Ինչ է թերմիստորը?
Թերմիստորի սահմանումը
Թերմիստորը (կամ ջերմային դիմադրող) սահմանվում է որպես դիմադրող, որի էլեկտրական դիմադրությունը նշանակալիորեն փոփոխվում է ջերմաստիճանի փոփոխությունների հետ։
Թերմիստորները գործում են որպես սկզբունքային կոմպոնենտ շղթայում։ Նրանք հանդիսանում են ճշգրիտ, էրկար և առաջարկում են ցածր արժեքով ջերմաստիճանը չափելու ձև։
Չնայած թերմիստորները անարդյունավետ են էքստրեմ ջերմություններում, նրանք նախընտրելի սենսորներ են շատ կիրառությունների համար։
Թերմիստորները իդեալական են, երբ պահանջվում է ճշգրիտ ջերմաստիճանի չափում։ Թերմիստորի շղթայի սիմվոլը ցուցադրված է ներքևում:
Թերմիստորների կիրառությունները
Թերմիստորները ունեն տարբեր կիրառություններ։ Նրանք լայնորեն օգտագործվում են ջերմաստիճանը չափելու համար թերմիստորային թերմոմետրի տեսքով տարբեր հեղուկների և շրջակա օդի միջավայրերում։ Թերմիստորների ամենաընթերցյալ կիրառությունները ներառում են.
Цифровые термометры (термостаты)
Ավտոմեքենայի կիրառություններ (մասնավորապես մասնաճյուղերի և սահմանային ջերմաստիճանների չափում մեքենաներում և քարերում)
Տնային սարքեր (ինչպես միկրոլայներ, սանդուղարներ և սայնարներ)
Շղթայի պաշտպանություն (օրինակ՝ սուրջ պաշտպանություն)
Վերալիցող ակումուլատորներ (ապահովում է ճիշտ ակումուլատորի ջերմաստիճանը)
Էլեկտրական նյութերի ջերմահաղորդականության չափումը
Մի շատ հիմնական էլեկտրոնային շղթաներում (օրինակ՝ սկսնակի Arduino սկսնակ կազմում)
Ջերմաստիճանի կոմպենսացիա (այսինքն՝ դիմադրությունը պահպանելու համար ջերմաստիճանի փոփոխությունների ազդեցություններից այլ մասնավոր մասում պաշտպանելու համար)
Ուժի միացման շղթայում օգտագործվում են
Աշխատանքի սկզբունքը
Թերմիստորի աշխատանքի սկզբունքը նրա դիմադրությունը կախված է նրա ջերմաստիճանից։ Մենք կարող ենք չափել թերմիստորի դիմադրությունը օհմաչափով։
Հասկանալով, թե ինչպես ջերմաստիճանի փոփոխությունները ազդում են թերմիստորի դիմադրության վրա, մենք կարող ենք չափել նրա դիմադրությունը և որոշել ջերմաստիճանը։
Դիմադրության փոփոխությունը կախված է թերմիստորում օգտագործվող նյութի տեսակից։ Թերմիստորի ջերմաստիճանը և դիմադրությունը հարաբերությունը ոչ գծային է։ Ներքևում ցուցադրված է սովորական թերմիստորի գրաֆիկը.
Եթե մենք ունենայինք թերմիստոր վերը նշված ջերմաստիճանի գրաֆիկով, մենք կարող ենք պարզապես համարել օհմաչափով չափված դիմադրությունը և գրաֆիկի վրա ցուցադրված ջերմաստիճանը։
Գծելով հորիզոնական գիծ y-առանցքից դիմադրության հետ և ուղղահայաց գիծ դեպի ներքև այն կետից, որտեղ հորիզոնական գիծը հատում է գրաֆիկը, մենք կարող ենք հետևաբար որոշել թերմիստորի ջերմաստիճանը։
Թերմիստորների տեսակները
Գոյություն ունեն երկու տեսակի թերմիստորներ.
Բացասական ջերմաստիճանային գործակից (NTC) թերմիստոր
Միջակա ջերմաստիճանային գործակից (PTC) թերմիստոր
NTC թերմիստոր
NTC թերմիստորում դիմադրությունը նվազում է ջերմաստիճանի աճի հետ, և հակառակը։ Այս հակառակ հարաբերությունը դարձնում է NTC թերմիստորները ամենաընթերցյալ տեսակը։
NTC թերմիստորում դիմադրության և ջերմաստիճանի հարաբերությունը կարգավորվում է հետևյալ արտահայտությամբ.
RT է դիմադրությունը ջերմաստիճանի T (K) դեպքում
R0 է դիմադրությունը ջերմաստիճանի T0 (K) դեպքում
T0 է հաշվարկային ջերմաստիճանը (սովորաբար 25oC)
β է հաստատուն, նրա արժեքը կախված է նյութի հատկություններից։ Նոմինալ արժեքը ընդունվում է 4000։
Եթե β-ի արժեքը բարձր է, ապա դիմադրություն-ջերմաստիճանի հարաբերությունը կլինի շատ լավ։ Բարձր արժեքը նշանակում է նույն ջերմաստիճանի բարձրացման դեպքում դիմադրության ավելի շարժում, այսպիսով դիմադրության ạyան ավելի ạyան է և ճշգրիտ է թերմիստորը։
Այս հավասարումից մենք կարող ենք որոշել դիմադրության ջերմաստիճանային գործակիցը, որը ցույց է տալիս թերմիստորի ạyանը։
Այստեղ կարող ենք հասկանալ, որ αT-ն ունի բացասական նշան։ Այս բացասական նշանը ցույց է տալիս NTC թերմիստորի բացասական դիմադրության-ջերմաստիճանային հատկությունները։
Եթե β = 4000 K և T = 298 K, ապա αT = –0.0045/oK։ Սա շատ բարձր է պլատինայի RTD-ի ạyանից։ Սա կարող է չափել ջերմաստիճանի շատ փոքր փոփոխությունները։
Այնուամենայնիվ, այժմ հասանելի են նաև այլ տեսակի թերմիստորներ (բարձր արժեքով), որոնք ունեն դրական ջերմաստիճանային գործակից։
(1) արտահայտությունը այնպիսին է, որ նույնիսկ փոքր ջերմաստիճանի միջակայքում չի հնարավոր գծային մոտարկում անել կորին, և այդպիսով թերմիստորը շատ ոչ գծային սենսոր է։