What is a thermistor？

¿Qué es un termistor?

Los termistores son sensores resistencias cuyo valor de resistencia cambia con la temperatura. Los diferentes coeficientes de temperatura se dividen en termistor de coeficiente de temperatura positivo (termistor PTC, es decir, termistor de coeficiente de temperatura positivo) y termistor de coeficiente de temperatura negativo (termistor NTC, es decir, termistor de coeficiente de temperatura negativo). El valor de la resistencia de los termistores de coeficiente de temperatura positivo aumenta con el aumento de la temperatura, y el de los termistores de coeficiente de temperatura negativo disminuye con el aumento de la temperatura. Se utilizan ampliamente en la detección de temperatura, compensación de temperatura, protección contra sobrecorriente y otros escenarios.

Símbolos de termistores y fórmulas de aplicación

The resistance-temperature characteristics of a thermistor can be approximated by the following formula: R=R0exp{B(1/T-1/T0)}: R: resistance at temperature T(K), Ro: resistance at temperature T0, (K), B: B value, *T(K)=t(ºC)+273.15. The B value of the thermistor is not constant, and the size of its variation varies depending on the material composition. The size of the change varies depending on the material composition, and the maximum can even be up to 5K/°C. Therefore, when applying Eq. 1 in a large temperature range, there will be a certain error between the measured value and the actual value. In this case, if the value of B in Eq. 1 is calculated as a function of temperature as shown in Eq. 2, the error between the measured value and the actual value can be reduced and considered to be approximately equal.
BT = CT2 + DT + E, la fórmula anterior C, D y E a constantes. Además, la fluctuación del valor B causada por diferentes condiciones de producción hará que la constante E cambie, pero las constantes C y D permanecen invariables. Por lo tanto, al explorar la cantidad de fluctuación en el valor B, sólo es necesario considerar la constante E. Cálculo de las constantes C, D, E. Las constantes C, D, E pueden calcularse a partir de los datos (temperatura, valor de resistencia) de 4 puntos (T0, R0). (T1, R1). (T2,R2) y (T3, R3), calculados mediante las ecuaciones 3 a 6. Primero, encuentre B1, B2, B3 de la Ecuación 3 basado en los valores de resistencia de T0 y T1, T2, T3, y luego sustitúyalos en cada una de las siguientes ecuaciones.
Resistance value calculation example: Try to find the resistance value of a thermistor with a resistance value of 5(kΩ) at 25°C and a B deviation of 50(K) at 10°C to 30°C based on the resistance-temperature characteristic table. Steps (1) From the resistance-temperature characteristics table, find the constants C, D, and E. To=25+273.15T1=10+273.15T2=20+273.15T3=30+273.15 (2) Substitute BT=CT2+DT+E+50 to find BT.(3) Substitute the values for R=5exp {(BT1/T -1/298.15)}, and find R. *T:10+273.15 to 30+273.15.

Cómo funcionan los termistores

Los termistores funcionan basándose en las características de resistencia a la temperatura de los materiales semiconductores:

1. Clasificación y características:

• Coeficiente de temperatura positivo (PTC): La resistencia aumenta con el aumento de la temperatura (se utiliza principalmente para la protección contra sobreintensidades y los fusibles autorrearmables).
• Coeficiente de temperatura negativo (NTC):La resistencia disminuye con el aumento de la temperatura (tipo más común, ampliamente utilizado para la detección de temperatura).

1. Principio de funcionamiento:
   En condiciones normales, los termistores permanecen en un estado estable con una resistencia cercana a los valores de temperatura ambiente. Cuando la temperatura ambiente y la corriente alcanzan la zona crítica (región C), el dispositivo entra en un estado metaestable en el que la disipación de calor se aproxima a la generación de calor, lo que puede desencadenar su activación.
   Principales características operativas:

• A temperatura ambiente constante, el tiempo de respuesta disminuye exponencialmente al aumentar la corriente
• A mayor temperatura ambiente, los tiempos de respuesta son más rápidos y las corrientes de mantenimiento/disparo más bajas.

