Sensor de posiciton

TRABAJO 1


Medida De Magnitudes Físicas














-TERMISTORES-




























Curso 2011/12




Un termistor es un sensor resistivo de temperatura. Es una resistencia variable con la temperatura, y su funcionamiento no esta basado en materiales conductores, como las RTD, sino que utiliza materiales semiconductores. El términotermistor proviene de Thermally Sensitive Resistor. Existen dos tipos de termistor:
• NTC (Negative Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura negativo
Símbolo NTC.
[pic]
• PTC (Positive Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura positivo
Símbolo PTC.
[pic]

Introducción

Su funcionamiento se basa en la variación de la resistencia de un semiconductorcon la temperatura, debido a la variación de la concentración de portadores. Para los termistores NTC, al aumentar la temperatura, aumentará también la concentración de portadores, por lo que la resistencia será menor, de ahí que el coeficiente sea negativo. Para los termistores PTC, en el caso de un semiconductor con un dopado muy intenso, éste adquirirá propiedades metálicas, tomando uncoeficiente positivo en un margen de temperatura limitado. Usualmente, los termistores se fabrican a partir de óxidos semiconductores, tales como el óxido férrico, el óxido de níquel, o el óxido de cobalto.
Los termistores, como RTDs, son semiconductores térmicamente sensibles cuya resistencia varía con la temperatura. Los termistores están fabricados con material de semiconductor de óxido de metalencapsulado en una pieza de vidrio o epoxi. También, los termistores tienen valores de resistencia nominal mucho más altos que los RTDs (desde 2,000 a 10,000 Ω) y pueden ser usados para bajas corrientes.
Cada sensor tiene una resistencia nominal designada que varía proporcionalmente con la temperatura de acuerdo a una aproximación alineada. Los termistores tienen ya sea un coeficiente de temperaturanegativo (NTC) o un coeficiente de temperatura positivo (PTC). El primero, y el más común, tiene una resistencia que disminuye al aumentar la temperatura y el segundo presenta mayor resistencia al aumentar la temperatura.
Puede usar termistores PTC como dispositivos de corriente limitada para protección de circuitos (en lugar de fusibles) y como elementos de calentamiento en pequeños hornos detemperatura controlada. En tanto, los termistores NTC, el tema principal de este artículo, son usados principalmente para medir temperatura y son ampliamente usados en termostatos digitales y en automóviles para monitorear temperaturas de motor.
Los termistores generalmente tienen una sensibilidad muy alta (~200 Ω/°C), lo cual los hace extremadamente susceptibles a los cambios de temperatura. A pesarde que tienen un rango rápido de respuesta, los termistores están limitados para uso en un rango de temperatura de 300 °C. Esto, junto con su alta resistencia nominal, ayuda a proporcionar medidas precisas en aplicaciones de menor temperatura.

Sin embargo, a diferencia de los sensores RTD, la variación de la resistencia con la temperatura es no lineal. Para un termistor NTC, la característicaes hiperbólica. Para pequeños incrementos de temperatura, se darán grandes incrementos de resistencia. Por ejemplo, el siguiente modelo caracteriza la relación entre la temperatura y la resistencia mediante dos parámetros:
[pic]
donde:
• RT es la resistencia del termistor NTC a la temperatura T (K)
• R0 es la resistencia del termistor NTC a la temperatura de referencia T0 (K)
• Bes la temperatura característica del material, entre 2000 K y 5000 K.
Por analogía a los sensores RTD, podría definirse un coeficiente de temperatura equivalente α, que para el modelo de dos parámetros quedaría:
[pic]
Puede observarse como el valor de este coeficiente varía con la temperatura. Por ejemplo, para un termistor NTC con B = 4000 K y T = 25 °C, se tendrá un coeficiente equivalente...