أنواع وتطبيقات الثرمستور NTC

 تُستخدم الثرمستورات ذات معامل درجة الحرارة السلبية (NTC) كمكونات مستشعر درجة حرارة عالية الدقة في مجموعة متنوعة من تطبيقات السيارات والصناعية والأجهزة المنزلية والتطبيقات الطبية. نظرًا لتوفر مجموعة كبيرة ومتنوعة من الثرمستورات NTC — التي تم إنشاؤها بتصميمات مختلفة ومصنوعة من مجموعة متنوعة من المواد — اختيار الأفضلالثرمستورات NTCلتطبيق معين يمكن أن يكون تحديا.

لماذايختارالمجلس الوطني الانتقالي؟

 هناك ثلاث تقنيات رئيسية لاستشعار درجة الحرارة، ولكل منها خصائصها الخاصة: أجهزة استشعار كاشف درجة الحرارة المقاومة (RTD) ونوعين من الثرمستورات، الثرمستورات ذات معامل درجة الحرارة الإيجابية والسلبية. تُستخدم أجهزة استشعار RTD في المقام الأول لقياس نطاق واسع من درجات الحرارة، ولأنها تستخدم معدنًا نقيًا، فإنها تميل إلى أن تكون أكثر تكلفة من الثرمستورات.

لذلك، نظرًا لأن الثرمستورات تقيس درجة الحرارة بنفس الدقة أو بدقة أفضل، فعادةً ما يتم تفضيلها على RTDS. كما يوحي الاسم، فإن مقاومة الثرمستور ذو معامل درجة الحرارة الإيجابية (PTC) تزداد مع ارتفاع درجة الحرارة. يتم استخدامها بشكل شائع كأجهزة استشعار للحد من درجة الحرارة في دوائر الإغلاق أو دوائر السلامة لأن المقاومة ترتفع بمجرد الوصول إلى درجة حرارة التبديل. من ناحية أخرى، مع زيادة درجة الحرارة، تقل مقاومة الثرمستور بمعامل درجة الحرارة السلبية (NTC). العلاقة بين مقاومة درجة الحرارة (RT) هي منحنى مسطح، لذلك فهي دقيقة للغاية ومستقرة لقياسات درجة الحرارة.

معايير الاختيار الرئيسية

تعتبر الثرمستورات NTC حساسة للغاية ويمكنها قياس درجة الحرارة بدقة عالية (±0.1 درجة مئوية)، مما يجعلها مثالية لمجموعة واسعة من التطبيقات. ومع ذلك، فإن اختيار النوع الذي سيتم تحديده يعتمد على عدد من المعايير - نطاق درجة الحرارة، ونطاق المقاومة، ودقة القياس، والبيئة، ووقت الاستجابة، ومتطلبات الحجم.

تتميز عناصر NTC المغطاة بالإيبوكسي بالقوة وعادةً ما تقيس درجات الحرارة بين -55 درجة مئوية و+155 درجة مئوية، بينما تقيس عناصر NTC المغطاة بالزجاج ما يصل إلى +300 درجة مئوية. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب أوقات استجابة سريعة للغاية، تعد المكونات المغلقة بالزجاج خيارًا أكثر ملاءمة. كما أنها أكثر إحكاما، بأقطار صغيرة تصل إلى 0.8 ملم.

من المهم مطابقة درجة حرارة الثرمستور NTC مع درجة حرارة المكون الذي يسبب تغير درجة الحرارة. ونتيجة لذلك، فهي ليست متوفرة فقط بالشكل التقليدي مع الخيوط، ولكن يمكن أيضًا تركيبها في مبيت من النوع اللولبي لتوصيله بالرادياتير للتركيب على السطح.

الجديد في السوق هو الثرمستورات NTC الخالية تمامًا من الرصاص (الرقاقة والمكونات) والتي تلبي المتطلبات الأكثر صرامة لتوجيه RoSH2 القادم.

