NTCサーミスタを選択する際の考慮事項

負の温度係数 (NTC) サーミスタは、さまざまな自動車、産業、家電、医療用途の高精度温度センサー要素として機能します。 さまざまな設計やさまざまな材料で作られた幅広い種類の NTC サーミスタが入手可能であるため、特定の用途に最適な NTC サーミスタを選択するのは困難な場合があります。 この記事では、NTC サーミスタの種類とその重要な性能基準について説明し、特定のアプリケーションに適切なデバイスを選択するためのアドバイスを提供します。

温度センサーには主に 3 つのテクノロジーがあり、それぞれに独自の特性があります。測温抵抗体 (RTD) センサーと 2 種類のサーミスター (正および負の温度係数サーミスター) です。 RTD センサーは主に広範囲の温度を測定するために使用され、純金属を使用しているため、サーミスターよりも高価になる傾向があります。

したがって、サーミスタは同等以上の精度で温度を測定するため、通常は RTD よりも優先して使用されます。 名前が示すように、正温度係数 (PTC) サーミスタの抵抗は、温度が上昇すると増加します。 これらは、スイッチング温度に達すると抵抗がスパイクするため、シャットオフまたは安全回路の温度制限センサーとして一般的に使用されます。 一方、負の温度係数 (NTC) サーミスタは、温度が上昇するにつれて抵抗が減少します。 抵抗温度 (RT) の関係は平坦な曲線であるため、温度測定の精度が高く安定しています。

NTC サーミスタは感度が高く、高精度 (±0.1°C) で温度を測定するため、幅広い用途での温度測定に理想的な技術です。 ただし、どのタイプを指定するかは、温度範囲、抵抗範囲、測定精度、環境、応答時間、寸法要件などのいくつかの基準によって決まります。

エポキシ樹脂でコーティングされた NTC 素子タイプは頑丈な構造をしており、通常 -55°C ～ +155°C の温度を測定しますが、ガラス封止された NTC 素子は最大 +300°C まで測定できます。 極めて高速な応答時間が要求されるアプリケーションには、ガラス封止素子がより適切な選択肢となります。 また、直径が 0.8 mm まで小さくなり、よりコンパクトになります。

NTC サーミスタの温度を、温度変化を引き起こすコンポーネントの温度と一致させることが重要です。 したがって、従来のリード付きスタイルだけでなく、表面実装用にヒートシンクに取り付けるためのネジ式ハウジングに組み込むこともできます。

新たに市場に投入されたのは、差し迫った RoSH2 指令のより厳しい要件を満たす、完全に鉛フリー (チップおよび素子) の NTC サーミスタです。

損失係数は、電力損失の変化と、その結果として生じるサーミスタの本体温度の変化の比として定義されます。 これは mW/K で表され、定常状態のサーミスタの体温を 1 K 上昇させる負荷の尺度として機能します。散逸率が高いほど、サーミスタによって周囲へ放散される熱が多くなります。

リードの長さと材質、封止材、取り付け、およびアセンブリはそれぞれ損失係数を決定するのに役立つため、プロトタイプを「実際の」環境でテストすることをお勧めします。 これらのテストは、最大測定/制御温度におけるサーミスタ内部の自己発熱誤差が無視できる程度であることを保証するために、最大許容入力電流を決定します。 ただし、印加電流と印加電力の間には微妙なバランスがあり、システム感度を最大化するには、印加電流をできるだけ低くする必要があります。

NTC センサー要素とシステムは、特に自動車分野の幅広い分野で実装されています。 典型的な用途には、ヒーター付きステアリング ホイールやシート、高度な空調システムなどがあります。 サーミスタは、排気ガス再循環 (EGR) システム、吸気マニホールド (AIM) センサー、および温度およびマニホールド絶対圧力 (TMAP) センサーに使用され、高い耐衝撃性と振動強度、高い信頼性、長期使用により幅広い動作温度をカバーします。 -期間の安定性。 ここで、サーミスタが車載アプリケーションで使用される場合は、ストレス耐性に関する AEC-Q200 世界標準が必須です。