What is a thermistor？

O que é um termistor?

Os termistores são sensores resistores cujo valor de resistência muda com a temperatura. Os diferentes coeficientes de temperatura são divididos em termistor de coeficiente de temperatura positivo (PTC thermistor, ou seja, termistor de coeficiente de temperatura positivo) e termistor de coeficiente de temperatura negativo (NTC thermistor, ou seja, termistor de coeficiente de temperatura negativo). O valor da resistência dos termistores de coeficiente de temperatura positivo aumenta com o aumento da temperatura e o valor da resistência dos termistores de coeficiente de temperatura negativo diminui com o aumento da temperatura, e eles pertencem a dispositivos semicondutores. Eles são amplamente usados na detecção de temperatura, compensação de temperatura, proteção contra sobrecorrente e outros cenários.

Símbolos de termistores e fórmulas de aplicação

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, a fórmula acima C, D e E são constantes. Além disso, a flutuação do valor B causada por diferentes condições de produção fará com que a constante E mude, mas as constantes C e D permanecem inalteradas. Portanto, ao explorar a quantidade de flutuação no valor B, somente a constante E precisa ser considerada. Cálculo das constantes C, D, E. As constantes C, D, E podem ser calculadas a partir dos dados (temperatura, valor da resistência) de 4 pontos (T0, R0). (T1, R1), (T2, R2) e (T3, R3), calculados pelas equações 3 a 6. Primeiro, encontre B1, B2, B3 da Eq. 3 com base nos valores de resistência de T0 e T1, T2, T3 e, em seguida, substitua-os em cada uma das equações a seguir.
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.

Como os termistores funcionam

Os termistores operam com base nas características de resistência à temperatura dos materiais semicondutores:

1. Classificação e características:

• Coeficiente positivo de temperatura (PTC): A resistência aumenta com o aumento da temperatura (usado principalmente para proteção contra sobrecorrente e fusíveis com rearme automático)
• Coeficiente de temperatura negativo (NTC):A resistência diminui com o aumento da temperatura (tipo mais comum, amplamente usado para detecção de temperatura)

1. Princípio operacional:
   Em condições normais, os termistores permanecem em um estado estável com resistência próxima aos valores de temperatura ambiente. Quando a temperatura ambiente e a corrente atingem a zona crítica (Região C), o dispositivo entra em um estado metaestável em que a dissipação de calor se aproxima da geração de calor, o que pode desencadear a ativação.
   Principais recursos operacionais:

• Em temperatura ambiente constante, o tempo de resposta diminui exponencialmente com o aumento da corrente
• Temperaturas ambientes mais altas resultam em tempos de resposta mais rápidos e correntes de retenção/acionamento mais baixas

1. Mecanismo de proteção:
   Durante a operação normal:

• A temperatura do termistor se aproxima da temperatura ambiente
• A baixa resistência apresenta impedância insignificante para a corrente do circuito
  Durante condições de falha:
• A sobrecorrente causa aumento da dissipação de energia
• A temperatura sobe além do limite de comutação (Ts)
• A resistência aumenta drasticamente (ordens de magnitude)
• A corrente do circuito é rapidamente reduzida a níveis seguros

1. Recursos avançados do Polymer PTC:

• A temperatura de comutação ajustável (Ts) permite o ajuste preciso da sensibilidade
• Operação de dupla função: proteção simultânea contra sobretemperatura e sobrecorrente
• Excelente flexibilidade de design para soluções de proteção personalizadas

1. Vantagens de desempenho:

• Resposta rápida a condições anormais (normalmente milissegundos)
• Reinicialização automática após a eliminação da falha
• Estabilidade e confiabilidade de longo prazo
• Tamanho compacto para aplicações com restrições de espaço