طلبExampleOنظرة عامة

  يتم تنفيذ مكونات وأنظمة استشعار NTC في مجموعة واسعة من المجالات، وخاصة في قطاع السيارات. تشمل التطبيقات النموذجية تسخين عجلات القيادة والمقاعد وأنظمة التحكم في المناخ المتطورة. تُستخدم الثرمستورات في أنظمة إعادة تدوير غاز العادم (EGR)، وأجهزة استشعار مشعب السحب (AIM)، وأجهزة استشعار درجة الحرارة والضغط المطلق المتنوع (TMAP). يتميز نطاق درجة حرارة التشغيل الواسع بمقاومة عالية للصدمات وقوة اهتزاز وموثوقية عالية وعمر طويل مع ثبات طويل الأمد. إذا كان سيتم استخدام الثرمستورات في تطبيقات السيارات، فإن المعيار العالمي لمقاومة الإجهاد AEC-Q200 هنا إلزامي.

في السيارات الكهربائية والهجينة، تُستخدم أجهزة استشعار NTC لسلامة البطارية ومراقبة ملفات النبض الكهربائية وحالة الشحن. يتم توصيل نظام التبريد بغاز التبريد الذي يبرد البطارية بنظام تكييف الهواء.

يغطي استشعار درجة الحرارة والتحكم فيها في الأجهزة المنزلية نطاقًا واسعًا من درجات الحرارة. على سبيل المثال، في مجفف الملابس، أمستشعر درجة الحرارةيحدد درجة حرارة الهواء الساخن الذي يتدفق إلى داخل الأسطوانة ودرجة حرارة الهواء الذي يتدفق عند خروجه من الأسطوانة. للتبريد والتجميد،مستشعر إن تي سييقيس درجة الحرارة في غرفة التبريد، ويمنع المبخر من التجمد، ويكتشف درجة الحرارة المحيطة. في الأجهزة الصغيرة مثل المكاوي وآلات صنع القهوة والغلايات، يتم استخدام أجهزة استشعار درجة الحرارة للسلامة وكفاءة الطاقة. تحتل وحدات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) شريحة أكبر من السوق.

المجال الطبي المتنامي

يحتوي مجال الإلكترونيات الطبية على مجموعة متنوعة من الأجهزة للمرضى الداخليين والخارجيين وحتى الرعاية المنزلية. تُستخدم الثرمستورات NTC كمكونات استشعار لدرجة الحرارة في الأجهزة الطبية.

عند شحن جهاز طبي متنقل صغير، يجب مراقبة درجة حرارة تشغيل البطارية القابلة لإعادة الشحن باستمرار. وذلك لأن التفاعلات الكهروكيميائية المستخدمة أثناء المراقبة تعتمد إلى حد كبير على درجة الحرارة، لذا يعد التحليل السريع والدقيق أمرًا ضروريًا.

يمكن للصقات المراقبة المستمرة للجلوكوز (GCM) مراقبة مستويات السكر في الدم لدى مرضى السكري. هنا، يتم استخدام مستشعر NTC لقياس درجة الحرارة، حيث يمكن أن يؤثر ذلك على النتائج.

يستخدم علاج الضغط الهوائي الإيجابي المستمر (CPAP) آلة لمساعدة الأشخاص الذين يعانون من انقطاع التنفس أثناء النوم على التنفس بسهولة أكبر أثناء النوم. وبالمثل، بالنسبة لأمراض الجهاز التنفسي الشديدة، مثل كوفيد-19، تتولى أجهزة التهوية الميكانيكية تنفس المريض عن طريق ضغط الهواء بلطف إلى رئتيه وإزالة ثاني أكسيد الكربون. في كلتا الحالتين، تم دمج مستشعرات NTC المغلفة بالزجاج في جهاز الترطيب وقسطرة مجرى الهواء وفم السحب لقياس درجة حرارة الهواء لضمان بقاء المرضى مرتاحين.

لقد أدى الوباء الأخير إلى الحاجة إلى قدر أكبر من الحساسية والدقة لأجهزة استشعار NTC ذات الاستقرار على المدى الطويل. يتمتع جهاز اختبار الفيروسات الجديد بمتطلبات صارمة للتحكم في درجة الحرارة لضمان التفاعل المتسق بين العينة والكاشف. تم دمج الساعة الذكية أيضًا مع نظام مراقبة درجة الحرارة للتحذير من الأمراض المحتملة.