Termistor: Definice, Použití & Jak Funkční

Co je termistor

Termistor (nebo tepelný odpor) se definuje jako typ odporu, jehož elektrický odpor se mění s teplotou. I když se odpor všech odporníků mírně mění s teplotou, je termistor zvláště citlivý na změny teploty.

Termistory fungují jako pasivní komponenty v obvodu. Jsou přesné, levné a robustní způsob, jak měřit teplotu.

Ačkoli termistory nejsou vhodné pro extrémně horké nebo chladné teploty, jsou senzorem volby pro mnoho různých aplikací.

Termistory jsou ideální, když je potřeba přesné měření teploty. Symbol obvodu pro termistor je níže:

Použití termistorů

Termistory mají mnoho aplikací. Jsou široce používány jako způsob měření teploty v mnoha různých kapalných a vzduchových prostředích. Některé z nejčastějších použití termistorů zahrnují:

• Digitální teploměry (termostaty)

• Automobilové aplikace (pro měření teploty oleje a chladiče v autech a kamionech)

• Spotřebiče (např. mikrovlnné trouby, ledničky a trouby)

• Ochrana obvodů (tj. ochrana proti přetížení)

• Dobíjecí baterie (zajišťují správnou teplotu baterie)

• Měření tepelné vodivosti elektrických materiálů

• Užitečné v mnoha základních elektronických obvodech (např. jako součást začátečnického Arduino starter kitu)

• Kompensace teploty (tj. udržení odporu pro kompenzaci účinků způsobených změnami teploty v jiné části obvodu)

• Použití ve Wheatstoneově mostu

Jak funguje termistor

Princip fungování termistoru spočívá v tom, že jeho odpor závisí na teplotě. Odpor termistoru můžeme změřit pomocí ohmmetu.

Pokud známe přesný vztah mezi změnami teploty a odporu termistoru – pak měřením odporu termistoru můžeme odvodit jeho teplotu.

Jak moc se odpor mění, závisí na druhu materiálu použitého v termistoru. Vztah mezi teplotou a odporu termistoru je nelineární. Typický graf termistoru je níže:

Pokud bychom měli termistor s níže uvedeným teplotním grafem, mohli bychom jednoduše porovnat odpor změřený ohmmetem s teplotou uvedenou na grafu.

Nakreslením vodorovné čáry od odporu na y-ose a svislé čáry dolů od místa, kde tato vodorovná čára protíná graf, můžeme tedy odvodit teplotu termistoru.

Typy termistorů

Existují dva typy termistorů:

• Termistor s negativním teplotním koeficientem (NTC)

• Termistor s pozitivním teplotním koeficientem (PTC)

Termistor NTC

V termistoru NTC, když teplota stoupá, odpor klesá. A když teplota klesá, odpor roste. Tedy v termistoru NTC teplota a odpor jsou nepřímo úměrné. Tyto jsou nejčastějším typem termistoru.

Vztah mezi odpor a teplotou v termistoru NTC je popsán následujícím výrazem:

Kde:

• RT je odpor při teplotě T (K)

• R0 je odpor při teplotě T0 (K)

• T0 je referenční teplota (obvykle 25°C)

• β je konstanta, její hodnota závisí na charakteristikách materiálu. Nominalní hodnota je 4000.

Pokud má hodnota β vysokou hodnotu, pak vztah mezi odporem a teplotou bude velmi dobrý. Vyšší hodnota β znamená vyšší změnu odporu pro stejný nárůst teploty – tedy zvýšíte citlivost (a tedy přesnost) termistoru.