Termistores - NTC

1. Introdução 2. Especificações 3. Aplicações 4. Conclusão 5. Referências

1. INTRODUÇÃO:

As termo-resistências e os termistores são resistências que exibem uma variação do valor nominal em função da temperatura. A distinção entre termo-resistência e termistor (ou termistência) prende-se com o tipo de material utilizado na sua construção. Assim,

• as termo-resistências, que em língua inglesa são designados resistance temperature detectors, RTD, utilizam materiais condutores como a platina, o cobre ou o níquel;
• e os termistores (ingl. thermal resistors) utilizam misturas semicondutoras, como o manganésio, o níquel, o cobalto, o cobre, o ferro, o titânio, etc.

Os termistores são resistores termicamente sensíveis, cujas características exibem grandes mudanças na resistência com uma pequena mudança da temperatura do corpo, devido à alteração na concentração de portadores de carga. Esta mudança da resistência com a temperatura pode resultar em um coeficiente negativo da resistência, onde a resistência diminui com um aumento na temperatura (termistor NTC ). Quando a resistência aumenta com um aumento na temperatura, o resultado é um coeficiente positivo da temperatura (termistor PTC). A maioria dos metais têm um coeficiente positivo de temperatura.

Os termistores são fabricados depositando-se uma pequena quantidade de pasta semicondutora sobre fios de liga de platina. Posteriormente, as unidades são revestidas com um epoxi para a proteção e a estabilização. A natureza do material do termistor possibilita que mudanças mínimas na temperatura do corpo, gerem uma grande mudança na resistência medida, esta relação é exponencial.

O fabricante (WUNTRONIC) manufatura uma vasta linha de termistores NTC. Estes produtos incluem termistores tipo wafer de baixo custo, tipo gota de pequeno tamanho, e uma variedade de conjuntos para satisfazer as exigências do mercado. Estas unidades de NTC estão disponíveis em resistências que variam de 50 ohms à 20 megaohms.

Disponibilidade: Não foi encontrado em Curitiba, mas pode ser encomendado pela internet no site do fabricante.

Figura 1. Fotos de vários tipos de termistores.

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2. ESPECIFICAÇÕES:

Ro: Resistência a 25ºC (ou 0ºC). (É o valor da resistência que devemos especificar na hora da compra, por exemplo: 1k, 5k, 10k ohms ...)

Razão da Resistência Característica: É a razão da resistência Ro de um termistor medida em dois níveis de temperatura específicos.

Coeficiente de temperatura (alfa): Representa a sensibilidade do termistor.

Estabilidade: É a habilidade de um termistor de reter características especificadas após ser submetido às condições de testes ambientais ou elétricos designados.

Série S14 dos Termistores Ntc

• Faixa de operação: vai de -50 ºC até +300 ºC.

• A temperatura máxima de operação para ótima estabilidade é 300 ºC. A operação intermitente a 550ºC é possível .

• O material da ligação é liga da platina.

• A tolerância da temperatura pode chegar a 0,1 ºC.

A relação da temperatura com a resitência é exponencial, podendo ser aproximada pelo seguinte: (onde beta é a temperatura característica do material)

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3. APLICAÇÕES:

Termômetros :

Um circuito básico de um termistor para a medida de temperatura pode ser mostrado na Figura 2. Neste diagrama um termistor é conectado em série com uma fonte de tensão, com um medidor e com um variac. Na temperatura ambiente uma corrente fluirá através do termistor seguindo a lei de ohm. Ao aumentarmos a temperatura, a corrente através medidor aumentará e calibrando a corrente através medidor em termos de temperatura, uma leitura direta pode ser feita. O variac pode ser útil em estabelecer a proteção e a calibração do circuito.

O circuito da Figura 3. é um pouco diferente. A corrente passa através de um resistor e a tensão sobre o resistor pode ser monitorada. Esta queda de tensão pode agora ser calibrada em termos da temperatura.

Para melhorar a exatidão da medida de temperatura, um circuito de ponte de wheatstone pode ser montado.

 Outras Aplicações Do Termistor:

Os termistores são amplamente utilizados como sondas de temperatura em aplicações industriais, em aparelhagem médica, em eletrodomésticos, em instrumentação para investigação científica, no setor automobilístico, em telecomunicações, em aplicações militares, etc. Em algumas aplicações destinam-se a medir valores absolutos de temperatura razoáveis, como é o caso das aplicações médicas, ao passo que em outras, como as aplicações industriais, podem destinar-se a medir temperaturas de vários milhares de kelvin. Outra distinção importante consiste na precisão da medida de temperatura a efetuar. Em alguns casos uma precisão de 1 ºC na medição da temperatura é suficiente, ao passo que em outras se exige uma precisão da ordem do décimo ou, até mesmo, do centésimo de grau. Por outro lado, o circuito de revelação do sinal pode ser mais ou menos complexo, por vezes envolvendo mesmo condicionadores de sinal e placas de aquisição de dados para digitalização da informação e processamento em computador.

Texto para consulta: Construção de uma Interface para medição de temperaturas (utilizando a porta game de um computador).

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4. CONCLUSÃO:

Os termistores NTCS14, devido ao tamanho reduzido (diâmetro de 0,3556 mm), oferecem as vantagens de tempo de resposta rápido. Apresentam sensibilidade extrema às mudanças da corrente e da tensão, e estabilidade elevada. Um termistor NTC, transforma um aumento da grandeza temperatura em uma diminuição da sua resitência de forma exponencial. Como existem diversos tipos de termistores NTC, ao construir um circuito o engenheiro deve levar em consideração, o coeficiente de temperatura, a taxa de variação de resistência com o tempo, as faixas de temperatura, corrente e tensão. Conforme a aplição, uma seleção incorreta de componentes pode fazer com que estes não respondam como esperado. Os termistores NTCS14 pode variar de -50 ºC até +300 ºC, enquanto que outros tipos de termistores, em sua grande maioria, possuem uma faixa de operação bem menor. Estes termistores (NTCS14) estão disponíveis em resistências que variam de 50 ohms à 20 megaohms, que é uma ampla faixa de valores de resistência, tornando este componente adequado para as mais diversas aplicações.

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5. REFERÊNCIAS:

Fabricante do NTCS14 - http://www.wuntronic.de

Texto sobre sensores resistivos - http://analog.inesc.pt/smace/cap_03/sensores.htm

Interface para medição de temperatura - http://educom.sce.fct.unl.pt/proj/recta/fisica/construcao.html

Aplicação para o NTC - http://www.esel.com.br/teste/control.htm

Sensores de Temperatura - http://www.sensycon.de

Termistores - http://www.ussensor.com

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