1. Mecanismo de protección:
   Durante el funcionamiento normal:

• La temperatura del termistor se aproxima a la ambiente
• La baja resistencia presenta una impedancia despreciable para la corriente del circuito
  En caso de avería:
• La sobrecorriente aumenta la potencia disipada
• La temperatura supera el umbral de conmutación (Ts)
• La resistencia aumenta drásticamente (órdenes de magnitud)
• La corriente del circuito se reduce rápidamente a niveles seguros

1. Características avanzadas de la PTC polimérica:

• La temperatura de conmutación (Ts) sintonizable permite un ajuste preciso de la sensibilidad
• Doble función: protección simultánea contra sobretemperatura y sobrecorriente
• Excelente flexibilidad de diseño para soluciones de protección personalizadas

1. Ventajas de rendimiento:

• Respuesta rápida a condiciones anormales (normalmente en milisegundos)
• Restablecimiento automático tras la eliminación del fallo
• Estabilidad y fiabilidad a largo plazo
• Tamaño compacto para aplicaciones con limitaciones de espacio

What is the function of a thermistor？

1. Medición y control de la temperatura
   Sensores de temperatura: Los termistores se utilizan habitualmente en sensores de temperatura para obtener información sobre la temperatura de un entorno u objeto midiendo los cambios en su valor de resistencia. Por ejemplo, en los sistemas de control de temperatura, los termistores detectan los cambios de temperatura y los convierten en señales eléctricas que se transmiten al controlador para regular los equipos de calefacción o refrigeración.
   Medición de alta precisión:El termistor NTC tiene un alto coeficiente de temperatura y una respuesta sensible al cambio de temperatura, se puede utilizar para la medición de temperatura de alta precisión, como termómetro digital, compensación de termopar.
2. Protección contra sobrecalentamiento
   Termistor PTC: Cuando la temperatura supera el umbral establecido, el valor de la resistencia del termistor PTC aumenta bruscamente, limitando así la corriente o cortando la alimentación para evitar daños en el equipo por sobrecalentamiento. Por ejemplo, se utiliza para la protección de motores en herramientas eléctricas, ventiladores eléctricos y otros equipos.
   Termistores NTC:En los circuitos de baterías o fuentes de alimentación, los termistores NTC pueden utilizarse para controlar la temperatura y activar el mecanismo de protección contra el sobrecalentamiento.
3. Limitación de corriente y supresión de sobretensiones
   Termistor NTC: Cuando se pone en marcha la fuente de alimentación, el valor frío y de alta resistencia del termistor NTC suprime la corriente de arranque y protege el circuito de las descargas. A medida que aumenta la temperatura, el valor de la resistencia disminuye y la corriente se estabiliza gradualmente.
   Termistor PTC:En la protección contra sobrecorriente, el valor de la resistencia del termistor PTC aumenta con el incremento de corriente, limitando así la corriente y actuando como un fusible de autorrecuperación.
4. Compensación de temperatura
   Estabilidad del circuito: Los termistores pueden utilizarse para compensar el efecto de los cambios de temperatura en el rendimiento de los circuitos. Por ejemplo, en transistores, osciladores o baterías, la variación de temperatura se contrarresta con cambios en la resistencia del termistor, lo que mejora la precisión y fiabilidad del circuito.
   Instrumentos de precisión:En equipos que requieren un funcionamiento estable, los termistores ayudan a mantener una temperatura de funcionamiento constante.
5. Otras aplicaciones
   Calentamiento a temperatura constante: Los termistores PTC pueden utilizarse como elementos calefactores, como calentadores de aire, soldadores, etc., con ambas funciones de control de temperatura.
   Filtrado y supresión de ruido:En algunos circuitos de alta frecuencia, los termistores pueden utilizarse para suprimir el ruido y las señales de sobreimpulso.

¿Los termistores tienen polaridad?

