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Thermistance

Qu'est-ce qu'une thermistance?

Un capteur de thermistance est un élément de détection de la température composé d'un matériau semi-conducteur fritté qui se caractérise par d'importantes variations de résistance proportionnelles à de faibles changements de température. Les thermistances présentent généralement des coefficients de température négatifs, ce qui signifie que la résistance de la thermistance décroît au fur et à mesure que la température augmente.

Les thermistances sont fabriquées à partir d'une combinaison de métaux et de matériaux à base d'oxyde métallique. Une fois combinés, les matériaux sont formés et cuits dans la forme souhaitée. Les thermistances peuvent ensuite être utilisées en l'état en tant que thermistances en forme de disque ou être formées et assemblées avec des fils conducteurs et des revêtements pour obtenir des thermistances en forme de bille.

Glass Encapsulated Thermistors

Notions de base sur les thermistances

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Qu'est-ce qu'une thermistance ?

Les thermistances, dérivées de l'expression résiSTANCE THERMIquement sensibles, sont des capteurs de mesure de la température très précis et économiques. Les thermistances existent en 2 types, NTC (coefficient de température négative) et PTC (coefficient de température positive). La thermistance NTC est la plus communément utilisée pour mesurer la température.

Quelles différences avec les RTD ?


Contrairement aux RTD dont la résistance évolue d'une manière quasi-linéaire, les thermistances NTC présentent un important changement non-linéaire de la résistance qui est en fait réduite lorsque la température augmente. Les raisons expliquant la popularité des thermistances pour mesurer la température sont les suivantes :

  • Changement plus important de leur résistance par degré de température offrant une meilleure résolution
  • Haut niveau de reproductibilité et de stabilité
  • Excellente interchangeabilité
  • Une petite taille signifie une réponse rapide aux changements de température

Les revêtements incluent généralement :


  • Revêtements époxy pour une utilisation à des températures plus basses [généralement de -50 à 150°C (-58 à 316°F)]
  • Revêtements en verre pour des applications à températures plus élevées [généralement de -50 à 300°C (-58 à 572°F)
Ces revêtements sont utilisés pour protéger mécaniquement les raccordements à billes et les fils de la thermistance tout en offrant une certaine protection contre l'humidité et/ou la corrosion. C'est le type bille époxy qui est utilisée dans les produits de thermistances Omega pour la détection de température.

Les thermistances sont généralement fournies avec des fils en cuivre massif ou en alliage de cuivre de très petit diamètre (#32AW ou diamètre 0,008"). Ces fils sont souvent étamés pour faciliter les soudures.

Résistance de base


La résistance des thermistances NTC chute à mesure que la température augmente. Cela s'applique aussi aux variations de résistance par degré fournies par la thermistance. Les applications de température relativement faibles (-55 à environ 70°C) utilisent généralement des thermistances de résistance plus faible (2252 à 1 000 Ω). Les applications de températures plus élevées utilisent généralement des thermistances de résistance plus élevées (supérieures à 10 000 Ω) pour optimiser le changement de résistance par degré à la température requise. Les thermistances sont disponibles dans une grande variété de résistances et « courbes ». Les résistances sont normalement spécifiées à 25°C (77°F).

Courbe de résistance / température


Lineality of a thermistor Contrairement aux RTD et aux thermocouples, aucune norme associée aux caractéristiques ou aux courbes de résistance / température n'est établie pour les thermistances. Il est par conséquent possible de choisir parmi différentes options.

Chaque matériau de thermistance fournit une « courbe » de résistance / température différente. Certains matériaux offrent une meilleure stabilité alors que d'autres disposent de résistances plus importantes : des thermistances plus ou moins grandes peuvent ainsi être fabriquées à partir de ces matériaux.

De nombreux fabricants indiquent une constante Beta (B) entre 2 températures (exemple : [3 0/50 = 3890). Cette donnée, associée à la résistance à 25°C (77°F) peut être utilisée pour identifier une courbe de thermistance spécifique. Reportez-vous cette page Web pour obtenir les courbes de thermistance d'Omega.

