מהו תרמיסטור?
מהו תרמיסטור?
הגדרת תרמיסטור
תרמיסטור (או מנגד טמפרטורה) מוגדר כנגד שמחסום החשמל שלו משתנה באופן משמעותי עם שינויים בטמפרטורה.
תרמיסטורים פועלים כרכיב.Passive במעגל. הם דרך מדוייקת, זולה ועמידה למדוד טמפרטורה.
למרות שלתרמיסטורים אין יעילות בטמפרטורות קיצוניות, הם חיישנים מועדפים עבור מספר רב של יישומים.
תרמיסטורים הם אידיאליים כאשר נדרשת קריאה מדוייקת של הטמפרטורה. סמל המעגל עבור תרמיסטור מוצג להלן:
שימושים בתרמיסטורים
לתרמיסטורים יש מגוון יישומים. הם נמצאים בשימוש רחב כדרך למדוד טמפרטורה כתרמיסטר מד טמפרטורה במגוון סביבות נוזליות ואוויר הסביבה. חלק מהשימושים הנפוצים ביותר בתרמיסטורים כוללים:
מד טמפרטורה דיגיטלי (טסטטים)
יישומים אוטומוביליים (כדי למדוד את טמפרטורת השמן והנוזל המקרר בעגלות ומשאיות)
מכשירי בית (כמו מיקרוגל, מקררים ותנורים)
הגנה על מעגל (כלומר הגנה מפני גלי חום)
בטריותابل (כדי להבטיח שמוחזקת הטמפרטורה הנכונה של הבטריה)
כדי למדוד את התולש החום של חומרים חשמליים
מועיל במעגלי אלקטרוני בסיסיים רבים (לדוגמה, כחלק מקיט ארduino למתחילים)
פיצוי טמפרטורה (כלומר שמירה על מחסום כדי לפצות על השפעות שנגרמות כתוצאה משינויים בטמפרטורה בחלק אחר של המעגל)
שימוש במעגלי גשר וויטסטון
עקרון פעולה
עקרון הפעולה של תרמיסטור הוא שההתנגדות שלו תלויה בטמפרטורה שלו. ניתן למדוד את ההתנגדות של תרמיסטור באמצעות אוהםמטר.
על ידי הבנת איך שינויים בטמפרטורה משפיעים על ההתנגדות של תרמיסטור, ניתן למדוד את ההתנגדות שלו כדי לקבוע את הטמפרטורה.
כמה שהתנגדות משתנה תלוי בחומר המשמש בתרמיסטור. הקשר בין טמפרטורת התרמיסטור להתנגדות אינו ליניארי. גרף טיפוסי של תרמיסטור מוצג להלן:
אם היה לנו תרמיסטור עם גרף הטמפרטורה לעיל, יכולנו פשוט לכוון את ההתנגדות שמדד האוהםמטר עם הטמפרטורה המצוינת בגרף.
על ידי ציור קו אופקי מצידו של המחסום על ציר ה-y, וציור קו אנכי ממקום שבו הקו האופקי חותך את הגרף, ניתן להסיק את הטמפרטורה של התרמיסטור.
סוגי תרמיסטורים
ישנם שני סוגים של תרמיסטורים:
תרמיסטור עם מקדם טמפרטורה שלילי (NTC)
תרמיסטור עם מקדם טמפרטורה חיובי (PTC)
תרמיסטור NTC
בתרמיסטור NTC, ההתנגדות יורדת ככל שהטמפרטורה עולה, ולהפך. קשר הפוך זה הופך את תרמיסטורי NTC לסוג הנפוץ ביותר.
הקשר בין התנגדות לטמפרטורה בתרמיסטור NTC נשלט על ידי הביטוי הבא:
RT היא ההתנגדות בטמפרטורה T (K)
R0 היא ההתנגדות בטמפרטורה T0 (K)
T0 היא הטמפרטורה המرجعית (בדרך כלל 25oC)
β הוא קבוע, ערכו תלוי בתכונות החומר. הערך הנומינלי הוא 4000.
אם ערך ה-β גבוה, אז הקשר בין המחסום לטמפרטורה יהיה מאוד טוב. ערך גבוה יותר של β אומר שונות גבוהה יותר בהתנגדות עבור אותו עלייה בטמפרטורה - לכן אתה מגביר את רגישות (ולכן דיוק) של התרמיסטור.
מהמשוואה, ניתן לקבוע את מקדם התנגדות-טמפרטורה, שמרמז על רגישות התרמיסטור.
למעלה ניתן לראות בבירור שיש ל-αT סימן שלילי. סימן שלילי זה מצביע על מאפייני התנגדות-טמפרטורה שליליים של תרמיסטור NTC.
אם β = 4000 K ו-T = 298 K, אז αT = –0.0045/oK. זהו הרבה גבוה יותר מרגישות RTD של פלטינה. זה יוכל למדוד שינויים קטנים מאוד בטמפרטורה.
עם זאת, כעת זמינים תרמיסטורים דופים חזק יותר (בקנס גבוה) שיש להם מקדם טמפרטורה חיובי.
הביטוי (1) הוא כזה שלא ניתן לבצע קירוב ליניארי לגרף אפילו בתחום טמפרטורה קטן, ולכן התרמיסטור הוא בוודאות חיישן לא ליניארי.
תרמיסטור PTC
תרמיסטור PTC יש לו קשר הפוך בין טמפרטורה להתנגדות. כשהטמפרטורה עולה, ההתנגדות עולה.
וכשהטמפרטורה יורדת, ההתנגדות יורדת. לכן בתרמיסטור PTC הטמפרטורה והתנגדות הן פרופורציונליות הפוכות.
למרות שלתרמיסטורים PTC אין נפוץ כמו תרמיסטורים NTC, הם בשימוש תדיר כצורה של הגנה על מעגל. דומה לתפקודם של פוזילים, תרמיסטורים PTC יכולים לשמש כמכשיר מגביל זרם.
כאשר זרם עובר דרך מכשיר הוא ייצור קצת חימום 저ני. אם הזרם גדול מספיק כדי לייצר יותר חום מאשר המכשיר יכול להפסיד לסביבתו אז המכשיר מתלהט.
בתרמיסטור PTC, החימום הזה גם יגביר את ההתנגדות שלו. זה יוצר אפקט עצמאי שמשתפר ומגביר את ההתנגדות, ולכן מגביל את הזרם. כך הוא פועל כמכשיר מגביל זרם - מגן על המעגל.
מאפייני תרמיסטור
הקשר המנחה את מאפייני התרמיסטור נתון להלן:
R1 = התנגדות התרמיסטור בטמפרטורה מוחלטת T1[oK]
R2 = התנגדות התרמיסטור בטמפרטורה T2 [oK]
β = קבוע תלוי בחומר של המרתיח (למשל, מרתיח אוסצילטור)
ניתן לראות במשוואה שלמעלה שהקשר בין טמפרטורה להתנגדות אינו ליניארי. תרמיסטור NTC תקני בדרך כלל מראה מקדם טמפרטורה שלילי של כ-0.05/oC.
בניית תרמיסטור
כדי לבנות תרמיסטור, שני או יותר אבקות מוליכים למחצה העשויות מאוקסידים מתכתיים מеш恃莱文：看起来输入被截断了。请提供完整的内容以便我继续翻译。
