Les thermistances à coefficient de température négatif (CTN) sont utilisées comme capteurs de température de haute précision dans diverses applications automobiles, industrielles, électroménager et médicales. Grâce à la grande variété de thermistances CTN disponibles, de conceptions et de matériaux variés, il est essentiel de choisir la meilleure.thermistances NTCpour une application particulière peut être un défi.
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Il existe trois principales technologies de capteurs de température, chacune possédant ses propres caractéristiques : les capteurs à résistance (RTD) et deux types de thermistances, à coefficient de température positif et négatif. Les capteurs RTD sont principalement utilisés pour mesurer une large plage de températures et, comme ils utilisent du métal pur, ils sont généralement plus coûteux que les thermistances.
Par conséquent, comme les thermistances mesurent la température avec une précision égale, voire supérieure, elles sont généralement préférées aux sondes à résistance thermométrique (RTDS). Comme leur nom l'indique, la résistance d'une thermistance à coefficient de température positif (CTP) augmente avec la température. Elles sont couramment utilisées comme capteurs de limite de température dans les circuits de coupure ou de sécurité, car leur résistance augmente une fois la température de commutation atteinte. À l'inverse, lorsque la température augmente, la résistance d'une thermistance à coefficient de température négatif (CTN) diminue. La relation résistance/température (RT) est une courbe plate, ce qui la rend très précise et stable pour les mesures de température.
Critères de sélection clés
Les thermistances CTN sont très sensibles et peuvent mesurer la température avec une grande précision (± 0,1 °C), ce qui les rend idéales pour un large éventail d'applications. Cependant, le choix du type dépend de plusieurs critères : plage de température, plage de résistance, précision de mesure, environnement, temps de réponse et dimensions.
Les éléments CTN à revêtement époxy sont robustes et mesurent généralement des températures comprises entre -55 °C et +155 °C, tandis que les éléments CTN à enveloppe de verre mesurent jusqu'à +300 °C. Pour les applications nécessitant des temps de réponse extrêmement rapides, les composants à enveloppe de verre constituent un choix plus adapté. Ils sont également plus compacts, avec des diamètres aussi petits que 0,8 mm.
Il est important d'adapter la température de la thermistance CTN à celle du composant à l'origine de la variation. Par conséquent, elles sont disponibles non seulement sous forme traditionnelle avec fils, mais peuvent également être montées dans un boîtier à vis pour fixation au radiateur et montage en surface.
Les thermistances NTC (puce et composant) entièrement sans plomb sont une nouveauté sur le marché, car elles répondent aux exigences plus strictes de la future directive RoSH2.
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Les composants et systèmes de capteurs CTN sont utilisés dans de nombreux domaines, notamment dans le secteur automobile. Parmi les applications typiques figurent les volants et sièges chauffants, ainsi que les systèmes de climatisation sophistiqués. Les thermistances sont utilisées dans les systèmes de recirculation des gaz d'échappement (EGR), les capteurs de collecteur d'admission (AIM) et les capteurs de température et de pression absolue du collecteur (TMAP). Leur large plage de températures de fonctionnement offre une résistance élevée aux chocs et aux vibrations, une grande fiabilité et une longue durée de vie. Pour l'utilisation de thermistances dans les applications automobiles, la norme internationale AEC-Q200 de résistance aux contraintes est obligatoire.
Dans les véhicules électriques et hybrides, les capteurs CTN assurent la sécurité de la batterie, surveillant les enroulements d'impulsions électriques et l'état de charge. Le système de refroidissement par réfrigérant de la batterie est relié au système de climatisation.
La détection et le contrôle de la température dans les appareils électroménagers couvrent une large plage de températures. Par exemple, dans un sèche-linge, uncapteur de températureDétermine la température de l'air chaud entrant dans le tambour et celle de l'air sortant. Pour le refroidissement et la congélation, lecapteur NTCIl mesure la température dans la chambre de refroidissement, prévient le gel de l'évaporateur et détecte la température ambiante. Dans les petits appareils électroménagers tels que les fers à repasser, les cafetières et les bouilloires, des capteurs de température sont utilisés pour garantir la sécurité et l'efficacité énergétique. Les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) occupent un segment de marché plus important.
Le domaine médical en pleine croissance
Le secteur de l'électronique médicale propose une variété d'appareils destinés aux patients hospitalisés, aux patients ambulatoires et même aux soins à domicile. Les thermistances CTN sont utilisées comme capteurs de température dans les dispositifs médicaux.
Lors de la charge d'un petit appareil médical mobile, la température de fonctionnement de la batterie rechargeable doit être surveillée en permanence. En effet, les réactions électrochimiques utilisées lors de la surveillance dépendent largement de la température ; une analyse rapide et précise est donc essentielle.
Les patchs de surveillance continue du glucose (SCG) permettent de surveiller la glycémie chez les patients diabétiques. Dans ce cas, le capteur CTN est utilisé pour mesurer la température, car celle-ci peut influencer les résultats.
Le traitement par pression positive continue (PPC) utilise un appareil pour aider les personnes souffrant d'apnée du sommeil à mieux respirer pendant leur sommeil. De même, pour les maladies respiratoires graves, comme la COVID-19, des respirateurs artificiels prennent en charge la respiration du patient en insufflant doucement de l'air dans ses poumons et en éliminant le dioxyde de carbone. Dans les deux cas, des capteurs NTC en verre sont intégrés à l'humidificateur, au cathéter respiratoire et à la bouche d'admission pour mesurer la température de l'air et garantir le confort du patient.
La récente pandémie a rendu nécessaire une sensibilité et une précision accrues pour les capteurs CTN, garantissant une stabilité à long terme. Le nouveau testeur de virus est soumis à des exigences strictes en matière de contrôle de la température afin de garantir une réaction homogène entre l'échantillon et le réactif. La montre connectée intègre également un système de surveillance de la température pour prévenir d'éventuelles maladies.
Date de publication : 25 mai 2023