サーミスタ：定義、用途、および動作原理

サーミスタとは

サーミスタ（または熱電抵抗）は、その電気抵抗が温度の変化に応じて変化するタイプの抵抗器として定義されます。すべての抵抗器の抵抗は温度によって若干変動しますが、サーミスタは特に温度変化に対して敏感です。

サーミスタは回路におけるパッシブコンポーネントとして機能します。それらは温度を測定するための正確で安価かつ堅牢な方法です。

サーミスタは極端な高温や低温ではうまく機能しませんが、多くの異なるアプリケーションにおいて選択されるセンサーです。

サーミスタは精密な温度読み取りが必要な場合に理想的です。サーミスタの回路シンボルは以下の通りです：

サーミスタの用途

サーミスタには様々な用途があります。液体や周囲の空気環境での温度測定用として広く使用されています。最も一般的なサーミスタの用途には以下のようなものがあります：

• デジタル温度計（サーモスタット）

• 自動車アプリケーション（車両やトラックのオイルおよび冷却水温度の測定）

• 家庭用電化製品（電子レンジ、冷蔵庫、オーブンなど）

• 回路保護（すなわちサージ保護）

• 充電式バッテリー（適切なバッテリ温度を維持する）

• 電気材料の熱伝導率の測定

• 多くの基本的な電子回路（例えば初心者向けArduinoキットの一部として）

• 温度補償（すなわち回路の他の部分で温度変化による影響を補償するために抵抗を維持する）

• ウィートストンブリッジ回路での使用

サーミスタの動作原理

サーミスタの動作原理は、その抵抗が温度に依存することです。オームメータを使用してサーミスタの抵抗を測定することができます。

温度の変化がサーミスタの抵抗にどのように影響を与えるかの正確な関係を知っている場合、サーミスタの抵抗を測定することでその温度を導き出すことができます。

抵抗の変化量は、サーミスタに使用されている材料の種類によって異なります。サーミスタの温度と抵抗の関係は非線形です。典型的なサーミスタグラフは以下の通りです：

上記の温度グラフを持つサーミスタの場合、オームメータで測定した抵抗値をグラフ上の温度に対応させて読み取ることができます。

y軸上の抵抗から水平線を引いて、この水平線がグラフと交差する点から垂直線を下に引くことで、サーミスタの温度を導き出すことができます。

サーミスタの種類

サーミスタには以下の2つの種類があります：

• 負温度係数（NTC）サーミスタ

• 正温度係数（PTC）サーミスタ

NTCサーミスタ

NTCサーミスタでは、温度が上昇すると抵抗が減少し、温度が低下すると抵抗が増加します。つまり、NTCサーミスタでは温度と抵抗は逆比例します。これらは最も一般的なサーミスタです。 サーミスタ 。

NTCサーミスタにおける抵抗と温度の関係は、以下の式で表されます：

ここで：

• RT は温度T（K）での抵抗

• R0 は温度T0 （K）での抵抗

• T0 は基準温度（通常25oC）

• βは定数であり、その値は材料の特性に依存します。標準値は4000とされます。