Ένα θερμίστορ είναι ένα στοιχείο ανίχνευσης θερμοκρασίας αποτελούμενο από πυροσυσσωματωμένο υλικό ημιαγωγού που εμφανίζει μεγάλη αλλαγή στην αντίσταση σε αναλογία με μια μικρή αλλαγή στη θερμοκρασία. Ένα θερμίστορ μπορεί να λειτουργήσει σε ένα μεγάλο εύρος θερμοκρασίας και να δώσει τιμή θερμοκρασίας από την αλλαγή της αντίστασης του, η οποία διαμορφώνεται με δύο λέξεις: Θερμική και αντίσταση. Οι συντελεστές θετικής θερμοκρασίας (PTC) και ο αρνητικός συντελεστής θερμοκρασίας (NTC) είναι οι δύο κύριοι τύποι θερμίστορ που χρησιμοποιούνται για εφαρμογές ανίχνευσης θερμοκρασίας.
Τύποι θερμίστορ
Τα θερμίστορ είναι εύχρηστα, φθηνά, ανθεκτικά και ανταποκρίνονται προβλέψιμα σε αλλαγή θερμοκρασίας. Τα θερμίστορ χρησιμοποιούνται κυρίως σε ψηφιακά θερμόμετρα και οικιακές συσκευές, όπως φούρνοι και ψυγεία και ούτω καθεξής. Η σταθερότητα, η ευαισθησία και η σταθερά χρόνου είναι οι γενικές ιδιότητες του θερμίστορ που καθιστούν αυτά τα θερμίστορ ανθεκτικά, φορητά, οικονομικά αποδοτικά, εξαιρετικά ευαίσθητα και καλύτερα για τη μέτρηση της θερμοκρασίας ενός σημείου.
Τα θερμίστορ είναι δύο τύπων:
- Θερμίστορ θετικού συντελεστή θερμοκρασίας (PTC)
- Θερμίστορ αρνητικού συντελεστή θερμοκρασίας (NTC)
Θερμίστορ PTC
Οι θερμοστάτες PTC είναι αντιστάσεις με θετικό συντελεστή θερμοκρασίας, στον οποίο η αντίσταση αυξάνεται ανάλογα με τη θερμοκρασία. Αυτά τα θερμίστορ διαφοροποιούνται σε δύο ομάδες με βάση τη δομή τους και τη διαδικασία κατασκευής. Η πρώτη ομάδα θερμίστορ περιλαμβάνει πυρίτιο που χρησιμοποιούν το πυρίτιο ως υλικό ημιαγωγού. Αυτά τα θερμίστορ μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αισθητήρες θερμοκρασίας PTC λόγω των γραμμικών χαρακτηριστικών τους.
Θερμίστορ PTC
Το θερμίστορ τύπου εναλλαγής είναι η δεύτερη ομάδα θερμίστορ PTC που χρησιμοποιείται σε θερμαντήρες, και επίσης τα θερμίστορ πολυμερούς εμπίπτουν σε αυτήν την ομάδα που αποτελούνται από πλαστικό και χρησιμοποιούνται συχνά ως επαναρυθμιζόμενες ασφάλειες.
Τύποι θερμίστορ PTC
Οι θερμίστορες PTC ταξινομούνται με βάση το επίπεδο θερμοκρασίας που μετρούν. Αυτοί οι τύποι εξαρτώνται από τα ακόλουθα:
- Στοιχεία : Πρόκειται για τύπους θερμίστορ δίσκων, πλακών και κυλίνδρων.
- Μόλυβδος, τύπος εμβύθισης: Αυτά τα θερμίστορ είναι δύο ειδών, δηλαδή. βαμμένο και μη βαμμένο. Αυτά έχουν υψηλές θερμοκρασίες για μηχανική προστασία, περιβαλλοντική σταθερότητα και ηλεκτρική μόνωση.
- Τύπος θήκης: Αυτές μπορεί να είναι πλαστικές ή κεραμικές θήκες που χρησιμοποιούνται με βάση την απαίτηση εφαρμογής.
- Τύπος συναρμολόγησης : Αυτό είναι προϊόν μονάδας λόγω της κατασκευής και των σχημάτων του.
Τυπικά χαρακτηριστικά του PTC Thermistor
Τα ακόλουθα χαρακτηριστικά των θερμίστορ δείχνουν τη σχέση μεταξύ των διαφόρων παραμέτρων όπως η θερμοκρασία, η αντίσταση, το ρεύμα, η τάση και ο χρόνος.
1. Θερμοκρασία έναντι αντίστασης
Στο παρακάτω σχήμα, μπορούμε να παρατηρήσουμε πόσο γρήγορα η αντίσταση ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία, δηλαδή, μια απότομη αύξηση της αντίστασης με μικρές αλλαγές στη θερμοκρασία. Το PTC εμφανίζει έναν ελαφρύ αρνητικό συντελεστή θερμοκρασίας κατά την κανονική αύξηση της θερμοκρασίας, αλλά σε υψηλότερες θερμοκρασίες και σημείο Curie, υπάρχει μια απότομη αλλαγή αντίστασης.
