Термістр: Визначення, Застосування та Принцип Роботи

Що таке термістр

Термістр (або тепловий резистор) визначається як тип резистора, електричний опір якого змінюється зі зміною температури. Хоча опір усіх резисторів трохи змінюється з температурою, термістр є особливо чутливим до змін температури.

Термістри діють як пасивні компоненти в схемах. Вони є точним, дешевим і надійним способом вимірювання температури.

Хоча термістри не працюють добре при дуже високих або низьких температурах, вони є датчиками вибору для багатьох різних застосувань.

Термістри ідеальні, коли потрібне точне вимірювання температури. Символ схеми для термістра показаний нижче:

Застосування термістрів

Термістри мають різні застосування. Вони широко використовуються як спосіб вимірювання температури в різних рідких та повітряних середовищах. Найпоширеніші застосування термістрів включають:

• Цифрові термометри (термостати)

• Автомобільні застосування (для вимірювання температури масла та охолоджуючої рідини в автомобілях та вантажівках)

• Будинкові прилади (як мікрохвильові печі, холодильники та плити)

• Захист схем (наприклад, захист від перенапруги)

• Перезарядні батареї (забезпечують правильну температуру батареї)

• Вимірювання теплопровідності електричних матеріалів

• Корисні в багатьох базових електронних схемах (наприклад, частина початкового набору Arduino)

• Компенсація температури (зберігання опору для компенсації ефектів, спричинених змінами температури в іншій частині схеми)

• Використання в мостових схемах

Як працює термістр

Принцип роботи термістра полягає в тому, що його опір залежить від температури. Ми можемо виміряти опір термістра за допомогою омметра.

Якщо ми знаємо точну залежність того, як зміни температури впливають на опір термістра, то вимірюючи опір термістра, ми можемо визначити його температуру.

Наскільки змінюється опір, залежить від типу матеріалу, використаного в термістрі. Залежність між температурою та опором термістра є нелінійною. Типова графіка термістра показана нижче:

Якщо у нас є термістр з вище зазначеною графікою температури, ми просто можемо вирівняти опір, виміряний омметром, з температурою, зазначеною на графіку.

Проводячи горизонтальну лінію від опору на осі Y і вертикальну лінію вниз від точки перетину цієї горизонтальної лінії з графіком, ми можемо отримати температуру термістра.

Типи термістрів

Існують два типи термістрів:

• Термістр з негативним температурним коефіцієнтом (NTC)

• Термістр з позитивним температурним коефіцієнтом (PTC)

NTC термістр

У NTC термістрі, коли температура зростає, опір зменшується. А коли температура зменшується, опір зростає. Тому в NTC термістрі температура та опір є обернено пропорційними. Це найпоширеніший тип термістрів.

Залежність між опором та температурою в NTC термістрі визначається наступним виразом:

Де:

• RT — опір при температурі T (K)

• R0 — опір при температурі T0 (K)

• T0 — референтна температура (зазвичай 25°C)

• β — константа, значення якої залежить від характеристик матеріалу.