Choisir la bonne thermistance

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Element de thermistance série 44000 Thermistance
L'élément de thermistance est la forme la plus simple de la thermistance. En raison de leur taille compacte, ces éléments sont couramment utilisés lorsque l'espace est très limité. OMEGA offre une grande variété d'éléments de thermistance qui varient non seulement en facteur de forme, mais aussi dans leur résistance par rapport à des caractéristiques de température. Depuis thermistances sont non-linéaire, l'instrument utilisé pour lire la température doit linéariser la lecture.
Sonde à thermistance TJ36 Sondes à thermistance
L'élément autonome est relativement fragile et ne peut être placé dans un environnement difficile. OMEGA propose des thermistances qui sont des éléments de thermistance incorporés dans des tubes métalliques. Ces sondes de température sont beaucoup mieuxadaptés aux environnements industriels que des éléments de thermistance.

FAQ sur les thermistances

Quelle thermistance est la plus adaptée à mon application ?


Que vous remplaciez une thermistance existante ou sélectionniez une thermistance pour une nouvelle application, trois informations clés sont nécessaires pour obtenir le résultat souhaité. Il s'agit :
  1. De sélectionner la résistance de base souhaitée pour votre nouvelle application ou de spécifier correctement la résistance de base de la thermistance devant être remplacée.
  2. De spécifier une relation résistance / température (« courbe »), ou des applications de remplacement, veiller à connaître les informations existantes sur la thermistance
  3. Taille de la thermistance ou modèle de boîtier du capteur

Résistances de thermistance les plus courantes :

  • 2252Ω
  • 3000Ω
  • 5000Ω
  • 10,000Ω
  • 30,000Ω
  • 50,000Ω
  • 1 MΩ (1,000,000)

Précision de la thermistance


Les thermistances sont l'un des types de capteurs de température les plus précis. Les thermistances OMEGA affichent une précision de ±0,1°C ou ±0,2°C en fonction du modèle spécifique de capteur de température. Toutefois, ces éléments sont relativement limités dans leur plage de température, et ne fonctionnent que sur une plage nominale comprise entre 0°C et 100°C .

Stabilité de la thermistance


Les éléments de thermistance finis sont chimiquement stables et ne sont pas affectés de manière significative par le vieillissement.

Taille ou style de boîtier du capteur


Après avoir établi la résistance et la « courbe », l'utilisateur doit prendre en compte le mode d'utilisation de la thermistance. Pour sélectionner la taille ou le boîtier du capteur de la thermistance, il ne faut pas oublier qu'une thermistance ne mesure que sa propre température.

Les billes de thermistance ne sont généralement pas conçues pour une immersion directe dans un process. De petits appareils peuvent changer de température très rapidement car la seule chose les isolant de l'environnement est un revêtement fin d'époxy. Omega offre une ligne complète de capteurs qui protègent la thermistance tout en pouvant être utilisés dans de nombreuses applications. Ces applications sont, entre autres, les suivantes :

Bolt Mount Thermistor Sensor with a Stainless Steel Threaded Stud Housing

Application générale


Les modèles de capteur polyvalents peuvent être adaptés à de nombreuses utilisations. Les applications de ces capteurs incluent les tests d'équipements et structures électroniques, de process, de design et de fiabilité. Ils peuvent être facilement installés et contrôlés. Le modèle Omega ON-950 est un exemple de ce type de construction. Très peu encombrant, un petit boîtier SST équipé d'un goujon fileté #8-32 peut être installé dans tout orifice fileté #8-32.

Mesure en immersion liquide


En cas d'exposition à des liquides, les thermistances doivent être protégées de la corrosion et positionnées dans le fluide de manière à parvenir à la température souhaitée. Pour cela, utilisez des tubes à extrémité fermée et des boîtiers spécifiquement conçus. Veillez à garantir un chemin thermique correct pour la thermistance et une masse thermique aussi faible que possible.

Détection de surface


Le modèle de capteur de surface ON-409 attachable est simple mais efficace pour surveiller la température de surface. Ce modèle inclut un estampage métallique fin et rond dans lequel la thermistance est revêtue d'époxy. L'estampage métallique peut alors être fixé sur une surface au moyen d'une méthode époxy ou autre pour mesurer la température de surface.