היסטוריה והקדמה של התרמיסטור
תרמיסטור NTC הוא ראשי תיבות של תרמיסטור בעל מקדם טמפרטורה שלילי.תרמיסטור =תֶרםרזולוציה רגישה לבריתאיסטור, הוא התגלה בשנת 1833 על ידי מייקל פאראדיי, שחקר מוליכים למחצה של כסף גופרתי, הוא שם לב שהתנגדות הכסף גופרתי יורדת ככל שהטמפרטורה עלתה, ולאחר מכן, לאחר שסמואל ראובן מסחרי בשנות ה-30, מדענים גילו שגם לתחמוצת נחושת ולתחמוצת נחושת יש מקדם טמפרטורה שלילי וביצועים שליליים, והם יושמו בהצלחה במעגל פיצוי טמפרטורה של מכשירי תעופה. לאחר מכן, הודות לפיתוח המתמשך של טכנולוגיית הטרנזיסטורים, חלה התקדמות רבה במחקר התרמיסטורים, ובשנת 1960 פותחו תרמיסטורים NTC, שהם שייכים לסוג גדול שלרכיבים פסיביים.
תרמיסטור NTC הוא סוג שלאלמנט תרמי מוליך למחצה קרמי עדיןאשר מסונטר על ידי מספר תחמוצות של מתכות מעבר, בעיקר של Mn(מנגן), Ni(ניקל), Co(קובלט) כחומרי גלם, Mn3-xMxO4 (M=Ni, Cu, Fe, Co וכו') הוא חומר בעל מקדם טמפרטורה שלילי (NTC) משמעותי, כלומר, ההתנגדות יורדת.באופן אקספוננציאליעם עליית הטמפרטורה. באופן ספציפי, ההתנגדות וקבוע החומר משתנים בהתאם ליחס של הרכב החומר, אווירת הסינטור, טמפרטורת הסינטור ומצב המבנה.
מכיוון שערך ההתנגדות שלו משתנהבְּדִיוּקובאופן צפויבתגובה לשינויים קטנים בטמפרטורת הגוף (מידת השינוי בהתנגדות תלויה בגורמים שונים)ניסוחי פרמטרים), בנוסף לכך שהוא קומפקטי, יציב ורגיש מאוד, הוא נמצא בשימוש נרחב במכשירי חישת טמפרטורה עבור בתים חכמים, גלאים רפואיים, כמו גם במכשירי בקרת טמפרטורה עבור מכשירי חשמל ביתיים, סמארטפונים וכו', ובשנים האחרונות הוא נמצא בשימוש בכמויות גדולות ברכבים ובתחומי אנרגיה חדשים.
1. הגדרות בסיסיות ועקרונות עבודה
מהו תרמיסטור NTC?
■ הַגדָרָה:תרמיסטור בעל מקדם טמפרטורה שלילי (NTC) הוא רכיב קרמי מוליך למחצה שההתנגדות שלו יורדתבאופן אקספוננציאליככל שהטמפרטורה עולה. הוא נמצא בשימוש נרחב למדידת טמפרטורה, פיצוי טמפרטורה ודיכוי זרם כניסה.
■ עקרון עבודה:עשויים מתחמוצות של מתכות מעבר (למשל, מנגן, קובלט, ניקל), שינויים בטמפרטורה משנים את ריכוז הנשא בתוך החומר, וכתוצאה מכך שינוי בהתנגדות.