What is the function of a thermistor？

1. Medição e controle de temperatura
   Sensores de temperatura: Os termistores são comumente usados em sensores de temperatura para obter informações sobre a temperatura de um ambiente ou objeto medindo as alterações em seu valor de resistência. Por exemplo, em sistemas de controle de temperatura, os termistores detectam mudanças de temperatura e as convertem em sinais elétricos que são transmitidos ao controlador para regular o equipamento de aquecimento ou resfriamento.
   Medição de alta precisão:O termistor NTC tem um alto coeficiente de temperatura e uma resposta sensível à mudança de temperatura, podendo ser usado para medição de temperatura de alta precisão, como termômetro digital e compensação de termopar.
2. Proteção contra superaquecimento
   Termistor PTC: Quando a temperatura excede o limite definido, o valor da resistência do termistor PTC aumenta drasticamente, limitando assim a corrente ou cortando a fonte de alimentação para evitar danos ao equipamento devido ao superaquecimento. Por exemplo, ele é usado para proteção do motor em ferramentas elétricas, ventiladores elétricos e outros equipamentos.
   Termistores NTC:Em circuitos de bateria ou de fonte de alimentação, os termistores NTC podem ser usados para monitorar a temperatura e acionar o mecanismo de proteção contra superaquecimento.
3. Limitação de corrente e supressão de surtos
   Termistor NTC: Quando a fonte de alimentação é inicializada, o valor frio e de alta resistência do termistor NTC suprime a corrente de irrupção e protege o circuito contra choques. À medida que a temperatura aumenta, o valor da resistência diminui e a corrente se estabiliza gradualmente.
   Termistor PTC:Na proteção contra sobrecorrente, o valor da resistência do termistor PTC aumenta com o aumento da corrente, limitando assim a corrente e atuando como um fusível de autorrecuperação.
4. Compensação de temperatura
   Estabilidade do circuito: Os termistores podem ser usados para compensar o efeito das mudanças de temperatura no desempenho do circuito. Por exemplo, em transistores, osciladores ou baterias, o desvio de temperatura é neutralizado por alterações na resistência do termistor, melhorando a precisão e a confiabilidade do circuito.
   Instrumentos de precisão:Em equipamentos que exigem operação estável, os termistores ajudam a manter uma temperatura operacional constante.
5. Outros aplicativos
   Aquecimento de temperatura constante: Os termistores PTC podem ser usados como elementos de aquecimento, como aquecedores de ar, ferros de solda, etc., com ambas as funções de controle de temperatura.
   Filtragem e supressão de ruído:Em alguns circuitos de alta frequência, os termistores podem ser usados para suprimir ruídos e sinais de ultrapassagem.

Os termistores têm polaridade?

Os termistores não têm polaridade.A principal característica dos termistores é que eles mudam seu valor de resistência à medida que a temperatura externa muda, e essa característica torna os termistores muito importantes em várias aplicações. Especificamente, os termistores são categorizados em dois tipos: coeficiente de temperatura positivo (PTC) e 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:Seu valor de resistência aumenta com a temperatura.Essa característica torna os termistores PTC muito úteis em aplicações como proteção contra sobrecorrente, compensação de temperatura etc.

Precauções ao usar termistores

Os seguintes pontos devem ser observados ao usar termistores:
Conexão do circuito: Os termistores precisam ser conectados a circuitos externos, como uma fonte de alimentação e um amplificador de sinal. Ao fazer a conexão, é necessário verificar cuidadosamente o diagrama do circuito para garantir que a polaridade da fonte de alimentação esteja correta e que os fios de sinal estejam conectados corretamente para evitar danos causados por choque de sobrecorrente.
Faixa de temperatura:Os termistores têm sua própria faixa de temperatura específica, e modelos diferentes têm faixas de temperatura diferentes.Ao usar o termistor, você deve verificar sua faixa de temperatura para garantir que ele seja usado nas condições de temperatura adequadas, para evitar danos ou medições imprecisas causadas por exceder a faixa aplicável.
Pressão mecânica: os termistores são sensíveis à pressão mecânica, portanto, devem ser manuseados com cuidado durante a instalação ou o uso para evitar pressão mecânica excessiva ou impacto, de modo a não afetar a precisão e a estabilidade da medição.
Impacto ambiental: Os termistores devem evitar o ambiente de mudanças rápidas de temperatura para evitar o processo de envelhecimento. Ao mesmo tempo, deve-se prestar atenção à impermeabilidade, à resistência à umidade, à resistência ao frio e a outras propriedades, para garantir resultados de medição estáveis e 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
Indução eletromagnética:O valor da resistência do termistor é grande e suscetível à indução eletromagnética.Um fio blindado ou dois cabos podem ser torcidos em um para reduzir o impacto da indução eletromagnética.
Calibração regular:Calibre o termistor regularmente para garantir a precisão da medição.Evite danos mecânicos, como flexão excessiva ou impacto.

Áreas de aplicação

Os termistores são amplamente utilizados em vários campos devido às suas características exclusivas de sensibilidade à temperatura:
Medição e controle de temperatura: Usado para medição e controle de temperatura em eletrodomésticos, automóveis, equipamentos médicos, automação industrial e outros campos. Por exemplo, temperatura do motor do automóvel, temperatura do sistema de ar condicionado, temperatura do aquecedor de água, etc.
Monitoramento ambiental: para monitoramento da temperatura interna, sistemas de controle climático, monitoramento da temperatura de estufas, etc.
Proteção de equipamentos eletrônicos: usado em equipamentos eletrônicos para proteção contra superaquecimento, quando a temperatura do equipamento ultrapassa o limite definido, o valor da resistência do termistor muda, acionando o mecanismo de proteção para evitar o superaquecimento e os danos ao equipamento.
Área médica: usado em termômetros, monitores de pressão arterial, equipamentos de infusão e outros equipamentos médicos para medir e monitorar a temperatura
Automação industrial: para controle de temperatura de fornos, medição de líquidos, sistemas de resfriamento, etc.
Gerenciamento de energia: usado em sistemas de gerenciamento de energia, como aquecedores solares de água, sistemas de energia solar, etc., para monitorar e controlar a geração e o uso de energia.