Immagina che il tuo strumento di precisione fallisca a causa di minime discrepanze nel controllo della temperatura, o che il tuo sistema di casa intelligente funzioni male a causa di lievi imprecisioni nei sensori di temperatura. Questi problemi spesso derivano da un componente trascurato: la selezione impropria dei termistori NTC. Quindi, come puoi scegliere il termistore NTC giusto per migliorare le prestazioni del tuo prodotto?

I termistori NTC (Coefficiente di Temperatura Negativo) sono componenti di precisione realizzati con ossidi metallici sinterizzati. La loro caratteristica più notevole è che la resistenza diminuisce significativamente anche con lievi aumenti di temperatura. Questa proprietà li rende preziosi per la misurazione, la compensazione e il controllo della temperatura. In parole povere, applicando una corrente continua (CC) precisa al termistore e misurando la caduta di tensione risultante, è possibile calcolare con precisione la resistenza e successivamente determinare la temperatura.

Quando si seleziona un sensore di temperatura, il primo passo è determinare l'intervallo di temperatura dell'applicazione. I termistori NTC eccellono in questo senso, operando in modo affidabile in un ampio intervallo da -50°C a 250°C, rendendoli adatti a diversi settori e applicazioni.

• Approfondimento: Diverse applicazioni hanno requisiti di temperatura molto diversi. Ad esempio, l'elettronica automobilistica può richiedere termistori in grado di resistere al calore del vano motore e al freddo estremo, mentre i dispositivi medici potrebbero aver bisogno di misurazioni precise entro intervalli ristretti vicini alla temperatura corporea umana. Considera sempre le condizioni operative estreme e includi un margine di sicurezza per garantire l'affidabilità.

Tra i sensori di temperatura, i termistori NTC offrono la massima precisione di misurazione tra -50°C e 150°C, con le varianti incapsulate in vetro che mantengono la precisione fino a 250°C. La precisione varia tipicamente da 0,05°C a 1,00°C.

• Approfondimento: La precisione è fondamentale per applicazioni di alta precisione come apparecchiature mediche e strumenti scientifici. Tuttavia, una maggiore precisione spesso comporta un costo più elevato, quindi bilancia le esigenze di prestazioni con i vincoli di budget.

Per applicazioni di lunga durata, la stabilità è fondamentale. I sensori di temperatura subiscono derive nel tempo, influenzate dai materiali, dalla costruzione e dall'imballaggio. I termistori NTC rivestiti in resina epossidica derivano di circa 0,2°C all'anno, mentre le versioni sigillate ermeticamente derivano solo di 0,02°C.

• Approfondimento: La calibrazione regolare può mitigare gli effetti della deriva. Scegli termistori con materiali superiori e imballaggi robusti per applicazioni critiche.

La selezione dell'imballaggio dipende dalle condizioni ambientali. I termistori NTC possono essere confezionati su misura: rivestiti in resina epossidica per la resistenza all'umidità o incapsulati in vetro per ambienti ad alta temperatura e corrosivi, per soddisfare esigenze specifiche.

• Approfondimento: L'imballaggio specializzato può migliorare le prestazioni, come i materiali termicamente conduttivi per una risposta più rapida o i design schermati per l'immunità al rumore.

I termistori NTC mostrano un'eccellente resistenza al rumore elettrico e alla resistenza dei conduttori, garantendo segnali puliti e stabili anche in ambienti elettricamente rumorosi.

• Approfondimento: Una bassa resistenza dei conduttori riduce al minimo gli errori di misurazione, mentre la resistenza intrinseca al rumore mantiene la precisione in sistemi elettronici complessi.

• Caratteristiche corrente-tempo
• Caratteristiche tensione-corrente
• Caratteristiche resistenza-temperatura

La selezione dipende spesso dalle dimensioni, dalla risposta termica, dalla risposta temporale e da altre proprietà fisiche. Anche con dati limitati, un'attenta analisi dell'applicazione prevista può restringere efficacemente le scelte.

I produttori forniscono tabelle o matrici dei rapporti di resistenza per i loro prodotti termistori NTC, insieme ai coefficienti α e β per la conversione delle tolleranze di resistenza in precisione della temperatura e il calcolo dei coefficienti di temperatura.

Determina se la tua applicazione richiede la corrispondenza della curva o la corrispondenza del punto per calcolare la resistenza nominale necessaria a una data temperatura. Il riferimento standard è 25°C, ma è possibile specificare temperature personalizzate.

Le tolleranze standard variano da ±1% a ±20% per termistori a disco o chip. Scegli la tolleranza accettabile più ampia per ridurre i costi ove possibile.

• Tipi a Disco e Chip: Disponibili con/senza rivestimenti e conduttori in rame nudo/stagnato. L'ampio intervallo di resistenza si adatta a diverse applicazioni.
• Tipi Epossidici: Immersi in resina epossidica con conduttori in Teflon/PVC. Compatti e facili da installare, supportano la corrispondenza punto o curva.
• Incapsulati in Vetro: Ideali per ambienti estremi che richiedono un'elevata stabilità. Le configurazioni includono conduttori radiali o assiali.
• Gruppi Sonda: Caratterizzati da vari alloggiamenti su misura per le esigenze applicative.
• Tipi a Montaggio Superficiale: Le opzioni includono design sfusi, nastro/bobina, a doppia faccia o avvolgenti con terminazioni in palladio-argento. Gli strati barriera in nichel garantiscono prestazioni precise del circuito.

Il coefficiente di temperatura della resistenza misura come la resistenza a potenza zero cambia con la temperatura rispetto alla resistenza del termistore a una temperatura specifica T.

Questa costante del materiale confronta la resistenza di un termistore a una temperatura con un'altra. Le temperature di riferimento di 298,15°K e 348,15°K sono comunemente utilizzate nei calcoli.

L'equazione di Steinhart & Hart o le configurazioni a ponte di Wheatstone possono ulteriormente perfezionare le relazioni temperatura-resistenza per applicazioni precise.