科目：
- サーミスタ
- PTC抵抗器
- NTC耐性
- NTC特性の決定
PTC抵抗:
PTC 抵抗器は、正の温度係数を持つ抵抗器です。 主に電化製品の温度保護として使用されます。 温度が上昇すると抵抗も増加します。 抵抗と温度の関係は、PTC 抵抗器と線形の関係になります。 つまり、抵抗は温度の上昇に比例して増加します。 これは、下の画像の正確な直線によって確認できます。
PTC 抵抗器は、とりわけミラーの加熱に使用されます。 この保護抵抗がないと、スイッチを入れた後、12 ボルトの一定 (最大) 電圧と 1,25 アンペアの電流が発熱体に残ります。 供給される電流により加熱が続くため、これらは最終的に焼損します。 正線に PTC 抵抗を追加することで過負荷を防ぐことができます。 この抵抗器は発熱体の温度を監視します。 冬季にミラーデプレッションのスイッチがオンになった場合、PTC 抵抗器は最初は機能しません。 その場合、温度が低すぎます。 完全な 12v / 1,25A が発熱体を通って流れるため、最初はミラーガラスが急速に加熱されます。 （水分はミラーガラスからできるだけ早く消えます）。
温度が上昇すると、抵抗が増加します (下の図を参照)。 ミラーガラスの温度が 20 度に達すると、PTC の抵抗値は 20 オームになります。 電流は 1,25A から 0,6A に減少しました。 これは次のように計算できます。 オームの法則:
私=U/R
I = 12 / 20
私=0,6A
電流は半分になり、ミラーガラスの加熱が遅くなります。 ガラスの温度が 40 度に上昇すると、PTC の抵抗値は 40 オームになります。 電流は0,3Aまで下がりました。
最高温度 60 ℃では、PTC 抵抗器の抵抗は 60 オームになります。 電流はわずか0,18Aです。 加熱出力は一定になり、電流が低いためそれ以上増加することはありません。 ミラーガラスの温度は一定に保たれ、過熱することはありません。 上記の値は、可能な限り明確にするために作成されたものであり、純粋に例として提供されています。 各メーカーはミラー加熱に独自のアンペア数 (したがって抵抗値) を使用します。
車内には、ウィンドウ モーターなど、PTC 抵抗器を備えた他のコンポーネントもあります。 ウィンドウ機構が非常に重い場合（機械的負荷が高いため）、またはウィンドウを連続して何度も開閉すると、ウィンドウを操作するモーターの温度が上昇します。 この電気モーターは PTC 抵抗器によっても監視されます。 温度が高くなりすぎると、この信号が PTC 抵抗器を介して制御ユニットに送信されます。 これにより、温度が下がるまでモーターへの電源供給が一時的にオフになります。 これは過熱を防ぐための純粋なセキュリティ目的です。
NTC抵抗:
NTC 抵抗器は、負の温度係数を持つ抵抗器です。 これらの抵抗は次のように適用されます。 温度センサー とりわけ、冷却剤と吸気。 温度が上昇すると、抵抗は減少します (画像を参照)。 多くの場合、1 ～ 5 ボルトの定電圧がセンサーに印加されます。 低温では抵抗値が高くなるため電圧は低くなります。 温度が上昇すると抵抗が減少し、電圧が増加します。
電圧の増加は、特にインジェクターの噴射量を決定する特性フィールドの制御装置によって制御されます。 この値は、ダッシュボードの冷却水温度メーター、または空調制御ディスプレイの外気温度に渡すこともできます。
抵抗と温度の関係は、NTC 抵抗とは線形関係がありません。 これは、抵抗が温度の上昇に比例して減少しないことを意味します。 これは、画像の曲線で確認できます。 この線は「特性」と呼ばれ、対数線になります。
NTC 特性の決定:
NTC 特性は、XNUMX つの温度で対応する抵抗値を決定することによって部分的に概要を示すことができます。 この目的のために、温度センサーを加熱したやかんの中に吊るしたまま、オームメーターで測定できます。
さまざまな温度と抵抗値で点を描画できます。 これらの点の間に線を引くことができます (下の画像を参照)。 原理的には、これにより、摂氏 20 度以下および 100 度以上で特性がどのように変化するかを正確に推定することが可能になります。
これをさらに深く掘り下げると興味深いです。 XNUMX つの測定された抵抗値を使用して、無限に広い温度範囲にわたって「Steinhart-Hart 方程式」を使用して正確な抵抗を決定できます。 特性も正確に判定できる。 このページの下部から特性を作成できる Excel ファイルをダウンロードできます。
スタインハート・ハート方程式は次のとおりです。
- T はケルビン単位の温度です。
- R は T における抵抗 (オーム) です。
- A、B、Cは、特定の温度での抵抗値に依存するスタインハート・ハート係数です。
特定の温度での半導体の抵抗を求めるには、Steinhart-Hart 方程式の逆関数 (R) を使用する必要があります。 この方程式は次のとおりです。
ここで、x と y は次の式を使用して決定されます。
Steinhart-Hart の A、B、および C 係数を見つけるには、温度 (T1、T2、および T3) での 1 つの抵抗値 (R2、R3、および R1) を決定する必要があります。 これらは半導体の仕様で調べるか、温度計と抵抗計で測定する必要があります。 L2、L3、および R1 は、抵抗値の逆数を求めることによって計算されます。 Y2、Y3、および Y1 は、ケルビン単位の温度の -XNUMX 乗を計算して決定されます。
次に、スタインハート-ハート係数 (A、B、C) を計算できます。
これらの係数と ln (R) を入力すると、正しい温度が得られます。 上記の式を完成させると、次のようになります。
すべてのデータを Steinhart-Hart 方程式に代入します。
与える:
変数「T」を使用すると、希望の温度を変更できます。 計算によると、T が摂氏 120 度の場合、抵抗は 122 オームであることがわかります。
この式は、特性を引き出すために以前に測定した XNUMX つの温度を使用して完成させることができます。
- 2500°C で 20 オーム。
- 626°C で 60 オーム。
- 200℃で100オーム。
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