NTC-Thermistor

F: Wie schnell reagieren NTCs?

A: Die Ansprechzeit ist definiert als die Zeit, die benötigt wird, um 62 % einer neuen Temperatur zu erreichen, und ist eine Funktion der Masse. Je kleiner der Sensor, desto schneller die Rückmeldung. Ein diskreter Sensor wird schneller ansprechen als ein gleichartiger Sensor in einem Metallgehäuse. Die typische Rückmeldezeit für einen NTC-Thermistorsensor der Serie I beträgt < 15 Sekunden.

F: Sind NTCs in kleineren Baugrößen erhältlich?

A: Die typische Baugröße eines epoxidbeschichteten diskreten NTCs beträgt maximal 0,95" Außendurchmesser. Miniaturisierte Glassensoren sind mit einem maximalen Außendurchmesser von 0,15" erhältlich.

F: Wie stabil sind NTC-Sensoren?

A: Verschiedene Sensorfamilien weisen unterschiedliche Stabilitätskennwerte auf.   Epoxidbeschichtete NTCs sind weniger stabil als hermetisch glasversiegelte NTC-Sensoren. 

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F: Epoxidbeschichtete NTCs sind weniger stabil als hermetisch dicht gekapselte NTC-Glassensoren.

A: Als Faustregel gilt: Für Anwendungen bei niedrigen Temperaturen sollte ein Sensor mit niedrigem Widerstand eingesetzt werden, während sich für Hochtemperaturanwendungen ein Sensor mit hohem Widerstand eignet.  Das Ziel ist, einen Widerstandswert zu wählen, der im entsprechenden Temperaturbereich gut funktioniert.

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F: Können NTCs in kryogenen Anwendungen eingesetzt werden?

A: Ja, jedoch basiert die Genauigkeit bei −200 °C auf mathematischer Modellierung.

F: In welchem Preisbereich liegen NTCs?

A: Die Preisgestaltung basiert auf den Kosten, die wiederum mit der Ausbeute zusammenhängen. Je enger die Genauigkeitsanforderungen, desto geringer der Ertrag.

F:  Was ist der Unterschied zwischen einem Thermistor und einem RTD?
A: TE fertigt innerhalb seines Temperaturproduktportfolios fünf klar unterschiedliche Sensortechnologien. Jede dieser Technologien hat spezifische Vor- und Nachteile. Welche Technologie für eine bestimmte Anwendung am besten geeignet ist, hängt von mehreren Faktoren ab, darunter der Temperaturbereich, die geforderte Genauigkeit, das Ansprechverhalten, die Kosten und weitere Kriterien.  Um die optimale Lösung für den Kunden auszuwählen, ist es wichtig, die jeweilige Anwendung möglichst genau zu verstehen.
 

Sehen Sie sich die Infografik an, die die Leistungs- und Anwendungsunterschiede der verschiedenen Temperatursensortechnologien von TE veranschaulicht.

F: Können Sie die Berechnung zur Umrechnung von %-Toleranz in die tatsächliche Temperaturtoleranz erläutern?

A: Zur Bestimmung der Temperaturgenauigkeit wird die gesamte Abweichung (Widerstandstoleranz) durch den Alpha-Wert bei der jeweiligen Temperatur dividiert. 
Beispiel: Ein Sensor mit einer Widerstandstoleranz von 2 % bei 0 °C, gemäß TE-Kennlinie Nr. 3, weist bei 0 °C einen Alpha-Wert von 5,2 %/°C auf:   Die resultierende Temperaturtoleranz beträgt somit ± 0,38 °C.  

F: &lt;b&gt;F:&amp;nbsp;Sagen die Spezifikationen der Thermistorgenauigkeit auch etwas über längerfristige Änderungen des Widerstands aus (Widerstandsstabilität)?

A: Nein, die angegebene Genauigkeit bezieht sich ausschließlich auf den Sensor im Auslieferungszustand.  Da TE keinen Einfluss auf die jeweilige Anwendung oder die Umgebungsbedingungen hat, denen der Sensor im Einsatz ausgesetzt ist, können mögliche Veränderungen des Widerstands über die Zeit nicht in der Genauigkeitsspezifikation berücksichtigt werden.  

F: Was bedeutet „%“ im Zusammenhang mit Temperaturgenauigkeiten?
A: Die Genauigkeit eines Sensors kann entweder als Widerstandstoleranz (siehe Frage 9) oder als Temperaturgenauigkeit angegeben werden – entweder an einem einzelnen Temperaturpunkt oder über einen definierten Temperaturbereich. Beispiel: Beispiel: ± 0,2 °C von 0 °C bis 70 °C.

