Die Temperaturmessung ist eines der Grundprinzipien in HLK-Anlagen. Überall befinden sich Sensoren, die Messwerte an Regler übermitteln. Ein weit verbreiteter Typ ist der Thermistor. Es gibt jedoch zwei Varianten: der NTC-Thermistor und der PTC-Thermistor. Beide reagieren auf Temperatur, allerdings gegensätzlich. Wie funktionieren beide Typen und wann setzen Sie welche Variante ein?
Was ist ein Thermistor?
Ein Thermistor ist ein Widerstandselement, dessen Widerstandswert sich bei Temperaturschwankungen ändert. Der Name stammt von „thermal resistor“. Im Gegensatz zu einem Standardwiderstand, der so stabil wie möglich bleiben soll, ist beim Thermistor gerade diese Veränderung das Ziel. Durch das Messen des Widerstands kann ein Regler die Temperatur ableiten.
Thermistoren werden häufig in HLK-Systemen eingesetzt, weil sie relativ kostengünstig sind, schnell reagieren und kompakt gebaut werden können. Sie finden sich in Raumsensoren, Tauchfühlern, Anlegefühlern und Kanalfühlern.
Wie funktioniert ein NTC-Thermistor?
NTC steht für Negative Temperature Coefficient. Bei einem NTC-Thermistor sinkt der Widerstand, wenn die Temperatur steigt. Das mag widersprüchlich klingen, ist aber eine Eigenschaft des halbleitenden Materials, aus dem der Sensor besteht.
Angenommen: bei 25°C hat ein NTC-Thermistor einen Widerstand von 10.000 Ohm (10 kΩ). Wird es wärmer, fällt dieser Wert. Bei 50°C messen Sie vielleicht nur noch 3.500 Ohm. Die Beziehung zwischen Temperatur und Widerstand ist nicht linear, was bedeutet, dass der Regler eine Umrechnungstabelle benötigt, um die genaue Temperatur zu bestimmen.
NTC-Thermistoren sind beliebt für präzise Temperaturmessungen im Bereich von etwa -40°C bis +150°C. Sie reagieren schnell auf Änderungen und sind kostengünstig.
Wie funktioniert ein PTC-Thermistor?
PTC steht für Positive Temperature Coefficient. Hier passiert das Gegenteil: der Widerstand steigt, wenn die Temperatur zunimmt. Bei niedrigen Temperaturen ist der Widerstand gering, bei höheren Temperaturen steigt er an.
Eine besondere Eigenschaft vieler PTC-Thermistoren ist, dass sie oberhalb einer bestimmten Schwellentemperatur einen starken Widerstandssprung zeigen. Der Widerstand kann dann innerhalb weniger Grad von einigen Hundert Ohm auf mehrere Tausend Ohm ansteigen. Das macht sie geeignet für Schutzanwendungen.
PTC-Thermistoren werden seltener für präzise Temperaturmessungen eingesetzt. Ihre Stärke liegt in der Erkennung von Übertemperatur oder der Strombegrenzung.
Was ist der Unterschied zwischen NTC- und PTC-Thermistoren?
Obwohl beide Sensoren auf Temperatur reagieren, sind die Anwendungsbereiche recht unterschiedlich. Nachfolgend die wichtigsten Unterschiede.
Widerstandsverhalten bei Temperaturanstieg
Bei einem NTC-Thermistor fällt der Widerstand, wenn es wärmer wird. Bei einem PTC-Thermistor steigt der Widerstand. Dieser grundlegende Unterschied bestimmt, wofür Sie sie einsetzen.
Linearität und Messgenauigkeit
NTC-Thermistoren haben ein vorhersehbares, wenn auch nicht-lineares Verhalten über einen großen Temperaturbereich. Mit der richtigen Umrechnung sind sie für genaue Messungen geeignet. PTC-Thermistoren zeigen oft eine abrupte Widerstandsänderung bei einer spezifischen Temperatur, was sie weniger geeignet für kontinuierliche Messungen, dafür aber nützlich für Schaltanwendungen macht.
Temperaturbereich und Anwendungsbereich
NTC-Sensoren arbeiten gut in dem für HLK-Anlagen relevanten Bereich: von Frosttemperaturen bis deutlich über Raumtemperatur. PTC-Thermistoren werden häufiger dort eingesetzt, wo Überhitzungsschutz erforderlich ist, zum Beispiel in Elektromotoren oder Heizelementen.
Wann wählen Sie welchen Typ?
Die Wahl hängt davon ab, was Sie mit der Messung erreichen möchten.
NTC-Thermistor für die Temperaturmessung
Benötigt ein Regler die exakte Temperatur, ist der NTC-Thermistor meist die beste Wahl. Raumsensoren, Kanalfühler und Tauchfühler in HLK-Systemen arbeiten nahezu immer mit NTC-Elementen. Der 10k NTC bei 25°C ist ein weit verbreiteter Standard.
PTC-Thermistor für Schutz und Selbstregelung
Möchten Sie einen Motor vor Überhitzung schützen? Oder suchen Sie eine selbstregelnde Heizung, die bei höheren Temperaturen automatisch weniger Leistung aufnimmt? Dann ist ein PTC-Thermistor geeignet. Das ansteigende Widerstandsverhalten sorgt dafür, dass der Stromfluss von selbst abnimmt.
Kombinationsanwendungen in HLK
In einigen Anlagen kommen beide Typen zum Einsatz. Ein NTC-Thermistor misst die Temperatur für die Regelung, während ein PTC-Thermistor als Schutz in einem Pumpenmotor sitzt. Sie ergänzen einander.
Der richtige Thermistor für Ihre Anwendung
Bei Betec Controls liefern wir Temperatursensoren mit sowohl NTC- als auch PTC-Elementen. Unsere HLK-Sensoren von Herstellern wie Thermokon, Produal und Titec sind mit NTC-Thermistoren ausgestattet, die direkt an gängige Regler anschließbar sind. Sind Sie unsicher, welcher Sensortyp zu Ihrem Projekt passt? Unsere Spezialisten beraten Sie gerne. Kontakt aufnehmen oder erreichen Sie uns telefonisch: (055) 20 325 30.
Häufig gestellte Fragen zu NTC- und PTC-Thermistoren
Kann ich einen NTC-Thermistor durch einen PTC ersetzen?
Nein, die Funktionsweise ist gegensätzlich. Ihr Regler erwartet ein spezifisches Widerstandsverhalten. Ein falscher Typ führt zu fehlerhaften Messungen oder Störungen.
Welcher Thermistor ist in einem Standard-Raumsensor verbaut?
Fast immer ein NTC-Thermistor, meist 10k Ohm bei 25°C. Das ist der gebräuchliche Standard in der Gebäudeautomation.
Wie lange hält ein Thermistor?
Thermistoren haben keine beweglichen Teile und halten bei normalem Gebrauch viele Jahre. Schäden entstehen meist durch mechanische Belastung oder Feuchtigkeits eindringung.
Haben Sie Fragen zum passenden Sensor für Ihre Anlage? Kontaktieren Sie uns unter (055) 20 325 30.
