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技術サポート
NTCサーミスタの助変数
2018/04/09 11:04:41

家電の開発研究では、人々はサーミスタを利用する場合、時々助変数に対する誤解する。これはある助変数の定義とか内容とか規範化または統一化されないからだ。国家標準の「直接熱式負の温度係数サーミスタ『第一部分:総規範』」GB/T 6663.1-2007/IEC 60539-1:2002(下記は国標と略語する)の実施につれて(2007年9月1日)、この情況が変わった。国内ではサーミスタメーカは「国標」によってサーミスタの助変数を表記するべきだ。利用者も「国標」によってメーカからサーミスタの助変数を取れる。

サーミスタは検知の温度につれて抵抗値が大きく変化する熱敏感半導体である。温度の上昇により抵抗値が減少するサーミスタは負の温度係数(NTC)と呼ばれる。家電の領域ではつねにNTCサーミスタを幅広く利用する。
自己発熱:NTCを測定するとか利用する時、通電する。通電したら、サーミスタは自己発熱する。NTCの自己発熱は抵抗値の減少をさせて測定及び利用に影響するので自己発熱をコントロールするのは肝心な点である。温度検知の場合、自己発熱を避けるべきだ。液位または風速検知の場合、自己発熱を利用するべきだ。
公称ゼロ負荷抵抗値:定義は「国標」による(2.2.18)。公称ゼロ負荷抵抗値はサーミスタの一番基本的な助変数である。メーカからのサーミスタ抵抗値はこの抵抗値である。物理ではゼロ負荷の検測は不存在で、ゼロ負荷を誤解しやすいので、ゼロ負荷を理解する時は「自己発熱での抵抗値変化は総測量誤差に相対して無視できる」による定義する。サーミスタのゼロ負荷測定が通常に恒温油槽で行うので、総の測定誤差に影響する一つはサーミスタの流れる電流で、もう一つは恒温油槽の精度である。
環境温度の変化による熱時定数(τa):NTCサーミスタが安定の室温条件から設定温度の環境へ素早く移動して、規定の温度に達する必要な時間である。規定の温度は室温と設定温度の差の63.2%である。τaはNTCの温度測定時の応答時間である。
熱放散常数(δ):
NTCの温度が1K上昇したら、消費する電力は熱放散常数である。「国標」4.10.2により計算方法は次式である。
δ=U TH·I TH /(T b- T a) W /℃
式の中では:
U THはNTCの電圧である。I THはNTCの電流である。T bは自己発熱の安定温度である。T aは室温である。
これから見ると、NTC温度の上昇は自己発熱の温度ということである。つまり、自己発熱での温度はδを利用して計算する。
例えば:δは0.1 W /℃、U TH·I THは0.5 Wなら、
T b- T a)=U TH·I TH /δ ℃=0.5 /0.1 ℃=5 ℃
自己発熱でNTCサーミスタの温度は環境温度より5℃高い。
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