¿Puede un sensor NTC desviarse con el tiempo?

Estaba leyendo cosas sobre el autocalentamiento NTC y estaba pensando si la fuga térmica es algo que realmente podría afectar una medición. Entonces, no es una compensación, sino una deriva en la resistencia.

Así que traté de pensar qué sucede en un circuito como este:

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La máxima potencia absorbida por el termistor es cuando tiene la misma resistencia que Rref debido al teorema de máxima transferencia de potencia. Trazando esta potencia absorbida frente a la temperatura (es decir, la resistencia) y frente a los gráficos, obtengo algo como esto:

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donde por supuesto a 25°C ambas resistencias tienen el mismo valor. Ahora, para temperaturas superiores a 25 °C, puedo ver que hay una retroalimentación negativa que evita que el sensor se desvíe: a medida que aumenta la temperatura, la potencia disipada disminuye y la temperatura vuelve a disminuir, y espero que permanezca en un punto de equilibrio más bajo que el desplazamiento sin esta retroalimentación negativa.

Por otro lado, para temperaturas inferiores a 25°C, a medida que el sensor aumente su temperatura, aumentará la potencia disipada, aumentando aún más, hasta llegar al punto estacionario de 25°C.

Ahora bien, si esas suposiciones son correctas, ¿cómo se tiene esto en cuenta en el diseño? ¿Se elimina este efecto de alguna manera?

Creo que esta pregunta se aplica también a algunas resistencias "fijas", pero con una dependencia térmica parásita significativa.

Eliminé mi respuesta por 2 razones. Era solo un enlace y comentaste explícitamente que querías algo sobre la deriva, que era casi inexistente en el documento vinculado. Si está interesado en la deriva debido al envejecimiento y cómo el autocalentamiento lo acelera, debe escribirlo en la pregunta.
@ user287001 La pregunta está relacionada con cómo (o cómo no) la retroalimentación positiva debido al autocalentamiento podría afectar el sensor. Si lo afecta, se desplazará hasta cierto punto, si no, no se desplazará. En cualquier caso, sería bueno saber por qué no sucede o si está sucediendo, cómo mitigarlo. (pero generalmente no sucede) Por lo tanto, no está relacionado con el envejecimiento. +1 por el esfuerzo de tratar de entender mejor la pregunta.
De acuerdo. Quiere algo sobre la dinámica de la generación de la compensación, que es el estado estable resultante. Y sobre todo el posible efecto de retroalimentación. ¿Bien?
Corregir, más concretamente, si hay feedback y por qué. Cómo calcular el desplazamiento y qué es lo que tengo claro. Lo que no es, es como el NTC llega al estado estacionario si, en teoría, hay un feedback (positivo por debajo de 25°C)

Respuestas (2)

El autocalentamiento puede afectar ligeramente la medición, pero en los circuitos de medición, el cambio es, por diseño, pequeño, por lo que el efecto de la disipación adicional o reducida debido al cambio no es importante y el "descontrol" no es una preocupación. Por ejemplo, si se produce un error de 1 grado C, la resistencia cambiará quizás un 5 % y la disipación cambiará menos de un 1 % cerca del máximo, por lo que esencialmente aumentará 1 grado C,

El autocalentamiento se ve muy afectado por la resistencia térmica entre el sensor y el medio que se mide. Un sensor en contacto íntimo con agua que fluye a 1 m/s experimentará mucho menos autocalentamiento que el mismo sensor en aire quieto, en igualdad de condiciones.

Entonces, básicamente, este efecto elimina la deriva. Si es así, entonces tiene sentido tener poca o ninguna información al respecto.
Pero no veo bien por qué este pequeño cambio no se acumula con el tiempo, si se supone que es un feedback positivo.
Para desbocarse, el aumento incremental en el autocalentamiento tendría que acercarse al 100%, por lo que es 100 veces peor que mi ejemplo. Piense en un amplificador inversor de amplificador operacional con ganancia -1: puede agregar un poco de retroalimentación positiva y la ganancia cambiará un poco, pero no será hasta que obtenga una retroalimentación positiva neta que se arruine. La analogía con la retroalimentación negativa es la pérdida de calor hacia el medio ambiente, que aumenta con el aumento del delta de temperatura, y se puede expresar en un número (quizás linealizado localmente) de grados C/W. Para obtener una disipación desbocada, tiene que aumentar más rápido, lo que está lejos del modo de sensor normal.

Cuando use un NTC, debe asegurarse de que el autocalentamiento no sea un problema:

  • haciendo que la corriente de medición sea pequeña para que se pueda despreciar la disipación de potencia. Puede ser útil elegir un NTC con un alto valor de resistencia.

  • midiendo a intervalos y solo proporcionando energía al NTC cuando mida para que pueda enfriarse cuando no mida

Podrías usar un componente alternativo:

Un PTC no tiene este problema de fuga térmica ya que contrarresta su propio autocalentamiento

Podría usar un sensor más complejo basado en un chip, ejemplo: DS18B20

Claro, el autocalentamiento se puede mitigar fácilmente, pero no estaba tan seguro del efecto de fuga y por qué parece que no sucede tan a menudo.
por qué parece que no sucede tan a menudo Porque si un diseño sufre de fuga, lo considero un mal diseño, tanto que se vuelve inutilizable. Y los diseños inutilizables tienden a desaparecer con el tiempo.
+1 para la pequeña corriente. Un NTC de 10k es bastante típico y la mayoría de nuestros diseños utilizan un voltaje de referencia de 3,3 V, por lo que la potencia máxima disipada es <1 mW y se puede ignorar.
@Bimpelrekkie Bien por el diseño que tiende a desaparecer. En cualquier caso, el punto era exactamente ver si, con un diseño adecuado, hay una contribución de deriva y, si no, esencialmente por qué. Conozco las técnicas básicas para diseñar con NTC, y también noté que la deriva parece no aparecer, y me pregunto por qué.
Cuando hablo de deriva, me refiero solo al autocalentamiento. Debido a que las matemáticas muestran un efecto positivo antes del punto de máxima potencia (Rth/Rs > 1), pensé que incluso con muy poco calor en un diseño adecuado, degeneraría para detenerse en Rth/Rs = 1. Pero parece que no. a pasa de las pruebas y es un poco difícil para mí saber por qué.
Parece que piensas que este efecto ocurre o no. No es tan simple. ¿Sus matemáticas incluyen enfriamiento, me refiero al efecto de que el calor se disipa en el medio ambiente? Si el autocalentamiento está ahí pero no puede elevar la temperatura del NTC de ninguna manera notable (debido a que el calor se disipa), entonces simplemente no lo nota. En electrónica siempre considere si un efecto es significativo o no.
¿Puede un sensor NTC desviarse con el tiempo?
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