INTRODUCCIÓN:
En una resistencia NTC (Negative Temperatura
Coefficient), llamada también termistor, la
resistencia disminuye en la medida que
aumenta la temperatura. El cambio de la resistencia
puede provocarse por medio de un cambio de la
temperatura del medio ambiente o por
medio de la refrigeración propia debido a
diferentes cargas eléctricas.
La típica curva característica de una
resistencia NTC tiene una forma exponencial; la curva
depende del material empleado, de la forma
constructiva y el cambio de temperatura.
RESISTENCIAS NTC –
Negative Temperature Coeficient
Son resistencias de coeficiente de
temperatura negativo, constituidas por un cuerpo semiconductor cuyo coeficiente de temperatura
sea elevado, es decir, su conductividad crece muy rápidamente con la temperatura.
Se emplean en su fabricación óxidos
semiconductores de níquel, zinc, cobalto, etc.
La relación entre la resistencia y la
temperatura no es lineal sino exponencial (no cumple la ley de Ohm). Dicha
relación cumple con la fórmula siguiente:
R = A . e B/T
La característica tensión-intensidad (V/I) de
un resistor NTC presenta un carácter peculiar, ya que cuando las corrientes que
lo atraviesan son pequeñas, el consumo de potencia (R*I2) será
demasiado pequeño para registrar aumentos apreciables de temperatura, o lo que
es igual, descensos en su resistencia óhmica; en esta parte de la
característica la relación tensión-intensidad será prácticamente lineal y en
consecuencia cumplirá la ley de Ohm.
Si seguimos aumentando la tensión aplicada al
termistor, se llegará a un valor de intensidad en que la potencia consumida
provocará aumentos de temperatura suficientemente grandes como para que la
resistencia del termistor NTC disminuya apreciablemente, incrementándose la
intensidad hasta que se establezca el equilibrio térmico.
Ahora nos encontramos pues, en una zona de
resistencia negativa en la que disminuciones de tensión corresponden aumentos
de intensidad.
Acondicionamiento
de termistores
La relación resistencia del termistor NTC y temperatura esta dada
por la siguiente ecuación.
Donde la temperatura To es del orden de 198 º
K o 25 ° C y B se encuentra entre 2000° K y 4000° K.
Dos posibles circuitos acondicionadores son los siguientes:
Circuito
1
El
comportamiento no lineal del sensor puede compensarse por medio de un divisor
de tensión, donde el voltaje de salida es:
Circuito
2
Cuando el puente está compensado el voltaje en los puntos A y B es
el mismo. Si la temperatura cambia, la NTC cambia su resistencia y el puente se
descompensa, dando lugar a un voltaje en A distinto al de B.
La curva V contra I se muestra en la siguiente gráfica:
De la gráfica se observa que existen tres zonas de trabajo:
- Tramo A-B: Corrientes muy
pequeñas. El efecto de autocalentamiento no es apreciable y la resistencia
es la correspondiente a la temperatura ambiente (corriente muy pequeña).
La curva puede aproximarse a la expresión de la recta asintótica (A-B).
- Tramo B-C: Zona de
transición La curva presenta una ondulación y la resistencia dinámica es
negativa, los circuitos para los cuales el termistor opera en esta zona
son inestables.
- Tramo C-D: Zona de
grandes corrientes. El termistor se comporta como una resistencia
constante de valor inferior al de la resistencia al tramo AB (corrientes
muy altas).
Aplicaciones
Hay tres grupos:
- Aplicaciones
en las que la corriente que circula por ellos, no es capaz de producirles
aumentos apreciables de temperatura y por tanto la resistencia del
termistor depende únicamente de la temperatura del medio ambiente en que
se encuentra.
- Aplicaciones
en las que su resistencia depende de las corrientes que lo
atraviesan.
- Aplicaciones
en las que se aprovecha la inercia térmica, es decir, el tiempo que tarda
el termistor en calentarse o enfriarse cuando se le somete a variaciones
de tensión
Ejemplos:
- Medidas de temperatura
En ambos casos el indicador de temperatura
(un miliamperímetro por ejemplo) depende de la temperatura ambiente en la que
se encuentra la NTC.
Si estas señales eléctricas (tensión o
corriente) se aplican a algún circuito de control podemos obtener un eficaz
control de temperatura de salas, baños, étc. ya que podemos gobernar el elemento
calefactor, con su marcha y parada de acuerdo a cual sea la temperatura a que
se encuentra el resistor.
2. Medida de la velocidad de fluidos
El fluido (flow) se halla ligeramente
calentado por una pequeña resistencia que proporciona un determinado número
constante de calorías.
De esta forma tendremos que las indicaciones
del micro amperímetro, colocado en una de las ramas del puente, dependerán de
la diferencia de temperaturas (T1-T0) a que se encuentran los termistores, y
naturalmente esta diferencia es función de la velocidad del fluido.
Si la velocidad del fluido es nula, los dos
termistores estarán a la misma temperatura, para este caso ajustaremos el puente
para que el indicador (micro amperímetro) no se desvíe. Si aumenta la velocidad
del fluido, la temperatura T0 disminuirá y la T1 aumentará, provocando esta
diferencia de temperatura que las variaciones en los termistores desequilibren
el puente de resistencias y el micro amperímetro convenientemente graduado nos
indique dicha velocidad.
3. Accionamiento retardo de reles
Si queremos que el relé actúe con cierto
retraso, utilizaremos el circuito de la figura 6.
- Al
aplicar una tensión V, como la NTC tiene una resistencia grande, toda la
tensión estará aplicada prácticamente sobre la propia NTC, y el relé no
estará accionado.
- Debido
al paso de la corriente por la NTC, esta se calentará, y por tanto
disminuirá su resistencia, aumentando por tanto la caída de tensión en el
relé.
- En
el momento que el relé actúe cerrará sus contactos, y con uno de ellos
cortocircuitaremos la NTC, para que se enfríe y pueda más tarde poder
volver a provocar un retardo en el relé
El tiempo de este retardo puede variar entre
algunos segundos hasta varios minutos eligiendo apropiadamente el resistor
NTC.
resumen:
Las resistencias NTC (Negative Temperature Coefficient) coeficiente de temperatura negativo, son un tipo de resistencias que varían su valor con la temperatura teniendo menor resistencia a mayor temperatura. Si experimentamos con la NTC veremos que no es lineal con la temperatura ya que si trazamos una gráfica con pequeños incrementos de temperatura veremos que toma una forma hiperbólica. En los circuitos se aprovecha una pequeña franja de valores que viene determinada por el modelo de NTC. En etapas de amplificación de BF suele estar presente como elemento que compensa cuando los transistores finales se saturan en exceso y se calientan.
OBJETIVOS
Determinar las curvas características de una
resistencia NTC, R=f(') y I=f(V).
Reconocer el tipo de aplicaciones que se
pueden encontrar con este tipo de
elemento pasivo.
conclusión:
La misión de los resistores en los circuitos es limitar el valor de la corriente que circula por un ramal o por un componente del circuito. También se utilizan para limitar la tensión eléctrica.
Los termistores son componentes electrónicos cuya resistencia varía con la temperatura. Los hay de dos tipos: NTC y PTC.
descargarlo del drive:
https://docs.google.com/open?id=0B5TYN-neqvGkMDFLaVRnN0thZEE
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Linealización y Acondicionamiento de señal
Resumen
puente de Wheatstone, LM335, termistor NTC.
