Thermistor: Definition, Anwendungen & Funktionsweise
Was ist ein Thermistor
Ein Thermistor (oder Widerstand) wird als eine Art Widerstand definiert, dessen elektrischer Widerstand sich mit Temperaturänderungen ändert. Obwohl der Widerstand aller Widerstände leicht mit der Temperatur schwankt, ist ein Thermistor besonders empfindlich auf Temperaturänderungen.
Thermistoren wirken als passiver Bauteil in einem Schaltkreis. Sie sind eine genaue, günstige und robuste Methode zur Temperaturmessung.
Obwohl Thermistoren bei extrem heißen oder kalten Temperaturen nicht gut funktionieren, sind sie das Sensorerste Wahl für viele verschiedene Anwendungen.
Thermistoren sind ideal, wenn eine präzise Temperaturmessung erforderlich ist. Das Schaltzeichen für einen Thermistor ist unten dargestellt:
Anwendungen von Thermistoren
Thermistoren haben eine Vielzahl von Anwendungen. Sie werden weit verbreitet als Thermometer in vielen verschiedenen Flüssigkeiten und Umgebungsluftumgebungen verwendet. Einige der häufigsten Anwendungen von Thermistoren umfassen:
Digitale Thermometer (Thermostate)
Automotive Anwendungen (zur Messung von Öl- und Kühlflüssigkeitstemperaturen in Autos & Lastwagen)
Haushaltsgeräte (wie Mikrowellen, Kühlschränke und Öfen)
Schutzschaltkreise (z.B. Überspannungsschutz)
Akkus (um die korrekte Akkutemperatur sicherzustellen)
Zur Messung der thermischen Leitfähigkeit von elektrischen Materialien
Nützlich in vielen grundlegenden elektronischen Schaltkreisen (z.B. als Teil eines Arduino Starter Kits für Anfänger)
Temperaturkompensation (d.h. Widerstand beibehalten, um Auswirkungen durch Temperaturänderungen in einem anderen Teil des Schaltkreises auszugleichen)
In Wheatstone-Brückenschaltungen verwendet
Wie funktioniert ein Thermistor
Das Arbeitsprinzip eines Thermistors besteht darin, dass sein Widerstand von seiner Temperatur abhängt. Wir können den Widerstand eines Thermistors mit einem Ohmmeter messen.
Wenn wir die genaue Beziehung zwischen den Änderungen der Temperatur und dem Widerstand des Thermistors kennen – dann können wir durch die Messung des Widerstands des Thermistors seine Temperatur ableiten.
Wie stark sich der Widerstand ändert, hängt vom verwendeten Material im Thermistor ab. Die Beziehung zwischen Temperatur und Widerstand eines Thermistors ist nicht-linear. Ein typisches Thermistor-Diagramm ist unten dargestellt:
Wenn wir einen Thermistor mit dem obigen Temperaturdiagramm hätten, könnten wir einfach den vom Ohmmeter gemessenen Widerstand mit der auf dem Diagramm angegebenen Temperatur abgleichen.
Indem wir eine horizontale Linie vom Widerstand auf der y-Achse ziehen und eine vertikale Linie von dem Punkt, an dem diese horizontale Linie das Diagramm schneidet, nach unten, können wir somit die Temperatur des Thermistors ermitteln.
Thermistortypen
Es gibt zwei Arten von Thermistoren:
Negative Temperaturkoeffizient (NTC)-Thermistor
Positiver Temperaturkoeffizient (PTC)-Thermistor
NTC-Thermistor
Bei einem NTC-Thermistor nimmt der Widerstand mit steigender Temperatur ab. Und wenn die Temperatur sinkt, nimmt der Widerstand zu. Daher sind bei einem NTC-Thermistor Temperatur und Widerstand indirekt proportional. Dies sind die am häufigsten verwendeten
Die Beziehung zwischen Widerstand und Temperatur bei einem NTC-Thermistor wird durch den folgenden Ausdruck bestimmt:
Dabei gilt:
RT ist der Widerstand bei der Temperatur T (K)
R0 ist der Widerstand bei der Temperatur T
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