השוואה בין סוגי חיישני טמפרטורה
| סוּג | עִקָרוֹן | יתרונות | חסרונות |
|---|---|---|---|
| NTC | ההתנגדות משתנה עם הטמפרטורה | רגישות גבוהה, עלות נמוכה | פלט לא ליניארי |
| מחקר ופיתוח | התנגדות המתכת משתנה עם הטמפרטורה | דיוק גבוה, ליניאריות טובה | עלות גבוהה, תגובה איטית |
| תרמוקפל | אפקט תרמואלקטרי (מתח שנוצר מהפרש טמפרטורה) | טווח טמפרטורות רחב (-200°C עד 1800°C) | דורש פיצוי צומת קר, אות חלש |
| חיישן טמפרטורה דיגיטלי | ממיר טמפרטורה לפלט דיגיטלי | שילוב קל עם מיקרו-בקרים, דיוק גבוה | טווח טמפרטורות מוגבל, עלות גבוהה יותר מאשר NTC |
| LPTC (PTC ליניארי) | ההתנגדות עולה ליניארית עם הטמפרטורה | פלט ליניארי פשוט, טוב להגנה מפני טמפרטורה גבוהה מדי | רגישות מוגבלת, היקף יישום צר יותר |
2. פרמטרים וטרמינולוגיה של ביצועים מרכזיים
פרמטרים מרכזיים
■ התנגדות נומינלית (R25):
התנגדות הספק אפס ב-25 מעלות צלזיוס, בדרך כלל נעה בין 1 קילו-אוהם ל-100 קילו-אוהם.XIXITRONICSניתן להתאים אישית כדי לעמוד ב-0.5 ~ 5000kΩ
■ערך B (אינדקס תרמי):
הגדרה: B = (T1·T2)/(T2-T1) · ln(R1/R2), המציין את רגישות ההתנגדות לשינויי טמפרטורה (יחידה: K).
טווח ערכי B נפוץ: 3000K עד 4600K (לדוגמה, B25/85=3950K)
ניתן להתאים אישית את XIXITRONICS כדי לעמוד בדרישות של 2500~5000K
■ דיוק (סובלנות):
סטיית ערך ההתנגדות (למשל, ±1%, ±3%) ודיוק מדידת טמפרטורה (למשל, ±0.5°C).
ניתן להתאים אישית את XIXITRONICS כך שיעמוד בטמפרטורות של ±0.2℃ בטווח של 0℃ עד 70℃, הדיוק הגבוה ביותר יכול להגיע ל-0.05℃.
■גורם פיזור (δ):
הפרמטר המציין אפקטים של חימום עצמי, נמדד ב-mW/°C (ערכים נמוכים יותר פירושם פחות חימום עצמי).
■קבוע זמן (τ):
הזמן הנדרש לתרמיסטור להגיב ל-63.2% משינוי הטמפרטורה (למשל, 5 שניות במים, 20 שניות באוויר).
מונחים טכניים
■ משוואת שטיינהרט-הארט:
מודל מתמטי המתאר את יחסי ההתנגדות-טמפרטורה של תרמיסטורים NTC:
(T: טמפרטורה מוחלטת, R: התנגדות, A/B/C: קבועים)
■ α (מקדם טמפרטורה):
קצב שינוי ההתנגדות ליחידת שינוי טמפרטורה:
■ טבלת RT (טבלת התנגדות-טמפרטורה):
טבלת ייחוס המציגה ערכי התנגדות סטנדרטיים בטמפרטורות שונות, המשמשת לכיול או לתכנון מעגלים.
3. יישומים אופייניים של תרמיסטורים NTC
שדות יישום
1. מדידת טמפרטורה:
o מכשירי חשמל ביתיים (מזגנים, מקררים), ציוד תעשייתי, רכב (ניטור טמפרטורת סוללות/מנוע).
2. פיצוי טמפרטורה:
oפיצוי על סחף טמפרטורה ברכיבים אלקטרוניים אחרים (למשל, מתנדי גביש, נוריות LED).
3. דיכוי זרם כניסה:
אוניצול ההתנגדות הגבוהה לקור כדי להגביל את זרם ההתנעה במהלך אתחול החשמל.
דוגמאות לתכנון מעגלים
• מעגל מחלק מתח:
(הטמפרטורה מחושבת על ידי קריאת המתח דרך ADC.)
• שיטות ליניאריזציה:
הוספת נגדים קבועים בטור/מקביל כדי לייעל את הפלט הלא ליניארי של NTC (כולל דיאגרמות מעגל ייחוס).
