ka spetsiifiline käitumine erinevatel temperatuuridel. Seda saab täpsustada tabelite, valemite või graafikute abil ning see peab absoluutselt vastama soovitud rakendusele. NTC takistite täiendavad karakteristikud on seotud tolerantside ja teatud temperatuuri- ja pingepiiridega.

NTC takisti erinevad rakendusvaldkonnad
Nii nagu PTC-takisti, sobib ka NTC-takisti temperatuuri mõõtmiseks. Takistuse väärtus muutub sõltuvalt ümbritseva õhu temperatuurist. Tulemuste moonutamise vältimiseks tuleks isekuumenemist võimalikult palju piirata. Isekuumenemist voolu ajal saab aga kasutada sisselülitusvoolu piiramiseks. Kuna NTC-takisti on pärast elektriseadmete sisselülitamist külm, voolab alguses vaid väike vool. Mõne aja pärast termistor kuumeneb, elektriline takistus langeb ja voolab rohkem voolu. Elektriseadmed saavutavad sel viisil oma täieliku jõudluse teatud viivitusega.

NTC takisti juhib madalatel temperatuuridel elektrivoolu halvemini. Kui ümbritseva õhu temperatuur tõuseb, väheneb niinimetatud soojade juhtide takistus märgatavalt. Pooljuhtelementide erilist käitumist saab kasutada peamiselt temperatuuri mõõtmiseks, sisselülitusvoolu piiramiseks või mitmesuguste juhtmete edasilükkamiseks.