Na área de climatização, três tipos de NTCs são predominantemente utilizados: 10K Tipo II, 10K Tipo III e 20K. A padronização desses NTCs permite a interoperabilidade entre diferentes fabricantes, possibilitando, por exemplo, o uso de um sensor de um fabricante conectado a um controlador de outro.

Apesar disso, as nomenclaturas são frequentemente utilizadas sem que as características da curva de resistência sejam consideradas. Por isso, é possível encontrar diferentes NTCs identificados como 10K Tipo II ou Tipo III com curvas diferentes.

No caso dos NTCs de 20K, a situação pode ser ainda mais complexa, já que essa identificação, isoladamente, não define uma curva específica.

NTC 10K, 20K e a compatibilidade com o controlador

Uma boa prática na compra de um termistor é solicitar sua tabela de resistência x temperatura e compará-la com a tabela utilizada pelo controlador. A resistência nominal, sozinha, não é suficiente para garantir a compatibilidade.

Dois NTCs podem ser classificados como 10K e, ainda assim, apresentar comportamentos diferentes ao longo da faixa de temperatura. Por isso, é importante verificar:

• Resistência nominal;
• Curva de resistência x temperatura;
• Tipo do NTC;
• Valor de Beta;
• Faixa de temperatura de operação;
• Tolerância especificada pelo fabricante.

O que é o Beta do NTC?

O Beta é uma constante utilizada para representar o formato da curva de resistência de um termistor em função da temperatura. Ele é amplamente utilizado pelos fabricantes, mas nem sempre aparece na documentação disponibilizada pelo vendedor.

Quando o valor não é informado, é possível calculá-lo a partir de dois pontos da tabela de resistência x temperatura, preferencialmente com pelo menos 10 °C de diferença entre eles. A equação utilizada é: Equação 1 - NTC

Em que:

• T1 é a temperatura em Kelvin (K) do ponto 1
• T2 é a temperatura em Kelvin (K) do ponto 2
• R1 é a resistência em ohms (Ω) do ponto 1
• R2 é a resistência em ohms (Ω) do ponto 2

A referência de temperatura do Beta é importante

O valor de Beta deve sempre ser acompanhado pela referência dos valores de temperatura utilizados no cálculo. Isso é importante porque um mesmo termistor pode apresentar diferentes valores de Beta dependendo da faixa de temperatura considerada. O uso de um valor de Beta sem conhecer sua referência pode gerar erros significativos, principalmente em aplicações nas quais a temperatura se distancia de 25 °C.

Beta dos NTCs 10K Tipo II, Tipo III e 20K

A partir da equação apresentada e dos dados das tabelas de resistência x temperatura dos NTCs 10K Tipo II, 10K Tipo III e 20K, é possível obter referências de Beta para cada curva. Tabela 1 - Betas calculados a partir dos dados da tabela de resistência x temperatura dos NTCs 10K Tipo II, 10K Tipo III e 20K.

No estudo original, considerou-se que uma variação de ±10 no valor de Beta gera um erro desprezível, inferior a 0,1 °C em temperaturas elevadas.

A importância da tolerância do termistor

Mesmo quando o Beta é conhecido, outro fator precisa ser considerado: a tolerância do próprio termistor. Quando o controlador ou gerenciador permite o uso de tabelas customizadas, é possível utilizar termistores com diferentes valores de Beta. Entretanto, a precisão especificada para o NTC continua sendo relevante. De modo geral, existem dois tipos de controle de tolerância utilizados pelos fabricantes:

1. Aferição em curva (curve-matched)

   Nesse método, a tolerância é garantida ao longo de uma faixa de temperatura. Um exemplo de especificação é:

• 0,2 °C @ 0–70 °C

Isso significa que o erro máximo especificado é de 0,2 °C em toda a faixa entre 0 e 70 °C.

2. Aferição em ponto único (point-matched)

   Nesse caso, a tolerância é garantida em apenas um ponto de temperatura. Uma especificação típica seria:

• 1% @ 25 °C ou
• 0,22 °C @ 25 °C

Nesse exemplo, a tolerância é garantida especificamente na temperatura de 25 °C.

Qual tipo de aferição utilizar?

A escolha depende da aplicação.

• Aferição em curva é mais adequada para ambientes ou processos em que a temperatura varia ao longo do tempo e não existe uma única temperatura de operação crítica.
• Aferição em ponto único pode ser adequada para processos que permanecem próximos à temperatura na qual a tolerância foi especificada ou que são críticos especificamente naquele ponto.

O problema aparece quando um termistor aferido em um único ponto é utilizado em uma aplicação com grande variação de temperatura. Nessa situação, a tolerância pode aumentar significativamente conforme a temperatura se distancia do ponto de aferição. Figura 1 - Curva de tolerância dada pela fabricante, com aferição em 25°C. Como mostra a figura, um termistor especificado em 5% @ 25 °C possui sua tolerância definida em torno desse ponto. À medida que a temperatura se afasta de 25 °C, o erro pode aumentar.

Por que a escolha do NTC importa?

Utilizar um termistor com especificações inadequadas para a aplicação pode resultar em erros significativos na medição de temperatura. Esses erros podem afetar:

• Conforto: controle inadequado da temperatura dos ambientes;
• Produtividade: condições ambientais fora do esperado;
• Processos: perda de precisão em sistemas que dependem da temperatura;
• Eficiência energética: operação inadequada de sistemas de climatização e refrigeração.

Em muitos casos, o custo adicional de um termistor com especificações adequadas é pequeno quando comparado aos impactos que uma medição incorreta pode causar no sistema.

Conclusão

A identificação 10K Tipo II, 10K Tipo III ou 20K não deve ser o único critério utilizado na escolha de um NTC. Para garantir a compatibilidade e a precisão da medição, é importante analisar:

• A tabela de resistência x temperatura;
• O valor e a referência do Beta;
• A tolerância do termistor;
• A faixa de temperatura da aplicação;
• As características aceitas pelo controlador.

Uma análise cuidadosa desses parâmetros ajuda a evitar erros de leitura e garante que o NTC utilizado seja adequado ao sistema de climatização ou ao processo em que será aplicado.