I termistori a coefficiente di temperatura negativo (NTC) sono utilizzati come sensori di temperatura ad alta precisione in una varietà di applicazioni automobilistiche, industriali, di elettrodomestici e mediche. Poiché è disponibile un'ampia varietà di termistori NTC, creati con design diversi e realizzati con una varietà di materiali, scegliere il miglioreTermistori NTCper una particolare applicazione può essere impegnativo.
PerchéscegliereNTC?
Esistono tre principali tecnologie di sensori di temperatura, ciascuna con le proprie caratteristiche: sensori a resistenza (RTD) e due tipi di termistori, a coefficiente di temperatura positivo e negativo. I sensori RTD sono utilizzati principalmente per misurare un ampio intervallo di temperature e, poiché utilizzano metallo puro, tendono a essere più costosi dei termistori.
Pertanto, poiché i termistori misurano la temperatura con la stessa o migliore accuratezza, sono solitamente preferiti agli RTDS. Come suggerisce il nome, la resistenza di un termistore a coefficiente di temperatura positivo (PTC) aumenta con la temperatura. Sono comunemente utilizzati come sensori di limite di temperatura nei circuiti di spegnimento o di sicurezza perché la resistenza aumenta al raggiungimento della temperatura di commutazione. D'altra parte, all'aumentare della temperatura, la resistenza del termistore a coefficiente di temperatura negativo (NTC) diminuisce. La relazione tra resistenza e temperatura (RT) è una curva piatta, quindi è molto precisa e stabile per le misurazioni della temperatura.
Criteri di selezione chiave
I termistori NTC sono altamente sensibili e possono misurare la temperatura con elevata precisione (±0,1 °C), rendendoli ideali per un'ampia gamma di applicazioni. Tuttavia, la scelta del tipo da specificare dipende da diversi criteri: intervallo di temperatura, intervallo di resistenza, accuratezza della misura, ambiente, tempo di risposta e requisiti dimensionali.
Gli elementi NTC rivestiti in resina epossidica sono robusti e in genere misurano temperature comprese tra -55 °C e +155 °C, mentre gli elementi NTC con rivestimento in vetro misurano fino a +300 °C. Per applicazioni che richiedono tempi di risposta estremamente rapidi, i componenti con rivestimento in vetro sono una scelta più appropriata. Sono anche più compatti, con diametri fino a 0,8 mm.
È importante che la temperatura del termistore NTC corrisponda a quella del componente che causa la variazione di temperatura. Di conseguenza, non sono disponibili solo nella versione tradizionale con cavi, ma possono anche essere montati in un alloggiamento a vite per il fissaggio al radiatore, per il montaggio superficiale.
Una novità sul mercato sono i termistori NTC completamente privi di piombo (chip e componenti) che soddisfano i requisiti più rigorosi della futura direttiva RoSH2.
ApplicazioneEesempioOpanoramica
I componenti e i sistemi di sensori NTC sono implementati in un'ampia gamma di settori, in particolare nel settore automobilistico. Le applicazioni tipiche includono volanti e sedili riscaldati e sofisticati sistemi di climatizzazione. I termistori sono utilizzati nei sistemi di ricircolo dei gas di scarico (EGR), nei sensori del collettore di aspirazione (AIM) e nei sensori di temperatura e pressione assoluta del collettore (TMAP). Il loro ampio intervallo di temperature di esercizio garantisce un'elevata resistenza agli urti e alle vibrazioni, un'elevata affidabilità e una lunga durata con stabilità a lungo termine. Se i termistori devono essere utilizzati in applicazioni automobilistiche, è obbligatorio rispettare lo standard globale AEC-Q200 sulla resistenza alle sollecitazioni.
Nei veicoli elettrici e ibridi, i sensori NTC vengono utilizzati per la sicurezza della batteria, monitorando gli avvolgimenti degli impulsi elettrici e lo stato di carica. Il sistema di raffreddamento del refrigerante che raffredda la batteria è collegato al sistema di aria condizionata.
Il rilevamento e il controllo della temperatura negli elettrodomestici coprono un ampio intervallo di temperature. Ad esempio, in un'asciugatrice, unsensore di temperaturadetermina la temperatura dell'aria calda che fluisce nel tamburo e la temperatura dell'aria che fuoriesce dal tamburo. Per il raffreddamento e il congelamento, ilsensore NTCMisura la temperatura nella camera di raffreddamento, impedisce il congelamento dell'evaporatore e rileva la temperatura ambiente. Nei piccoli elettrodomestici come ferri da stiro, macchine da caffè e bollitori, i sensori di temperatura vengono utilizzati per motivi di sicurezza ed efficienza energetica. Le unità di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC) occupano un segmento di mercato più ampio.
Il crescente campo medico
Il settore dell'elettronica medica comprende una varietà di dispositivi per l'assistenza ospedaliera, ambulatoriale e persino domiciliare. I termistori NTC sono utilizzati come componenti di rilevamento della temperatura nei dispositivi medici.
Quando un piccolo dispositivo medico mobile viene caricato, la temperatura di esercizio della batteria ricaricabile deve essere costantemente monitorata. Questo perché le reazioni elettrochimiche utilizzate durante il monitoraggio dipendono in larga misura dalla temperatura, quindi un'analisi rapida e accurata è essenziale.
I cerotti per il monitoraggio continuo del glucosio (GCM) possono monitorare i livelli di glicemia nei pazienti diabetici. In questo caso, il sensore NTC viene utilizzato per misurare la temperatura, poiché questo può influenzare i risultati.
Il trattamento a pressione positiva continua delle vie aeree (CPAP) utilizza un dispositivo per aiutare le persone con apnea notturna a respirare più facilmente durante il sonno. Analogamente, per le malattie respiratorie gravi, come il COVID-19, i ventilatori meccanici prendono il controllo della respirazione del paziente, spingendo delicatamente l'aria nei polmoni e rimuovendo l'anidride carbonica. In entrambi i casi, i sensori NTC in vetro sono integrati nell'umidificatore, nel catetere per le vie aeree e nella bocca di aspirazione per misurare la temperatura dell'aria e garantire il comfort dei pazienti.
La recente pandemia ha reso necessaria una maggiore sensibilità e accuratezza per i sensori NTC, con stabilità a lungo termine. Il nuovo tester virale rispetta rigorosi requisiti di controllo della temperatura per garantire una reazione uniforme tra campione e reagente. Lo smartwatch è inoltre integrato con un sistema di monitoraggio della temperatura per segnalare potenziali malattie.
Data di pubblicazione: 25-05-2023