Punti da considerare quando si seleziona un termistore NTC

I termistori a coefficiente di temperatura negativo (NTC) fungono da elementi sensore di temperatura ad alta precisione per varie applicazioni automobilistiche, industriali, di elettrodomestici e mediche. Poiché è disponibile un'ampia gamma di termistori NTC, creati con diversi design e realizzati con vari materiali, selezionare il termistore NTC ottimale per applicazioni specifiche può essere difficile. Questo articolo esplora i tipi di termistori NTC e i relativi criteri prestazionali critici e fornisce consigli sulla selezione del dispositivo appropriato per una determinata applicazione.

Esistono tre principali tecnologie di sensori di temperatura, ciascuna con le proprie caratteristiche: sensori di rilevamento della temperatura a resistenza (RTD) e due tipi di termistori, termistori a coefficiente di temperatura positivo e negativo. I sensori RTD vengono utilizzati principalmente per misurare intervalli di temperatura estesi e, poiché utilizzano metalli puri, tendono ad essere più costosi dei termistori.

Pertanto, poiché i termistori misurano la temperatura con la stessa o migliore precisione, vengono solitamente preferiti agli RTD. Come suggerisce il nome, la resistenza dei termistori a coefficiente di temperatura positivo (PTC) aumenta all'aumentare della temperatura. Sono comunemente utilizzati come sensori di limite di temperatura nei circuiti di arresto o di sicurezza poiché, una volta raggiunta la temperatura di commutazione, la resistenza aumenta. I termistori a coefficiente di temperatura negativo (NTC), invece, diminuiscono la resistenza all'aumentare della temperatura. La relazione resistenza-temperatura (RT) è una curva appiattita, che la rende estremamente precisa e stabile per la misurazione della temperatura.

I termistori NTC sono altamente sensibili e misurano la temperatura con elevata precisione (±0,1°C), rendendoli la tecnologia ideale per misurare la temperatura in un'ampia gamma di applicazioni. Tuttavia, la scelta del tipo da specificare dipende da alcuni criteri: intervallo di temperatura, intervallo di resistenza, precisione di misurazione, ambiente, tempo di risposta e requisiti dimensionali.

I tipi di elementi NTC rivestiti in resina epossidica hanno una struttura robusta e misurano temperature tipicamente comprese tra -55°C e +155°C, mentre gli elementi NTC incapsulati in vetro possono misurare fino a +300°C. Per le applicazioni in cui è richiesto un tempo di risposta estremamente rapido, gli elementi incapsulati in vetro rappresentano la scelta più appropriata. Sono anche più compatti, con diametri fino a 0,8 mm.

È importante far corrispondere la temperatura del termistore NTC a quella del componente che causa la variazione di temperatura. Pertanto non sono disponibili solo nei tipi convenzionali con piombo, ma sono anche incorporati in alloggiamenti a vite per il fissaggio a dissipatori di calore per il montaggio su superficie.

Una novità sul mercato sono i termistori NTC completamente privi di piombo (chip ed elemento), che soddisfano i requisiti più severi dell'imminente direttiva RoSH2.

Il fattore di dissipazione è definito come il rapporto tra la variazione della dissipazione di potenza e la variazione risultante della temperatura corporea del termistore. È espresso in mW/K e serve come misura del carico che fa sì che un termistore in stato stazionario aumenti la propria temperatura corporea di 1 K. Maggiore è il fattore di dissipazione, maggiore è la quantità di calore dissipata dal termistore nell'ambiente circostante.

Poiché la lunghezza e il materiale del cavo, il materiale di incapsulamento, il montaggio e l'assemblaggio contribuiscono a determinare il fattore di dissipazione, si consiglia di testare i prototipi in un ambiente "reale". Questi test determinano la corrente di ingresso massima consentita per garantire un errore di autoriscaldamento trascurabile all'interno del termistore alla massima temperatura di misurazione/controllo. Tuttavia, esiste un delicato equilibrio tra la corrente applicata e la potenza applicata, che deve essere il più basso possibile per massimizzare la sensibilità del sistema.

Gli elementi e i sistemi di sensori NTC vengono implementati in un'ampia gamma di settori, in particolare nel settore automobilistico. Le applicazioni tipiche includono volanti e sedili riscaldati, nonché sofisticati sistemi di climatizzazione. Utilizzati nei sistemi di ricircolo dei gas di scarico (EGR), nei sensori del collettore di aspirazione dell'aria (AIM) e nei sensori di temperatura e pressione assoluta del collettore (TMAP), i termistori coprono un'ampia gamma di temperature di esercizio con elevata resistenza agli urti e alle vibrazioni, elevata affidabilità e lunga durata. stabilità a termine. In questo caso, lo standard globale AEC-Q200 per la resistenza allo stress è obbligatorio se il termistore verrà utilizzato in applicazioni automobilistiche.