Θερμιστής: Ορισμός, Χρήσεις & Τρόπος Λειτουργίας

Τι είναι ένα Thermistor

Ένα thermistor (ή θερμικός αντιστοιχητής) ορίζεται ως ένα είδος αντιστοιχητή του οποίου η ηλεκτρική αντίσταση μεταβάλλεται με την αλλαγή της θερμοκρασίας. Παρόλο που η αντίσταση όλων των αντιστοιχητών μπορεί να επηρεαστεί λίγο από τη θερμοκρασία, ένα thermistor είναι ειδικά ευαίσθητο στις αλλαγές της θερμοκρασίας.

Τα thermistors λειτουργούν ως ενεργό στοιχείο σε έναν κύκλο. Είναι ένας ακριβής, φθηνός και ανθεκτικός τρόπος μέτρησης της θερμοκρασίας.

Παρόλο που τα thermistors δεν λειτουργούν καλά σε εξαιρετικά ζεστές ή κρύες θερμοκρασίες, είναι το επιλεγμένο ρεύμα για πολλές διαφορετικές εφαρμογές.

Τα thermistors είναι ιδανικά όταν απαιτείται ακριβής μέτρηση θερμοκρασίας. Το σύμβολο κυκλώματος για ένα thermistor είναι το εξής:

Χρήσεις των Thermistors

Τα thermistors έχουν πολλές εφαρμογές. Χρησιμοποιούνται ευρέως ως τρόπος μέτρησης της θερμοκρασίας ως θερμομέτρο thermistor σε πολλά διαφορετικά υγρά και περιβαλλοντικά αέρια περιβάλλοντα. Μερικές από τις πιο κοινές εφαρμογές των thermistors περιλαμβάνουν:

• Ψηφιακά θερμόμετρα (θερμοστάτες)

• Εφαρμογές στα αυτοκίνητα (για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του λάδιου και του ψυκτικού υγρού σε αυτοκίνητα και φορτηγά)

• Οικιακά συστήματα (όπως μικροσυσκόπια, ψυγεία και φούρνοι)

• Προστασία του κυκλώματος (π.χ. προστασία από συρροή)

• Αναζωογονήσιμες μπαταρίες (για τη διασφάλιση της σωστής θερμοκρασίας της μπαταρίας)

• Για τη μέτρηση της θερμοκαταναλωτικότητας των ηλεκτρικών υλικών

• Χρήσιμα σε πολλά βασικά ηλεκτρονικά κυκλώματα (π.χ. ως μέρος ενός αρχικού starter kit Arduino)

• Αντισταθμισμός της θερμοκρασίας (δηλαδή διατήρηση της αντίστασης για την αντιστάθμιση των επιπτώσεων που προκαλούνται από αλλαγές στη θερμοκρασία σε άλλο μέρος του κυκλώματος)

• Χρήση σε κύκλους Wheatstone bridge 

Πώς Λειτουργεί ένα Thermistor

Η λειτουργία ενός thermistor βασίζεται στο ότι η αντίστασή του εξαρτάται από τη θερμοκρασία του. Μπορούμε να μετρήσουμε την αντίσταση ενός thermistor χρησιμοποιώντας ένα ohmmeter.

Εάν γνωρίζουμε την ακριβή σχέση μεταξύ των αλλαγών στη θερμοκρασία και της αντίστασης του thermistor - τότε μετρώντας την αντίσταση του thermistor μπορούμε να προσδιορίσουμε τη θερμοκρασία του.

Πόσο μεταβάλλεται η αντίσταση εξαρτάται από το υλικό που χρησιμοποιείται στο thermistor. Η σχέση μεταξύ της θερμοκρασίας και της αντίστασης ενός thermistor είναι μη γραμμική. Ένα τυπικό γράφημα thermistor είναι το εξής:

Εάν είχαμε ένα thermistor με το παραπάνω γράφημα θερμοκρασίας, θα μπορούσαμε απλά να συνδυάσουμε την αντίσταση που μετρήθηκε από το ohmmeter με την θερμοκρασία που δείχνει το γράφημα.

Με την έναρξη μιας οριζόντιας γραμμής από την αντίσταση στον άξονα y και με την έναρξη μιας κάθετης γραμμής από το σημείο που αυτή η οριζόντια γραμμή τέμνει το γράφημα, μπορούμε να προσδιορίσουμε τη θερμοκρασία του thermistor.

Τύποι Thermistors

Υπάρχουν δύο τύποι thermistors:

• Negative Temperature Coefficient (NTC) Thermistor

• Positive Temperature Coefficient (PTC) Thermistor

NTC Thermistor

Σε ένα NTC thermistor, όταν η θερμοκρασία αυξάνεται, η αντίσταση μειώνεται. Και όταν η θερμοκρασία μειώνεται, η αντίσταση αυξάνεται. Συνεπώς, σε ένα NTC thermistor, η θερμοκρασία και η αντίσταση είναι αντιστρόφως ανάλογες. Αυτοί είναι οι πιο κοινοί τύποι thermistors. <