Εξάρτηση θερμοκρασίας από αντίσταση
2. Τρέχοντα Τάση Χαρακτηριστικά
Αυτό το χαρακτηριστικό δείχνει τη σχέση μεταξύ τάσης και ρεύματος σε κατάσταση θερμικής ισορροπίας, όπως φαίνεται στο σχήμα. Όταν η τάση αυξάνεται από το μηδέν, το ρεύμα και η θερμοκρασία αυξάνονται επίσης έως ότου το θερμίστορ φτάσει σε ένα σημείο μεταγωγής. Η περαιτέρω αύξηση της τάσης οδηγεί σε μείωση του ρεύματος σε μια περιοχή σταθερής ισχύος.
Τρέχοντα χαρακτηριστικά τάσης
3. Τρέχοντα χαρακτηριστικά χρόνου χρόνου
Αυτό δείχνει την αξιοπιστία που απαιτείται για τους διακόπτες στερεάς κατάστασης στη θέρμανση και την προστασία έναντι των εφαρμογών υψηλού ρεύματος. Όταν εφαρμόζεται μεγαλύτερη από την δεδομένη τάση σε θερμίστορ PTC, μεγάλη ποσότητα ρεύματος ρέει τη στιγμή της εφαρμογής τάσης λόγω χαμηλής αντίστασης.
Τρέχοντα Χρόνος χαρακτηριστικά
Εφαρμογές του PTC Thermistor
1. Χρονική καθυστέρηση: Η καθυστέρηση χρόνου σε ένα κύκλωμα παρέχει τον απαιτούμενο χρόνο για έναν θερμίστορ PTC για επαρκή θέρμανση για εναλλαγή από κατάσταση χαμηλής αντίστασης σε κατάσταση υψηλής αντίστασης. Η χρονική καθυστέρηση εξαρτάται από το μέγεθος, τη θερμοκρασία και την τάση με την οποία συνδέεται καθώς και από το κύκλωμα που χρησιμοποιείται. Αυτές οι εφαρμογές περιλαμβάνουν καθυστερημένα ρελέ μεταγωγής, χρονοδιακόπτες, ηλεκτρικούς ανεμιστήρες κ.λπ.
δύο. Εκκίνηση κινητήρα : Μερικοί ηλεκτρικός κινητήρας έχουν εκκίνηση με εκκίνηση που πρέπει να τροφοδοτείται μόνο όταν ο κινητήρας εκκινείται. Όταν το κύκλωμα είναι ενεργοποιημένο, το θερμίστορ PTC έχει μικρότερη αντίσταση, επιτρέποντας στο ρεύμα να περάσει από το τύλιγμα εκκίνησης. Καθώς ξεκινά ο κινητήρας, ο θερμίστορ θετικού συντελεστή θερμοκρασίας θερμαίνεται και - σε ένα σημείο, μεταβαίνει σε κατάσταση υψηλής αντίστασης και στη συνέχεια τερματίζει αυτήν την περιέλιξη από την τροφοδοσία ρεύματος. Ο χρόνος που απαιτείται για να συμβεί αυτό βασίζεται στην απαιτούμενη εκκίνηση του κινητήρα.
3. Αυτορυθμιζόμενοι θερμαντήρες: Εάν υπάρχει ρεύμα που διέρχεται από ένα θερμίστορ θετικής θερμοκρασίας εναλλαγής, τότε θα σταθεροποιηθεί σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία. Αυτό σημαίνει ότι εάν η θερμοκρασία μειωθεί, ανάλογα με την αντίσταση, επιτρέποντας τη ροή περισσότερου ρεύματος, τότε η συσκευή θερμαίνεται. Εάν η θερμοκρασία αυξηθεί σε επίπεδο που περιορίζει το ρεύμα που διέρχεται από τη συσκευή, η συσκευή ψύχεται.
Τα θερμίστορ PTC χρησιμοποιούνται ως χρονοδιακόπτες στο κύκλωμα πηνίου degaussing των οθονών CRT. Ένα κύκλωμα απενεργοποίησης που χρησιμοποιεί θερμίστορ PTC είναι απλό αξιόπιστο και φθηνό.
Θερμίστορ NTC
Ένα θερμίστορ με αρνητικό συντελεστή θερμοκρασίας σημαίνει ότι η αντίσταση μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Αυτά τα θερμίστορ είναι κατασκευασμένα από χυτά τσιπ υλικό ημιαγωγών όπως ένα πυροσυσσωματωμένο μεταλλικό οξείδιο.
