NTC温度センサーとは何ですか?

NTC温度センサーとは何ですか?

NTC 温度センサーの機能と用途を理解するには、まず NTC サーミスターとは何かを知る必要があります。
NTC温度センサーの仕組みを簡単に説明
熱導体または温導体は、負の温度係数を持つ電子抵抗器 (略して NTC) です。電流がコンポーネントを流れると、温度が上昇するにつれて抵抗が減少します。一方、周囲温度が低下すると (浸漬スリーブ内など)、コンポーネントは反応して抵抗が増加します。この特殊な動作のため、専門家は NTC 抵抗器を NTC サーミスタとも呼びます。

電子が移動すると電気抵抗が減少する
NTC 抵抗器は半導体材料で構成されており、その導電率は一般に導電体と不導電体の中間になります。コンポーネントが加熱されると、電子が格子原子から遊離します。それらは構造内の所定の場所を離れ、電気をより効率的に輸送します。結果: 温度が上昇すると、サーミスタの電気伝導性が大幅に向上し、電気抵抗が減少します。これらのコンポーネントは、とりわけ温度センサーとして使用されますが、そのためには電圧源と電流計に接続する必要があります。

高温導体と低温導体の製造と特性
NTC 抵抗器は、周囲温度の変化に対して非常に弱く反応することも、特定の領域では非常に強く反応することもあります。特定の動作は基本的にコンポーネントの製造元によって異なります。このようにして、製造者は酸化物の混合比や金属酸化物のドーピングを所望の条件に適合させます。ただし、コンポーネントの特性は製造プロセス自体の影響を受ける可能性もあります。たとえば、焼成雰囲気中の酸素含有量や要素の個々の冷却速度によって異なります。

NTC抵抗器のさまざまな材料
サーミスタがその特性的な動作を確実に示すために、純粋な半導体材料、化合物半導体、または金属合金が使用されます。後者は通常、マンガン、ニッケル、コバルト、鉄、銅、チタンの金属酸化物（金属と酸素の化合物）から構成されます。材料は結合剤と混合され、プレスされ、焼結されます。製造業者は、所望の特性を備えたワークピースが作成される程度まで高圧下で原材料を加熱します。

サーミスタの代表的な特性が一目でわかる
NTC 抵抗は 1 オームから 100 メガオームの範囲で使用できます。このコンポーネントは摂氏マイナス 60 度からプラス 200 度まで使用でき、許容誤差は 0.1 ～ 20% です。サーミスタを選択する場合は、さまざまなパラメータを考慮する必要があります。最も重要なものの 1 つは公称抵抗です。これは、特定の公称温度 (通常は摂氏 25 度) における抵抗値を示し、大文字の R と温度でマークされています。たとえば、摂氏 25 度での抵抗値の場合は R25 です。異なる温度での特定の挙動も関係します。これは表、式、またはグラフィックで指定でき、目的のアプリケーションに完全に一致する必要があります。 NTC 抵抗器のさらなる特性値は、許容誤差および特定の温度および電圧制限に関係します。

NTC 抵抗器のさまざまな応用分野
PTC 抵抗器と同様に、NTC 抵抗器も温度測定に適しています。周囲温度により抵抗値が変化します。結果が改ざんされないようにするには、自己発熱を可能な限り制限する必要があります。ただし、電流が流れている間の自己発熱を利用して突入電流を制限できます。電気機器のスイッチを入れた後は NTC 抵抗が冷えているため、最初はほんの少しの電流しか流れません。しばらく動作すると、サーミスタが加熱し、電気抵抗が低下し、より多くの電流が流れます。このようにして、電気機器は一定の時間遅れを伴いながら最大限の性能を発揮します。

NTC 抵抗器は、低温では電流の伝導が悪くなります。周囲温度が上昇すると、いわゆる温かい導体の抵抗が著しく減少します。半導体素子の特殊な動作は、主に温度測定、突入電流の制限、またはさまざまな制御の遅延に使用できます。