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NTC Heißleiter

Allgemein

Bei einem Heißleiter handelt es sich nach DIN 44070 bzw. IEC 60593 um einen temperaturabhängigen Halbleiterwiderstand, dessen Widerstandswert mit steigender Temperatur abnimmt. Der Negative Temperature Coeffizient (NTC) liegt bei etwa -2 bis -6% pro Kelvin und ist damit etwa zehnmal größer als bei den Metallen. Heißleiter eignen sich deshalb gut zur Temperaturmessung. 

Sie bestehen aus Oxiden und Dotierzuschlägen. Diese werden zu pulverigen Massen aufbereitet und nach Zugabe eines Bindemittels bei Temperaturen von über 1000°C gesintert. Danach werden die keramischen Elemente noch metallisch kontaktiert und mittels spezieller Temperaturbehandlungen zur Verbesserung der Langzeitstabilität gealtert.

Verwendung

Die Änderung des Widerstandes im Betrieb, kann sowohl durch Temperaturänderung der Umgebung (Fremderwärmung) als auch durch Eigenerwärmung infolge eines (zu hohen) Messstroms erfolgen. Daher ist die Einhaltung der angegebenen max. Leistung der Heißleiter wichtig. Während bei Verwendung von Kaltleitern durch die NAT des PTC eine Überwachung einer bestimmten Temperatur fest vorgegeben ist, kann man den Widerstand eines NTC bei den verschiedenen Temperaturen einer nicht linearen Kennlinie messen.

Funktionsprinzip

Heißleiter (NTC) werden vorwiegend dort eingesetzt, wo über einen weiten Temperaturbereich eine Widerstandsmessung erfolgen soll. Die Kennlinie eines Heißleiters ist im Vergleich zu Platinsensoren (z.B. Pt100) infolge der Temperaturabhängigkeit der Widerstände nicht linear. Hierbei sind neben der Toleranz des Widerstand-Grundwertes auch noch die Toleranz der Kennliniensteilheit (der sogenannte B-Wert) zu beachten. Ferner gilt, dass infolge unterschiedlicher Keramik-Rezepturen, unterschiedlicher Prozessbedingungen in der Herstellung und nicht linearer Kennlinien Heissleiter unterschiedlicher Hersteller als auch unterschiedlicher Bauformen so gut wie nie verglichen oder gar ausgetauscht werden können.

Anwendungshinweise

Der Vorteil bei Heissleitern besteht darin, dass durch unterschiedlichste Bauformen gut auf konstruktive Anforderungen eingegangen werden kann. So können mittels neuer Miniatur-Bauformen Heissleiter auch in nur 1,5 mm breiten Meßstellen verwendet werden. 

Da aufgrund der vorgenannten Bedingungen eine Vielfalt an möglichen Ausführungen / Kennlinien besteht, ist aus wirtschaftlichen Gründen ein Heissleitereinsatz meist bei Serienmengen von mindestens 500 Stück in Erwägung zu ziehen. Aus diesem Grund bittet EPHY-MESS bei anstehenden Projekten um Nennung der technischen Anforderungen und der Bedarfsmengen, um im Einzelfall eine wirtschaftliche Realisierung überprüfen zu können.

Folgende Angaben werden hierzu erbeten:

  • Einsatztemperaturbereich
  • Grundwiderstandswert bei in der Regel +25°C
  • mechanische Anforderungen an Bauform oder Größe

 

EPHY-MESS kann darauf basierend auf Wunsch auch im eigenen Messlabor einen Kennlinienverlauf (R/T) erstellen, anhand dessen der Kunde die nominellen Widerstandswerte im Voraus einsehen kann.

Für Motorschutzanwendungen wird z.B. die bedrahtete Bauform K227 mit Widerstandswerten von überwiegend 1,8 kΩ bei 100°C verwendet, alternativ wird aber auch 10 kΩ bei 100°C eingesetzt. Neben der Schrumpfschlauch-Ausführung mit Teflon-Anschlusslitzen sind auf Anfrage auch weitere Konfektionierungsvarianten in Metall- oder Keramikhülsen möglich.