Publicado : 13/10/2020 ¿Qué es un termistor? - Categorías : Productos , Teoría Productos relacionados Termistor NTC 1.0K 5% MF52A epoxy Termistor NTC 10.0K 5% MF52A epoxy Termistor NTC 100.0K 5% MF52A epoxy Introducción La palabra termistor procede del término, THERMally sensitive resisISTOR (resistor térmicamente sensible) y constituye un sensor que sirve para detectar temperatura a través de cambios de resistencia según el calor o frío detectado. Está compuesto por material semiconductor sinterizado el cual presenta un gran cambio en la resistencia en proporción a un cambio pequeño en la temperatura. Los termistores se fabrican con una mezcla de metales y materiales de óxido metálico. Una vez mezclados, los materiales se conforman y se hornean en la forma requerida. Los termistores pueden utilizarse tal cual, como termistores tipo disco, o seguir dándoles forma y montándolos con cables conductores y revestimientos para formar termistores tipo perla. Funcionamiento de los termistores El funcionamiento se basa en la variación de la resistencia del semiconductor debido al cambio de la temperatura ambiente, creando una variación en la concentración de portadores. La variación de la resistencia con la temperatura no es lineal, como se muestra en la gráfica mostrada más abajo. Termistores NTC Los Termistores de coeficiente de temperatura negativo (NTC), como su nombre indica, reducen la resistencia según aumenta la temperatura. Esto también se aplica a la cantidad de cambio de resistencia por grado que proporcionará el termistor. Las aplicaciones a temperatura relativamente baja (de -55 °C a aprox. 70 °C) usan, en general, termistores de resistencia más baja (de 2252 a 10 000 Ω). Las aplicaciones de temperatura más alta usan, en general, los termistores de resistencia más alta (por encima de 10 000 Ω) para optimizar el cambio de resistencia por grado a la temperatura requerida. Las principales aplicaciones para los NTC son: · Como sensores de temperatura: o Detector de temperatura resistivo para mediciones de baja temperatura. o Sensores en aplicaciones de automoción para medir la temperatura del refrigerante del motor, la temperatura del habitáculo, la temperatura exterior o la temperatura del aceite del motor. Estas lecturas de temperatura con enviadas a la unidad de control de motor o al cuadro de instrumentos. o Sensor de los termostatos digitales. · Limitadores de corriente de arranque: presentan una resistencia alta inicialmente, lo que evita que fluyan grandes corrientes al inicio. Luego se calientan y baja su resistencia para permitir un flujo de corriente más alto durante el funcionamiento normal. Estos termistores suelen ser mucho más grandes que los termistores usados como sensores y son diseñados específicamente para esta aplicación. PTC Los Termistores de Coeficiente Temperatura Positivo, por lo tanto, son resistencias (aumenta la temperatura, aumenta la resistividad) con un valor alto para dicho coeficiente. Las diferencias con las NTC son: · El coeficiente de temperatura de un termistor PTC es único entre unos determinados márgenes de temperaturas. Fuera de estos márgenes, el coeficiente de temperatura es cero o negativo. · El valor absoluto del coeficiente de temperatura de los termistores PTC es mucho más alto que el de los termistores NTC. Los termistores PTC se utilizan en una gran variedad de aplicaciones: · Protección contra condiciones de sobreintensidad de corriente (actuando como fusibles rearmables). · Temporizador para la desmagnetización de las pantallas de tubo de rayos catódicos. · Regulador de corriente en las bujías de precalentamiento de los motores diésel. Las diferentes curvas características y simbología de ambos son las mostradas a continuación. La curva de la NTC se basa en la ecuación de SteinHart-Hart: dónde: - T es la temperatura (en grados Kelvin) - R es la resistencia en T (en ohmios) - A, B y C son los coeficientes Steinhart-Hart que varían dependiendo del tipo y modelo del termistor y el rango de temperatura de interés. Encapsulados Una vez que se han establecido la resistencia y la «curva» correctas, el usuario debe tener en cuenta cómo se va a utilizar el termistor. A la hora de seleccionar el tamaño o encapsulado correctos para el termistor, es útil recordar que un termistor, como cualquier otro sensor, solo mide su propia temperatura. En general, las cápsulas de termistor no están diseñadas para la inmersión directa en un proceso. Son dispositivos pequeños que cambian de temperatura muy rápidamente, ya que lo único que les separa del entorno es un fino revestimiento de epoxi. Los termistores se comercializan en distintos formatos, como son los de agujero pasante (radial y axial), de montaje superficial o aéreos. Los principales son los siguientes: Tipo SMD Su funcionamiento es igual a cualquier termistor con la única diferencia que tiene forma de circuito integrado (SMD), y sus aplicaciones son diferentes: Equipos de comunicación móvil, batería recargable, CPU, sensores de temperatura en otros circuitos. Tipo perla Son encapsulados por una cubierta de cristal la cual se asemeja a la forma de una pequeña perla, es por ello que se le asignó el nombre de tipo perla. Su temperatura de funcionamiento es entre -50～+150℃. Algunas de sus aplicaciones son: Equipos de aire acondicionado, sensor de nivel de líquido, sector del automóvil y electrodomésticos. Tipo disco Este tipo también es conocido como termistor de potencia debido a sus características. Algunas aplicaciones: Electrodomésticos, Electrónica