Los termistores no tienen polaridad.La principal característica de los termistores es que cambian el valor de su resistencia cuando varía la temperatura externa, y esta característica hace que los termistores sean muy importantes en diversas aplicaciones. En concreto, los termistores se clasifican en dos tipos: de coeficiente de temperatura positivo (PTC) y de coeficiente de temperatura negativo (NTC):
NTC thermistors: Their resistance value decreases significantly with increasing temperature, with a typical rate of change of 3% to 7% per degree Celsius. For example, an NTC sensor with a resistance value of 10kΩ at room temperature (25°C) may drop to 3kΩ~5kΩ when the temperature rises to 50°C.
Termistor PTC:Su valor de resistencia aumenta con la temperatura.Esta característica hace que los termistores PTC sean muy útiles en aplicaciones como protección contra sobrecorriente, compensación de temperatura, etc.

Precauciones de uso de los termistores

Al utilizar termistores, deben tenerse en cuenta los siguientes puntos:
Conexión de circuitos: Los termistores deben conectarse a circuitos externos, como una fuente de alimentación y un amplificador de señal. Al realizar la conexión, es necesario comprobar el esquema del circuito cuidadosamente para asegurarse de que la polaridad de la fuente de alimentación es correcta y los cables de señal están conectados correctamente para evitar daños causados por descargas de sobrecorriente.
Rango de temperatura:Los termistores tienen su propio rango de temperatura específico, y diferentes modelos tienen diferentes rangos de temperatura.Al utilizar el termistor, debe comprobar su rango de temperatura para asegurarse de que se utiliza en las condiciones de temperatura adecuadas, para evitar daños o mediciones inexactas causadas por exceder el rango aplicable.
Presión mecánica: Los termistores son sensibles a la presión mecánica, por lo que deben manipularse con cuidado durante su instalación o uso para evitar una presión mecánica excesiva o impactos, a fin de no afectar a la precisión y estabilidad de la medición.
Impacto medioambiental: Los termistores deben evitar el entorno de cambios rápidos de temperatura para prevenir el proceso de envejecimiento. Al mismo tiempo, debe prestarse atención a la impermeabilidad, resistencia a la humedad, resistencia al frío y otras propiedades, para garantizar resultados de medición estables y precisos...".
Measurement conditions: Measurement should ensure that the ambient temperature is close to 25℃ to ensure the credibility of the test. Measurement power shall not exceed the specified value to avoid the error caused by the current thermal effect
Inducción electromagnética:El valor de resistencia del termistor es grande y susceptible a la inducción electromagnética.Para reducir el impacto de la inducción electromagnética, se puede utilizar un cable apantallado o dos cables trenzados en uno.
Calibración periódica:Calibre el termistor con regularidad para garantizar la precisión de la medición.Evite daños mecánicos, como flexiones o impactos excesivos.

Ámbitos de aplicación

Los termistores se utilizan ampliamente en diversos campos debido a sus características únicas de sensibilidad a la temperatura:
Medición y control de la temperatura: Se utiliza para medir y controlar la temperatura en electrodomésticos, automoción, equipos médicos, automatización industrial y otros campos. Por ejemplo, temperatura del motor del automóvil, temperatura del sistema de aire acondicionado, temperatura del calentador de agua, etc.
Monitorización medioambiental: para monitorización de temperatura en interiores, sistemas de control climático, monitorización de temperatura en invernaderos, etc.
Protección de equipos electrónicos: se utiliza en equipos electrónicos para la protección contra el sobrecalentamiento, cuando la temperatura del equipo supera el umbral establecido, el valor de la resistencia del termistor cambiará, activando así el mecanismo de protección para evitar que el equipo se sobrecaliente y se dañe.
Campo médico: se utiliza en termómetros, tensiómetros, equipos de infusión y otros equipos médicos para medir y controlar la temperatura.
Automatización industrial: para control de temperatura de hornos, medición de líquidos, sistemas de refrigeración, etc.
Gestión de la energía: se utiliza en sistemas de gestión de la energía como calentadores de agua solares, sistemas de energía solar, etc. para supervisar y controlar la generación y el uso de la energía.