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Lors du test ou de l'application de thermistances NTC, deux paramètres apparaissent souvent : la constante de temps thermique (τ) et le temps de réponse. Ces deux termes décrivent la réponse dynamique du capteur en température et, bien qu'étroitement liés, ils sont définis différemment. Comprendre leur relation nécessite d'examiner à la fois les définitions conceptuelles et le modèle mathématique.

1. Définitions clés

1）Constante de temps thermique (τ) : La constante de temps thermique quantifie l'inertie thermique du capteur. Elle est définie comme suit : le temps nécessaire au capteur pour atteindre 63,2 % de la différence de température totale entre son état initial et un nouvel environnement stable lorsqu'il est soumis à un changement brusque de température.

Un τ plus petit signifie que la thermistance réagit plus rapidement aux variations de température. Un τ plus grand signifie une plus grande inertie thermique et une réponse plus lente. Facteurs influençant τ: Taille du capteur (capteurs plus petits → plus petits τ)Matériau d'encapsulation (meilleure conductivité thermique → plus petit τ)Milieu environnant (les liquides produisent généralement des particules plus petites) τ que l'air en raison d'une conductivité thermique plus élevée)

2）Temps de réponse : Le temps de réponse est un paramètre pratique orienté application.

Il est défini comme : Le temps nécessaire à la sortie de la thermistance pour atteindre un certain pourcentage de la température finale (par exemple, 90 %, 95 %, 99 %).

Différentes industries adoptent des normes différentes : les dispositifs médicaux utilisent souvent un temps de réponse de 90 %, les applications industrielles peuvent nécessiter 95 %. Les applications de haute précision utilisent parfois 99 % ou plus. Ainsi, le temps de réponse est relatif et dépend du pourcentage de stabilité choisi.

2. Relation mathématique

La réponse thermique d'un capteur NTC peut être approximé par un modèle exponentiel du premier ordre :

T(t)=T0 +(T∞−T0)·(1−et/τ)

Où:

T(t) : température du capteur à l'instant t

T0: température initiale

T∞ : température finale stable

τ: constante de temps thermique

Points clés dans le temps :

Ainsi : 90 % de réponse ≈ 2,3τ；95% de réponse ≈ 3τ；99% de réponse ≈ 5τ.

Le temps de réponse est essentiellement un multiple de τ, en fonction du critère de stabilité.

3. Résumé de la relation

1) Fondation vs Application : La constante de temps thermique (ττ) est le paramètre de base ; le temps de réponse en est dérivé.

2) Proportionnalité : Tout facteur réduisant τ (par exemple, une taille plus petite, une meilleure conduction thermique) réduit également proportionnellement le temps de réponse.

3) Fixe vs Relatif : τ est une propriété fixe de la thermistance et de son environnement ; le temps de réponse est relatif et dépend de la définition (90%, 95%, 99%, etc.).

4. Exemple – Shiheng Electronics MF51E 503F3950

Constante de temps thermique τ = 0,8 s

Temps de réponse à 90 % ≈ 2,3 × 0,8 = 1,84 s ; temps de réponse à 95 % = 3 × 0,8 = 2,4 s ; temps de réponse à 99 % = 5 × 0,8 = 4,0 s ; temps de réponse à 99,91 % = 7 × 0,8 = 5,6 s.

Cette thermistance NTC ultra-rapide permet une mesure précise de la température corporelle en environ 5,6 secondes, ce qui la rend idéale pour les thermomètres médicaux.

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Notre série MF51E à réponse rapide répond à la demande croissante de détection de température inférieure à 6 secondes dans les applications médicales et grand public.

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