del automóvil, Computadora, Fuente de alimentación de conmutación, Adaptador, Balastos electrónicos y varios tipos de dispositivo de calentamiento eléctrico. Tipo arandela Los termistores tipo arandela son una variación de los termistores de disco excepto por tener un orificio central y carece de terminales aunque está provisto de dos caras metalizadas para establecer el contacto. Es frecuentemente utilizado como parte de un montaje. Por tanto es adecuado para de detección de temperatura en superficies y adecuado para empotrar en algún chasis. Tipo barra Este termistor se asemeja mucho a la forma de una resistencia convencional. Constan de un cuerpo cilindro y 2 terminales una en cada extremo. Se emplean en donde se requiera una resistencia y potencia de disipación demasiado altas. ¿En qué se parecen a los RTD? A diferencia de los RTD, que cambian la resistencia de un modo casi lineal, los termistores NTC presentan un cambio de la resistencia claramente no lineal y, de hecho, reducen su resistencia al aumentar la temperatura. Las razones de que los termistores sigan siendo populares para medir la temperatura son: · Su mayor cambio de resistencia por grado de temperatura proporciona una mayor resolución · Alto nivel de repetibilidad y estabilidad · Excelente capacidad de intercambio · Tamaño pequeño que supone una respuesta rápida a los cambios de temperatura · A diferencia de los RTD y los termopares, los termistores no tienen estándares asociados a su resistencia en comparación con las características de temperatura o curvas. En consecuencia, hay una gran variedad para elegir. Ejemplos de uso en electrónica para aficionados Termistor NTC como sensor de temperatura usando Arduino Para ello usaremos una placa Arduino UNO, con usaremos el valor de resistencia que nos del termistor para calcular la temperatura. Como no podemos medir un valor de resistencia de forma directa con Arduino, usaremos el método del divisor de tensión, colocando en serie con nuestro termistor (NTC 100k) una resistencia de valor conocido (100k en nuestro caso) de la siguiente manera. Es importante que los valores de las resistencias de ambos coincidan. Desde el punto medio, llevamos un cabe al terminal analógico de Arduino, y alimentamos la placa, tal y como se muestra en el esquema siguiente. De este modo, cualquier cambio de resistencia en el termistor, es un cambio en la tensión, la cual si podemos medir en Arduino. Cómo hemos visto, haremos uso de la ecuación en la que se basa el NTC, ecuación de Steinhart-Hart, de la cual tendremos que gastar los coeficientes en función de los componentes que tengamos y los dados por el fabricante del termistor. Para ello haremos uso de una calculadora web, sin necesitar los datos del fabricante: http://www.thinksrs.com/downloads/programs/Therm%20Calc/NTCCalibrator/NTCcalculator.htm En esta web, podemos ver la curva de NTC y los valores que corresponden por defecto a 25ºC. Estos valores no son los mismos que nuestro circuito, estos valores solo sirven para sacar los coeficientes A, B y C. En cuanto a R1, R2 y R3, son los valores de resistencia que corresponden a las temperaturas T1, T2 y T3 respectivamente. Por lo que para nuestro caso de 100k, modificamos R2 a 100.000k, R1 a 250.000k y R3 a 40.000K. Una vez cambiados, vamos a cualquier otro campo, y veremos la gráfica y los coeficientes cambiados, los cuales hemos cambiado ya en nuestro skecth. A continuación, abrimos un nuevo proyecto de Arduino y copiamos el siguiente sketch: /* Visualiza en monitor serie el valor de temperatura leído por un termistor tipo NTC en configuración de divisor de tensión con resistencia de 100 K. Se aplica la ecuación de Steinhart-Hart y sus coeficientes mediante la página web indica en el comentario. */ int Vo; float R1 = 100000; // resistencia fija del divisor de tensión float logR2, R2, TEMPERATURA; float A= 2.114990448e-03, B = 0.3832381228e-04, C = 5.228061052e-07; // Coeficientes de S-H en página: // http://www.thinksrs.com/downloads/programs/Therm%20Calc/NTCCalibrator/NTCcalculator.htm void setup() { Serial.begin(9600); // inicializa comunicación serie a 9600 bps } void loop() { Vo = analogRead(A0); // lectura de A0 R2 = R1 * (1023.0 / (float)Vo - 1.0); // conversión de tensión a resistencia logR2 = log(R2); // logaritmo de R2 necesario para ecuación TEMPERATURA = (1.0 / (A + B*logR2 + C*logR2*logR2*logR2)); // ecuación S-H TEMPERATURA = TEMPERATURA - 273.15; // Kelvin a Centígrados (Celsius) Serial.print("Temperatura: "); // imprime valor en monitor serie Serial.print(TEMPERATURA); Serial.println(" C"); delay(1000); // espera un segundo entre lecturas } Ahora solo queda seleccionar correctamente el puerto y la placa y subir el proyecto. Una vez subido, puedes abrir el monitor serie y comprobar como cada segundo va marcando la temperatura. FUENTES: https://solectroshop.com/es/content/18-arduino-experimentos-con-termistores http://blascarr.com/ntc-arduino-steinhart-hart-temperature/#:~:text=Para%20ello%2C%20necesitaremos%20conocer%20la%20ecuaci%C3%B3n%20de%20SteinHart%2DHart.&text=Esta%20ecuaci%C3%B3n%20relaciona%20el%20valor,100K%CE%A9%2C%20con%20la%20temperatura%20real.&text=Nuestro%20problema%20para%20despejar%20la,ecuaci%C3%B3n%2C%20ser%C3%A1%20obtener%20los%20coeficientes. https://es.omega.com/prodinfo/termistores.html#learn http://www.ifent.org/lecciones https://es.wikipedia.org/wiki/Termistor#Encapsulados_de_los_termistores https://www.ingmecafenix.com/automatizacion/termistor-sensor-temperatura/ https://www.youtube.com/watch?v=8Wry8lwgGtA