Feuer-Versicherung
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Begrenzte Auswahlmöglichkeiten
Bei solchen Bauelementen sind die Auswahlmöglichkeiten der Entwickler eher begrenzt. Thermoelemente erfordern relativ komplexe Kompensationsschaltkreise und bereiten Kalibrierungsprobleme. Außerdem beträgt deren Ausgangssignal nur wenige Mikrovolt, womit eine Signalaufbereitung erforderlich ist, die gegen elektromagnetische Störungen empfindlich ist.
Manchmal kommen Metallfilm- oder gewickelte Widerstände mit positivem Temperaturkoeffizient (PTCs) zum Einsatz, die aus Nickel oder Platin bestehen. Sie bieten eine bessere Langzeitstabilität als Thermoelemente und sind weniger rauschanfällig. Mit PTCs lässt sich die Temperatur nur dann bestimmen, wenn ein Strom durch sie fließt. Das bedeutet, dass sie relativ viel Leistung »verbraten «. Außerdem ist das Ansprechverhalten bei Temperaturänderungen nicht schnell genug, um eine zuverlässige Detektierung zu gewährleisten. Die meisten linearen Halbleiter-PTCs weisen diese Nachteile auf.
Jobangebote+ passend zum Thema
Als effizienteste Lösung in Sachen Preis/Leistungs-Verhältnis haben sich NTC-Widerstände (negativer Temperaturkoeffizient) erwiesen. Diese Heißleiter, wie sie Vishay anbietet, stellen eine kompakte Lösung mit geringem Leistungsverbrauch, schnellem Ansprechverhalten und hoher Genauigkeit innerhalb eines großen Temperaturbereichs dar. Aus der Sicht des Entwicklers bietet die Vielfalt dieser Bauelemente eine hohe Flexibilität beim elektrischen und physikalischen Design. Vishays SMD-Heißleiter stehen in den Baugrößen von 0402 bis 1012 und mit Widerstandswerten von 1 kO bis 470 kO zur Verfügung (Tabelle 1).
Bei NTCs sind die grundlegenden Design- und Spezifikationsparameter der Widerstandswert (meist für +25 °C) und die Toleranz. Dabei ist zu beachten, dass der prinzipielle Betrieb eines Heißleiters temperaturabhängig ist. Entwickler müssen daher zuerst ein Design entwickeln, das auch bei den Extremwerten des Arbeitstemperaturbereiches funktioniert. Bei hoher Temperatur (niedriger Widerstand) muss der Widerstandswert groß genug sein, um Systemfehler wie Kontakt- und Verbindungswiderstand zu verringern. Bei niedrigen Temperaturen (hoher Widerstand) kann hingegen die Empfindlichkeit beeinträchtigt sein, falls der Strom durch den Heißleiter nicht hoch genug ist.
Die Toleranz wird meist in °C ausgedrückt und stellt ein Maß dar, wie präzise ein NTC die Temperatur misst. Weniger häufig beziehen sich die Hersteller bei der Toleranz auf einen Widerstandwert, der aussagen würde, wie gut der Baustein seinen erwarteten Widerstandswert bei einer bestimmten Temperatur einhält. Für den Entwickler und Einkäufer kommt es darauf an, wie sich die Toleranzanforderungen eines Designs bei einer bestimmten Temperatur oder häufiger über einen großen Temperaturbereich hinweg definieren lassen. Im letzteren Fall kann sich auch die Toleranz zusammen mit dem Absolutwert des Widerstandes verändern. Dabei muss der Entwickler den für das Bauelement spezifizierten negativen Temperaturkoeffizienten berücksichtigen, um die Widerstandstoleranz über den Temperaturbereich hinweg zu berechnen (Tabelle 2). Damit wird sichergestellt, dass der gewählte NTC den Anforderungen an die Systemmessgenauigkeit entspricht.
- Feuer-Versicherung
- Weitere Kennzahlen
- Begrenzte Auswahlmöglichkeiten
