1. Thermisch veränderliche Widerstände
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Resistive Sensoren und Thermoelemente Kapitel 2/5<br />
http://www.pegasus-sys.net/FheServices.htm<br />
Aus diesen Einschränkungen resultieren natürlich andere Anwendungsfelder dieser Sensoren. Die Änderung<br />
des Widerstandes kann entweder durch Änderung der Temperatur des Umgebungsmediums (Veränderung<br />
der Temperatur des Umgebungsmediums) erreicht werden oder intern durch Eigenerwärmung erfolgen<br />
(Ausnutzung der Eigenerwärmung des Thermistors zufolge des ihn durchfließenden Stromes). Die interne<br />
Verlustleistung zufolge des Stromflusses durch den Thermistor ergibt sich zu:<br />
<strong>1.</strong> NTC<br />
P ⋅ R<br />
V = I<br />
2<br />
TH<br />
NTC (Negative Temperature Coefficient) Thermistoren – im folgenden NTCs – bestehen aus thermisch<br />
sensitiven Halbleitermaterialien. Die Widerstandsänderung liegt im Bereich von 2%/K ... 6%/K und ist damit<br />
ungefähr 10x so groß wie die von Metallen.. NTCs werden aus polykristalinen Oxidkeramiken 13 aufgebaut<br />
und der Leitungsmechanismus ist wesentlich komplizierter als der bei Metallen. Im folgenden soll die<br />
Widerstandsänderung des NTCs zufolge äußerer Temperaturänderungen betrachtet werden – wird auch als<br />
Temperaturcharakteristik des unloaded NTCs bezeichnet. Die Beziehung kann folgendermaßen angenähert<br />
werden:<br />
R<br />
T<br />
= R<br />
N<br />
⋅ e<br />
⎛ 1 1 ⎞<br />
B⋅<br />
⎜ −<br />
⎟<br />
⎝ T TN<br />
⎠<br />
T ... Temperatur in K, TN ... Bezugstemperatur in K<br />
RN ... Widerstandswert des NTCs bei TN<br />
B ... B Wert, materialspezifische Konstante für NTCs<br />
Die Widerstandskennline kann somit näherungsweise als exponentielle Funktion betrachtet werden, diese<br />
Funktion gilt aber immer nur innerhalb eines gewissen Temperaturbereichs um die Bezugstemperatur TN.<br />
Für praktische Anwendungen ist es vorteilhaft den Widerstandsverlauf aus der R/T Kurve zu entnehmen,<br />
diese ist für den jeweiligen B Wert skaliert und steht auch in Tabellenform zur Verfügung.<br />
Abb. <strong>1.</strong>10. Normierter Widerstandsverlauf für NTC Thermistor R/T Kennlinie – Parameter B Wert<br />
13 Die verschieden Metalloxide werden zu einem sehr feinkörnigen Pulver gemahlen und dann unter hohem Druck zu<br />
Pellets gepreßt. Im anschließenden Sinterprozeß werden die Pellets unter hohen Temperaturen (1000° ... 1400°)<br />
gebacken – hierdurch entsteht die feinkörnige polykristalline Struktur. Als Kontaktierung wird Silberpaste in die<br />
Ränder der Pellets eingebacken.<br />
Nach der Fertigung werden die NTCs einem speziellen Alterungsprozeß unterzogen um die Bauelementeigenschaften<br />
zu stabilisieren.<br />
C.Brunner - Elektronische Sensorik Seite 7/20
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