Qu'est-ce qu'un capteur de température NTC ?

Qu'est-ce qu'un capteur de température NTC ?

Pour comprendre la fonction et l'application du capteur de température NTC, nous devons d'abord savoir ce qu'est la thermistance NTC.
Comment fonctionne le capteur de température NTC expliqué simplement
Les conducteurs chauds sont des résistances électroniques à coefficient de température négatif (CTN). Si un courant traverse les composants, leur résistance diminue avec l'augmentation de la température. En revanche, si la température ambiante baisse (par exemple dans un doigt de gant), la résistance des composants augmente. En raison de ce comportement particulier, les experts appellent également une résistance CTN « thermistance CTN ».

La résistance électrique diminue lorsque les électrons se déplacent
Les résistances CTN sont constituées de matériaux semi-conducteurs dont la conductivité se situe généralement entre celle des conducteurs et celle des non-conducteurs. Si les composants chauffent, les électrons se détachent des atomes du réseau. Ils quittent leur place dans la structure et transportent l'électricité beaucoup mieux. Résultat : avec l'augmentation de la température, les thermistances conduisent beaucoup mieux l'électricité ; leur résistance électrique diminue. Ces composants sont utilisés, entre autres, comme capteurs de température, mais pour cela, ils doivent être connectés à une source de tension et à un ampèremètre.

Fabrication et propriétés des conducteurs chauds et froids
Une résistance CTN peut réagir très faiblement ou, dans certaines zones, très fortement aux variations de température ambiante. Le comportement spécifique dépend essentiellement du procédé de fabrication des composants. Ainsi, les fabricants adaptent le rapport de mélange des oxydes ou le dopage des oxydes métalliques aux conditions souhaitées. Cependant, les propriétés des composants peuvent également être influencées par le procédé de fabrication lui-même, par exemple par la teneur en oxygène de l'atmosphère de cuisson ou la vitesse de refroidissement de chaque élément.

Différents matériaux pour une résistance NTC
Des matériaux semi-conducteurs purs, des semi-conducteurs composés ou des alliages métalliques sont utilisés pour garantir le comportement caractéristique des thermistances. Ces derniers sont généralement constitués d'oxydes métalliques (composés de métaux et d'oxygène) de manganèse, de nickel, de cobalt, de fer, de cuivre ou de titane. Ces matériaux sont mélangés à des liants, pressés et frittés. Les fabricants chauffent les matières premières sous haute pression afin d'obtenir des pièces aux propriétés souhaitées.

Caractéristiques typiques de la thermistance en un coup d'œil
Les résistances CTN sont disponibles dans des plages allant de 1 ohm à 100 mégohms. Ces composants peuvent être utilisés de -60 à +200 degrés Celsius et présentent des tolérances de 0,1 à 20 %. Lors du choix d'une thermistance, plusieurs paramètres doivent être pris en compte. L'un des plus importants est la résistance nominale. Elle indique la valeur de résistance à une température nominale donnée (généralement 25 degrés Celsius) et est indiquée par un R majuscule suivi de la température. Par exemple, R25 correspond à la valeur de résistance à 25 degrés Celsius. Le comportement spécifique à différentes températures est également important. Il peut être spécifié à l'aide de tableaux, de formules ou de graphiques et doit absolument correspondre à l'application souhaitée. D'autres valeurs caractéristiques des résistances CTN concernent les tolérances ainsi que certaines limites de température et de tension.

Différents domaines d'application d'une résistance NTC
Tout comme une résistance CTP, une résistance CTN convient également à la mesure de température. La valeur de la résistance varie en fonction de la température ambiante. Afin de ne pas fausser les résultats, l'auto-échauffement doit être limité autant que possible. Cependant, l'auto-échauffement lors du passage du courant peut être utilisé pour limiter le courant d'appel. La résistance CTN étant froide après la mise sous tension des appareils électriques, seul un faible courant circule initialement. Après un certain temps de fonctionnement, la thermistance chauffe, la résistance électrique diminue et le courant augmente. Les appareils électriques atteignent ainsi leur pleine performance avec un certain retard.

Une résistance CTN conduit moins bien le courant électrique à basse température. Si la température ambiante augmente, la résistance des conducteurs dits chauds diminue sensiblement. Le comportement particulier des éléments semi-conducteurs peut être utilisé principalement pour la mesure de température, la limitation du courant d'appel ou le retardement de diverses commandes.