Thermistor: Maendeleo, Matumizi & Jinsi Wanafanya Kazi

Nini ni Thermistor

Thermistor (au thermal resistor) unadefined kama aina ya resistor ambayo resistance yake inabadilika kutokana na mabadiliko ya joto. Ingawa resistance ya resistor zote zenye hii itaingia kidogo kutokana na joto, thermistor unahitaji uwezo mkubwa wa kuwa na ubadilisho wa joto.

Thermistors huendelea kama component passiv katika circuit. Ni njia sahihi, rahisi, na imara ya kupimia joto.

Ingawa thermistors hazitoshi vizuri katika joto au baridi sana, ni sensor chaguo kwa majukumu mengi tofauti.

Thermistors ni vizuri wakati una hitaji pimio sahihi ya joto. Symbol ya circuit ya thermistor inaelezea chini:

Matumizi ya Thermistors

Thermistors yanayotumika kwa matumizi mengi. Yanatumika kama njia ya kupimia joto kama thermometer ya thermistor katika mazingira mengi tofauti ya maji na hewa. Baadhi ya matumizi ya thermistors ni:

• Digital thermometers (thermostats)

• Matumizi ya magari (kupimia joto la mafuta na coolant katika magari na mitruk)

• Vifaa vya nyumbani (kama mikrobenji, fridges, na mikobeni)

• Ulinzi wa circuit (kama vile protection ya surge)

• Bateri za rechargeable (kuthibitisha joto sahihi la bateri)

• Kupimia conductivity ya joto ya viundavyo vya umeme

• Yanayotumika katika circuits nyingi za umeme (kama sehemu ya kitu cha starter Arduino)

• Temperature compensation (kuthibitisha resistance ili kupambana na athari za mabadiliko ya joto katika sehemu nyingine ya circuit)

• Yanayotumika katika wheatstone bridge circuits

Jinsi Thermistor Inafanya Kazi

Principles ya kufanya kazi ya thermistor ni kwamba resistance yake inategemea joto lake. Tunaweza kupima resistance ya thermistor kwa kutumia ohmmeter.

Ikiwa tunajua uhusiano kamili kuhusu jinsi mabadiliko ya joto itaathiri resistance ya thermistor – basi kupima resistance ya thermistor tutaweza kupata joto lake.

Jinsi resistance inabadilika inategemea aina ya material ulizotumika kwenye thermistor. Uhusiano kati ya joto na resistance wa thermistor si linear. Graph ya thermistor rasmi inaelezwa chini:

Ikiwa tulikuwa na thermistor na graph ya joto kama hii, tungekuwa tu wanaweza kupanga resistance iliyopimwa na ohmmeter na joto lililo elezea kwenye graph.

Kwa kutegemea horizontal line kutoka resistance kwenye y-axis, na kutengeneza vertical line kutoka mahali pa horizontal line ina intersect na graph, tunaweza kupata joto la thermistor.

Aina za Thermistors

Kuna aina mbili za thermistors:

• Negative Temperature Coefficient (NTC) Thermistor

• Positive Temperature Coefficient (PTC) Thermistor

NTC Thermistor

Katika NTC thermistor, ikiwa joto kinongeza, resistance kinapungua. Na ikiwa joto kinapungua, resistance kinongeza. Hivyo kwenye NTC thermistor joto na resistance ni inversely proportional. Hii ni aina kamili ya thermistor.

Uhusiano kati ya resistance na joto kwenye NTC thermistor unawezekana kwa kutumia equation ifuatayo:

Hapa:

• RT ni resistance kwenye joto T (K)

• R0 ni resistance kwenye joto T0 (K)

• T0 ni reference temperature (mara nyingi 25oC)

• β ni constant, thamani yake inategemea characteristics ya material. Thamani nominal ni 4000.

Ikiwa thamani ya β ni juu, uhusiano wa resistor–temperature utakuwa mzuri. Thamani juu ya β inamaanisha variation juu ya resistance kwa rise moja ya joto – hivyo umeshughulikia sensitivity (na kwa hiyo accuracy) ya thermistor.

Kutokana na expression (1), tunaweza kupata resistance temperature co-efficient. Hii ni expression ya sensitivity ya thermistor.

Tuzo