Termistor: Definition användning & hur de fungerar
Vad är en termistor
En termistor (eller temperaturberoende resistor) definieras som en typ av resistor vars elektriska motstånd varierar med temperaturändringar. Även om alla resistors motstånd fluktuerar något med temperatur, är en termistor särskilt känslig för temperaturförändringar.
Termistorer fungerar som en passiv komponent i en krets. De är ett noggrant, billigt och robust sätt att mäta temperatur.
Även om termistorer inte fungerar bra vid extremt höga eller låga temperaturer, är de sensorvalet för många olika tillämpningar.
Termistorer är idealiska när det gäller att få ett exakt temperaturvärde. Kretsens symbol för en termistor visas nedan:
Användningsområden för termistorer
Termistorer har många användningsområden. De används ofta för att mäta temperatur som en termistor termometer i olika vätske- och luftmiljöer. Några av de vanligaste användningarna av termistorer inkluderar:
Digitala termometrar (termostat)
Fordonstillämpningar (för att mäta olja och kylmedelstemperaturer i bilar & lastbilar)
Hushållsapplikationer (som mikrovågsugnar, kylen och ugnar)
Kretsskydd (t.ex. överspanningskydd)
Laddbara batterier (för att säkerställa korrekt batteritemperatur)
Mätning av termisk konduktivitet hos elektriska material
Användbart i många grundläggande elektroniska kretsar (t.ex. som del av en beginner Arduino starter kit)
Temperaturkompensation (dvs. bibehålla motstånd för att kompensera för effekter orsakade av temperaturförändringar i en annan del av kretsen)
Använt i Wheatstone bridge-kretsar
Hur fungerar en termistor
Arbetssättet för en termistor är att dess motstånd beror på dess temperatur. Vi kan mäta termistorers motstånd med hjälp av en ohmmeter.
Om vi känner till den exakta relationen mellan hur temperaturförändringar påverkar termistorernas motstånd – så kan vi genom att mäta termistorernas motstånd härleda dess temperatur.
Hur mycket motståndet ändras beror på vilket material som används i termistorerna. Relationen mellan en termistors temperatur och motstånd är icke-linjär. En typisk termistorgraf visas nedan:
Om vi hade en termistor med ovanstående temperaturgraf, skulle vi helt enkelt kunna matcha motståndet som mäts av ohmmetern med temperaturen som indikeras på grafen.
Genom att dra en horisontell linje från motståndet på y-axeln, och dra en vertikal linje nerifrån där denna horisontella linje skär grafen, kan vi därför härleda termistorernas temperatur.
Typ av termistorer
Det finns två typer av termistorer:
Negativ temperaturkoefficient (NTC) termistor
Positiv temperaturkoefficient (PTC) termistor
NTC termistor
I en NTC termistor minskar motståndet när temperaturen stiger. Och när temperaturen sjunker, ökar motståndet. Därför är temperatur och motstånd invers proportionella i en NTC termistor. Dessa är de vanligaste typerna av termistorer.
Relationen mellan motstånd och temperatur i en NTC termistor styrs av följande uttryck:
Där:
RT är motståndet vid temperatur T (K)
R0 är motståndet vid temperatur T0 (K)
T0 är referenstemperaturen (normalt 25oC)
β är en konstant, dess värde beror på materialets egenskaper. Det nominella värdet antas vara 4000.
Om β-värdet är högt, kommer resistans–temperaturrelationen att vara mycket god. Ett högre värde på β innebär en högre variation i motstånd för samma temperaturökning – vilket ger ökad känslighet (och därför noga) för termistor.