4. משאבים וכלים טכניים
משאבים בחינם
•גיליונות נתונים:כלול פרמטרים מפורטים, מידות ותנאי בדיקה.
•תבנית טבלת RT באקסל (PDF): מאפשר ללקוחות לחפש במהירות ערכי עמידות לטמפרטורה.
oשיקולי תכנון עבור NTC בהגנה על טמפרטורה בסוללות ליתיום
oשיפור דיוק מדידת טמפרטורת NTC באמצעות כיול תוכנה
כלים מקוונים
• מחשבון ערך B:הזינו את T1/R1 ואת T2/R2 כדי לחשב את ערך B.
•כלי המרת טמפרטורה: התנגדות קלט כדי לקבל את הטמפרטורה המתאימה (תומך במשוואת שטיינהרט-הארט).
5. טיפים לתכנון (למהנדסים)
• הימנעו משגיאות חימום עצמי:ודא שזרם ההפעלה נמוך מהמקסימום שצוין בגיליון הנתונים (למשל, 10μA).
• הגנת הסביבה:עבור סביבות לחות או קורוזיביות, השתמשו ב-NTCs עטופים בזכוכית או מצופים אפוקסי.
• המלצות כיול:שפר את דיוק המערכת על ידי ביצוע כיול דו-נקודתי (למשל, 0°C ו-100°C).
6.שאלות נפוצות (FAQ)
1. ש: מה ההבדל בין תרמיסטורים NTC ו-PTC?
o א: תרמיסטורים מסוג PTC (מקדם טמפרטורה חיובי) מגבירים את ההתנגדות עם הטמפרטורה ומשמשים בדרך כלל להגנה מפני זרם יתר, בעוד תרמיסטורים מסוג NTC משמשים למדידת טמפרטורה ופיצוי.
2. ש: כיצד לבחור את ערך B הנכון?
o א: ערכי B גבוהים (למשל, B25/85=4700K) מציעים רגישות גבוהה יותר ומתאימים לטווחי טמפרטורות צרים, בעוד שערכי B נמוכים (למשל, B25/50=3435K) טובים יותר לטווחי טמפרטורות רחבים.
3. ש: האם אורך החוט משפיע על דיוק המדידה?
oא: כן, חוטים ארוכים יוצרים התנגדות נוספת, שניתן לפצות עליה באמצעות שיטת חיבור של 3 או 4 חוטים.
המחירים שלנו תחרותיים יותר בהשוואה לאלה באירופה, אמריקה, יפן ודרום קוריאה, הם ברמה בינונית בסין.
מנקודת מבט של עלות-תועלת, התרמיסטורים וחיישני הטמפרטורה המיוצרים על ידי חברתנו הם הבחירה הטובה ביותר עבורכם.
עבור פרמטרים רגילים של תרמיסטורים או שבבים, בדרך כלל יש לנו מלאי ויכולים לספק אותם תוך 3 ימים.
שבבים מיוחדים עם פרמטרים מותאמים אישית דורשים מחזור פיתוח וייצור של 21 ימים.
עבור חיישנים רגילים, סבב הייצור הראשון דורש 100 עד 1000 יחידות ולוקח 7-15 ימים. סבב הייצור השני של 10,000 יחידות אורך 7 ימים.
חיישנים מיוחדים או מותאמים אישית ישתנו בהתאם למחזור הרכש של חומרי הגלם.
באופן כללי, אנו מקבלים העברות בנקאיות. עבור סכומים קטנים יותר, אנו מקבלים גם Western Union או PayPal.
ברוב המקרים, אנו מבצעים תשלום מראש של 100%. עבור לקוחות ארוכי טווח שיתופיים והזמנות חוזרות, נוכל לנהל משא ומתן על קבלת 30 ימים נטו.
כן, אנו יכולים לספק את רוב המסמכים, כולל תעודות ניתוח/התאמה; ביטוח; מקור ומסמכי יצוא אחרים במידת הצורך.