რით არის თერმისტორი?
რა არის თერმისტორი?
თერმისტორის განმარტება
თერმისტორი (ან თერმული რეზისტორი) განიხილება რეზისტორის როგორც ისეთი, რომლის ელექტრონული წინააღმდეგობა მნიშვნელოვანად იცვლება ტემპერატურის ცვლილებით.
თერმისტორები ფუნქციონირებენ როგორც პასიური კომპონენტები სქემაში. ისინი არიან ზუსტი, დაბალი ღირებულებისა და რბილი ტემპერატურის გაზომვის საშუალება.
თუმცა, თერმისტორები არ არიან ეფექტური ექსტრემალურ ტემპერატურებში, მათ პრეფერირებენ ბევრ აპლიკაციებში.
თერმისტორები იდეალურია როცა საჭიროა ზუსტი ტემპერატურის შესაძლებლობა. თერმისტორის სქემური სიმბოლო ჩანს ქვემოთ:
თერმისტორების გამოყენება
თერმისტორებს აქვთ რამდენიმე აპლიკაცია. ისინი ფართოდ გამოიყენება ტემპერატურის გაზომვაში როგორც თერმისტორის თერმომეტრი სხვადასხვა თხევად და ჰაერის გარემოებში. თერმისტორების ყველაზე ხშირი გამოყენება შედგება შემდეგიდან:
ციფრული თერმომეტრები (თერმოსტატები)
ავტომობილური აპლიკაციები (მასლის და ხელთამაშების ტემპერატურის გაზომვა მანქანებში და ტრაქტებში)
სახლის ტექნიკა (როგორიცაა მიკროთანთი, ხანძრები და ღუმელები)
სქემის დაცვა (მაგალითად სიმძლავრის დაცვა)
ხელსაწყოების ტემპერატურის კონტროლი (რომელიც უზრუნველყოფს სწორ ბატარიის ტემპერატურას)
ელექტრონული მასალების ტერმული გადადების გაზომვა
მრავალი ბაზის ელექტრონული სქემების გამოყენება (მაგალითად როგორც არდუინოს სტარტერი კიტის ნაწილი)
ტემპერატურის კომპენსაცია (რომელიც უზრუნველყოფს წინააღმდეგობის დაცვას სხვა სქემის ნაწილის ტემპერატურის ცვლილების გამოწვეული ეფექტების დასაბრუნებლად)
გამოყენება უიტსტონის ხაზის სქემებში
მუშაობის პრინციპი
თერმისტორის მუშაობის პრინციპი არის ის, რომ მისი წინააღმდეგობა დამოკიდებულია ტემპერატურაზე. ჩვენ შეგვიძლია გავზომოთ თერმისტორის წინააღმდეგობა ოჰმმეტრის გამოყენებით.
ტემპერატურის ცვლილების შედეგად თერმისტორის წინააღმდეგობის ცვლილების გაგებით, შეგვიძლია გავზომოთ მისი წინააღმდეგობა და გავარკვიოთ ტემპერატურა.
რამდენად იცვლება წინააღმდეგობა, დამოკიდებულია თერმისტორის მასალაზე. თერმისტორის ტემპერატურასა და წინააღმდეგობას შორის ურთიერთობა არაწრფივია. ტიპიური თერმისტორის გრაფიკი ჩანს ქვემოთ:
თუ გვაქვს თერმისტორი შემდეგი ტემპერატურის გრაფიკით, შეგვიძლია უბრალოდ გავარჩიოთ წინააღმდეგობა, რომელიც გაზომილია ოჰმმეტრით, და შევარჩიოთ ტემპერატურა გრაფიკზე ნიშნული.
ჰორიზონტალური ხაზის გადატანით წინააღმდეგობის მითითებით და y-ღერძის გადატანით გრაფიკის კვეთით, შეგვიძლია გამოვითვალოთ თერმისტორის ტემპერატურა.
თერმისტორების ტიპები
არსებობს ორი ტიპის თერმისტორი:
უარყოფითი ტემპერატურის კოეფიციენტი (NTC) თერმისტორი
დადებითი ტემპერატურის კოეფიციენტი (PTC) თერმისტორი
NTC თერმისტორი
NTC თერმისტორში, როდესაც ტემპერატურა ზრდას ხდის, წინააღმდეგობა შემცირდება და პირიქით. ეს შებრუნებული ურთიერთობა ხდის NTC თერმისტორებს ყველაზე ხშირად გამოყენებულ ტიპად.
NTC თერმისტორში წინააღმდეგობა და ტემპერატურა შემდეგი გამოსახულებით განსაზღვრულია:
RT არის წინააღმდეგობა ტემპერატურაზე T (K)
R0 არის წინააღმდეგობა ტემპერატურაზე T0 (K)
T0 არის რეფერენციული ტემპერატურა (ჩვეულებრივ 25oC)
β არის მუდმივა, რომლის მნიშვნელობა დამოკიდებულია მასალის პარამეტრებზე. ნომინალური მნიშვნელობა არის 4000.
თუ β-ის მნიშვნელობა მაღალია, მაშინ რეზისტორის-ტემპერატურის ურთიერთობა ძალიან კარგი იქნება. მაღალი β-ის მნიშვნელობა ნიშნავს რომ წინააღმდეგობა დროებით უფრო ძალიან იცვლება ტემპერატურის ზრდისთვის – ამიტომ თერმისტორის სენსიტივობა და ზუსტება ზრდის.
გამოსახულებიდან შეგვიძლია გავარკვიოთ რეზისტორის-ტემპერატურის კოეფიციენტი, რომელიც აჩვენებს თერმისტორის სენსიტივობას.
ზემოთ ჩანს, რომ αT-ს უარყოფითი ნიშანი აქვს. ეს უარყოფითი ნიშანი აჩვენებს NTC თერმისტორის უარყოფით რეზისტორ-ტემპერატურის პარამეტრებს.
თუ β = 4000 K და T = 298 K, მაშინ αT = –0.0045/oK. ეს უფრო მაღალია პლატინური RTD-ის სენსიტივობაზე. ეს შესაძლებელია დაარკვიოს ძალიან პატარა ტემპერატურის ცვლილებები.
თუმცა, ახლა ხელმისაწვდომია ალტერნატიული ფორმების თერმისტორები (მაღალი ღირებულებით), რომლებიც არიან დადებითი ტემპერატურის კოეფიციენტის მქონე.
გამოსახულება (1) ასეთია, რომ არ შესაძლებელია გაკეთოთ წრფივი აპროქსიმაცია კურვის ნაკლებ ტემპერატურის შუაში, და ამიტომ თერმისტორი ძალიან ნაკლებად წრფივი სენსორია.
PTC თერმისტორი
