NTC e PTC

Assim como você pode montar sensores resistivos de luz, é possível construir sensores resistivos de temperatura. Existem muitos tipos de transdutores de temperatura, neste post falarei apenas dos NTC e PTC, também chamados de termistores. Outros sensores ficarão para outros posts.

Como funciona?

O NTC diminui a resistência a medida que aumenta a temperatura e o PTC aumenta a resistência com o aumento da temperatura. Esses componentes são especificados pela resistência na temperatura ambiente (geralmente 25°C). Este gráfico mostra o comportamento típico dos termistores, a escala varia dependendo das especificações e do fabricante.

O NTC oferece uma resposta exponencial de variação da resistência com a temperatura, em alguns casos é necessário obter uma resposta linear. Para isso é necessário colocar um resistor em paralelo com o NTC, também chamado de resistor de linearização.

Para calcular a resistência de linearização:

R_{lin}=R_{Tc}\frac{B-2T_{c}}{B+2T_{c}}

• R_{lin} é o valor do resistor de linearização;
• R_{Tc} é o valor do termistor no centro da faixa de utilização;
• T_{c} é a temperatura no centro da faixa de utilização em Kelvin;
• B é o coeficiente exponencial do sensor.

B=\frac{T_{1}T_{2}}{T_{2}-T_{1}}ln\frac{R_{T1}}{R_{T2}}

• T_{1} e T_{2} são temperaturas arbitrárias em Kelvin;
• R_{T1} e R_{T2} são as resistências do NTC nas temperaturas T_{1} e T_{2} respectivamente.

A linearização pode causar uma redução da sensibilidade.

Quanto ao PTC, existe o PTC de silício que já tem um comportamento linear, também conhecido por silistor, e o PTC de cerâmica. O comportamento de ambos é mostrado na figura abaixo.

O PTC de cerâmica possui a temperatura Curie, que é a temperatura onde tem a menor resistência, fica no ponto mínimo da curva roxa no gráfico acima.

Materiais

Os materiais mais usados para o NTC são manganês, níquel e cobre. Para o PTC o material mais usado é a cerâmica policristalina em um substrato de titanato de bário (BaTiO_{3}).

NTCs de cobre e manganês.                                     NTC de cobre niquelado

NTC de PVC com encapsulamento de resina epoxi na esquerda e com tubo ABS na direita.

Vários outros tipos de NTC.

PTC de silício.

PTCs de cerâmica policristalina.

Aplicação

PTCs são mais usados para circuitos de proteção contra curto-circuito e sobrecorrente, regulação de calor e proteção de temperatura e o NTC é mais utilizado para medida, compensação e controle de temperatura. Pode usar os termistores nos circuitos da mesma forma que usa o LDR, em vem de ser controlado por luz é controlado por temperatura. Aqui é o símbolo dos termistores usados nos esquemáticos.

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