Thermistance

Les principaux capteurs de température utilisés en électronique sont basés sur la loi de variation d'une résistance. Certains croient que ces éléments ne suivent pas la loi d'Ohm en disant que ce sont des résistances non linéaires cependant,...



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  • a) Quand la température augmente la valeur de la résistance de la CTN diminue (voir photos). b) Une thermistance est une résistance dont la valeur diminue... (source : labotp)
  • Ci-dessous voilà celle que nous utiliserons : C'est une thermistance CTN (pour... Pour cela indique comment évolue la résistance quand la température augmente.... 5) La résistance R de la thermistance est -elle proportionnelle à la... (source : mpicartier.free)
  • Objectif : On se propose d'étudier les variations de la résistance d'une thermistance CTN selon la température. Méthode : Une thermistance est ... (source : ac-rennes)

Les principaux capteurs de température utilisés en électronique sont basés sur la loi de variation d'une résistance. Certains croient que ces éléments ne suivent pas la loi d'Ohm en disant que ce sont des résistances non linéaires cependant, la loi d'ohm s'applique toujours car la thermistance offre une résistance électrique.

On trouve aussi des capteurs de température au silicium.

Principales Caractéristiques

Les principales qualités de ces capteurs sont : Précision, Linéarité, Valeur nominale pour une température donnée (à 25 °C), Temps de réponse (en s), Sensibilité ou cœfficient de température (variation de la résistance selon la température), Etendue ou gamme de mesure (température min. et max. d'utilisation), Durée de vie, Stabilité (variation des différents paramètres dans le temps), Encombrement, coût.

Classification

On peut distinguer deux types de thermistances : les CTN et les CTP.

Caractéristiques typiques d'une CTN et d'une CTP

Symbole

Il est basé sur celui d'une résistance :

Symboles.png

CTN

CTN

Les CTN (Cœfficient de Température Négatif, en anglais NTC, Negative Temperature Cœfficient) sont des thermistances dont la résistance diminue de façon uniforme avec la température.

Quand l'effet Joule (échauffement dû au passage du courant) est négligeable, on peut exprimer une relation entre la résistance de la CTN et sa température par la relation de Steinhart-Hart (lire l'article pour plus de détails sur la manipulation de cette relation)  :

{1 \over {T+273,15}} = A + B \ln(R_T) + C (\ln(R_T))ˆ3 \,

Cette formule, valable à l'ensemble des températures, peut être simplifiée sur une plage limitée de températures. La formule devient :

{{R_T} \over {R_0}}=\exp\left(\beta\times\left({1 \over {T+273,15}} - {1 \over {T_0+273,15}}\right)\right) \,

Et, pour plus de précision, entre deux températures proches d'une valeur donnée (Tn < T < Tn + 1)  :

{{R_T} \over {R_n}}=\exp\left(\frac{\alpha_n}{100}\cdot(T_n + 273,15)ˆ2 \cdot\left( \frac{1}{T+273,15} - \frac{1}{T_n+273,15}\right)\right)\,[1]

Dans ces équations :

Les CTN sont fabriquées à base d'oxydes de métaux de transition (manganèse, cobalt, cuivre et nickel). Ces oxydes sont semiconducteurs.

Les CTN peuvent être utilisées dans une large plage de températures, de -200 °C à + 1 000 °C, et elles sont disponibles en différentes versions : perles de verre, disques, barreaux, pastilles, rondelles, puces etc. Les résistances nominales vont de quelques ohms à une centaine de kohms. Le temps de réponse dépend du volume de matériau utilisé.

Les CTN sont utilisées pour les mesures et le contrôle de la température, la suppression d'impulsions transitoires, la mesure de flux de liquides.

CTP

Fusible CTP

Les CTP (Cœfficient de Température Positif, en anglais PTC, Positive Temperature Cœfficient) sont des thermistances dont la résistance augmente fortement avec la température dans une plage de température limitée (typiquement entre °C et 100 °C), mais diminue en dehors de cette zone.

Les CTP sont fabriquées à base de titanate de baryum. Elles sont comme les CTN, disponibles en différentes variantes et valeurs.

Les CTP peuvent être utilisées :

Notes

  1. (en) EPCOS - caractérisation des R/T des CTN[pdf]

Voir aussi

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