F: Können Sie die Empfindlichkeit bzw. Auflösung genauer erläutern? Warum ist ein höherer Wert besser?

A: Eine hohe Empfindlichkeit minimiert den Einfluss des Leitungswiderstands   und vereinfacht zudem die Auslegung der zugehörigen elektronischen Schaltung.  Bei einem Thermistor mit 10.000 Ohm entspricht eine Temperaturänderung von 1 °C einer Widerstandsänderung von 4,4 % bzw. 440 Ohm.  Eine Änderung von 1 °C bei einem Platinsensor mit 100 Ω entspricht ⅓ Ω.

F: Was stellt die Y-Achsenunterteilung im Stabilitätsdiagramm dar?
A: Die Y-Achse wurde bewusst ohne konkrete Zahlenangaben auf der Skala dargestellt. Die Alterungsrate ist variabel und hängt von der Zusammensetzung und der Gehäuseform ab.

F: Können Sie weitere Einzelheiten zu Ihrer Kalibrierungsmethode angeben?  Welche Geräte und welche Technik werden für die Kalibrierung hochpräziser medizinischer Anwendungen verwendet? Was gilt als Best Practice?
A: Details hierzu finden Sie im Applikationshinweis für NTC-Thermistoren.

F: Haben Sie Empfehlungen für elektronische Schaltungen für optimale Genauigkeit und Geschwindigkeit? (Op-Amps, ADCs usw.)

A: Bei der Auslegung einer Messschaltung steht für die Genauigkeit vor allem im Vordergrund, den Strom durch das Bauteil zu begrenzen. Die Widerstandsangaben für NTCs werden als Nullleistungs-Widerstandswerte bezeichnet. Es ist natürlich nicht möglich, einen Stromkreis ohne Leistung zu bauen, aber der Strom sollte niedrig genug sein, um eine wesentliche Selbsterhitzung des Sensorelements zu verhindern. Die Verlustleistungskonstante kann herangezogen werden, um bei einer gegebenen Leistung Fehler durch Selbsterhitzung einzuschätzen.

F: Wenn Sie zur Signalaufbereitung eines 10-kΩ- oder 20-kΩ-NTC einen Spannungsteiler verwenden: Gibt es bei einer Kabellänge von 20 ft bis 60 ft besondere Aspekte hinsichtlich elektrischem Rauschen? 

A: Sie können entweder ein geschirmtes Kabel oder einen Ferritfilter an den langen Leitungen einsetzen, um Rauscheinflüsse zu reduzieren. Eine weitere Methode ist das Bilden von Mittelwerten.  

F: Welche Empfehlungen gibt es zum Verkleben eines Thermistors auf einer metallischen Oberfläche?

A: Klebstoffe werden in vielen Anwendungen eingesetzt, um einen Thermistor für die Oberflächentemperaturmessung auf einer metallischen Oberfläche zu befestigen.  Ein Wärmeleitklebstoff, normalerweise ein Epoxid, liefert optimale Ergebnisse.

F: Gibt es einen Standard-NTC für Lithium-Batterien?

A: Nein, es gibt keinen Standard-NTC für Batteriepakete.  Die Auswahl hängt in der Regel vom verfügbaren Bauraum, der maximal zulässigen Temperatur und der jeweiligen Montagemethode ab.  Ich habe für diese Anwendung schon bedrahtete epoxidummantelte diskrete Thermistoren, SMD-Thermistoren und axiale DO35-Glasthermistoren gesehen.

F: Gibt es Whitepaper oder technische Fachartikel zum Widerstandsschweißen von Thermistor-Anschlussdrähten?

A: Derzeit stehen hierzu keine Whitepaper oder technischen Fachartikel zur Verfügung. Die verwendeten Anschlussdrahtlegierungen sind Alloy 180 (Cu:Ni), Kupfer, Nickel oder Dumet (Fe:Ni).  Die Schweißmethode hängt von der verwendeten Legierung ab.

F: Welche Art von NTC-Thermistor würden Sie für eine medizinische Thermometeranwendung empfehlen?

A: Die 400er-Serie ist ein etablierter Industriestandard aus der Zeit analoger Systeme. Dieses Bauteil hat 1355 Ω bei 37 °C und einen Beta-Wert (25/85) von 3976.  Die Standards für medizinische Thermometer fordern üblicherweise eine Genauigkeit von ±0,1 °C im Bereich 32 bis 42 °C sowie ±0,2 °C im Bereich 25 bis 50 °C bzw. 0 bis 50 °C für das gesamte Messsystem. Dabei wird die Toleranz häufig hälftig aufgeteilt: 50 % für den Thermistor und 50 % für die Messschaltung.