Θερμίστορ NTC
Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα οξείδια για αυτούς τους θερμίστορ είναι το μαγγάνιο, το νικέλιο, το κοβάλτιο, ο σίδηρος, ο χαλκός και το τιτάνιο. Αυτά τα θερμίστορ ταξινομούνται σε δύο ομάδες ανάλογα με τη μέθοδο με την οποία τα ηλεκτρόδια συνδέονται στο κεραμικό σώμα. Αυτοί είναι:
- Θερμίστορ τύπου σφαιριδίων
- Μεταλλικές επιφανειακές επαφές
Τα θερμίστορ τύπου σφαιριδίων είναι κατασκευασμένα από κράμα λευκόχρυσου και σύρματα μολύβδου που είναι απευθείας συντηγμένα στο κεραμικό σώμα. Οι θερμίστορ τύπου Bead προσφέρουν υψηλή σταθερότητα, γρήγορους χρόνους απόκρισης και λειτουργεί σε υψηλές θερμοκρασίες. Αυτά τα θερμίστορ είναι διαθέσιμα σε μικρά μεγέθη και παρουσιάζουν συγκριτικά χαμηλές σταθερές απαγωγής. Αυτά τα θερμίστορ επιτυγχάνονται κανονικά συνδέοντάς τα σε σειρές ή παράλληλα κυκλώματα. Οι θερμίστορ τύπου σφαιριδίων περιλαμβάνουν τους ακόλουθους τύπους:
- Γυμνές χάντρες
- Χάντρες με επικάλυψη από γυαλί
- Ανθεκτικές χάντρες
- Μινιατούρες γυάλινες χάντρες
- Ανιχνευτές γυαλιού
- Γυάλινες ράβδοι
- Χάντρα σε γυάλινα περιβλήματα
Η δεύτερη ομάδα θερμίστορ διαθέτει μεταλλικές επιφανειακές επαφές που διατίθενται με τα ακτινικά ή αξονικά καλώδια καθώς και χωρίς τα καλώδια στερέωσης - μέσω ελατηρίων επαφών. Μια ποικιλία επιστρώσεων είναι διαθέσιμη για αυτά τα θερμίστορ. Η μεταλλική επιφάνεια επαφής μπορεί να εφαρμοστεί με βαφή, ψεκασμό ή εμβάπτιση όπως απαιτείται και η επαφή στερεώνεται σε κεραμικό σώμα. Αυτά τα θερμίστορ περιλαμβάνουν τους ακόλουθους τύπους:
- Δίσκοι
- Μάρκες
- Επιφανειακές βάσεις
- Νιφάδες
- Ράβδοι
- Πλυντήρια
Τυπικά χαρακτηριστικά του NTC Thermistor
Υπάρχουν τρία ηλεκτρικά χαρακτηριστικά που λαμβάνονται υπόψη για όλες τις εφαρμογές στις οποίες χρησιμοποιούνται θερμίστορ NTC.
- Χαρακτηριστικό αντίστασης-θερμοκρασίας
- Χαρακτηριστικό τρέχοντος χρόνου
- Χαρακτηριστικό τάσης-ρεύματος
1. Χαρακτηριστικά αντίστασης-θερμοκρασίας
Το θερμίστορ NTC εμφανίζει τα αρνητικά χαρακτηριστικά θερμοκρασίας όταν η αντίσταση αυξάνεται με την ελαφρά μείωση της θερμοκρασίας, όπως φαίνεται στο σχήμα.
Χαρακτηριστικό αντίστασης-θερμοκρασίας
2. Χαρακτηριστικά τρέχοντος χρόνου
Η αλλαγή του ρυθμού ρεύματος είναι χαμηλή λόγω της υψηλής αντίστασης του θερμίστορ. Τέλος, καθώς η συσκευή πλησιάζει μια κατάσταση ισορροπίας, ο ρυθμός της τρέχουσας μεταβολής θα μειωθεί καθώς φτάνει την τελική τιμή του χρόνου που φαίνεται παρακάτω, στο σχήμα.
Χαρακτηριστικά της τρέχουσας ώρας
3. Χαρακτηριστικό τάσης-ρεύματος
Μόλις ένα θερμαινόμενο θερμίστορ φτάσει σε κατάσταση ισορροπίας, ο ρυθμός απώλειας θερμότητας από τη συσκευή ισούται με την παρεχόμενη ισχύ. Στο παρακάτω σχήμα, μπορούμε να παρατηρήσουμε τη σχέση αυτών των δύο παραμέτρων όπου, μπορούμε να παρατηρήσουμε μείωση της τάσης στα 0,01 MA ρεύμα και πάλι η τάση αυξάνεται σε ένα μέγιστο ρεύμα 1,0 MA, και στη συνέχεια να μειωθεί στην τρέχουσα τιμή των 100 MA.
Χαρακτηριστικό τάσης-ρεύματος
Εφαρμογές του NTC Thermistor
1. Προστασία από υπερτάσεις: Όταν ένα θερμίστορ NTC είναι ενεργοποιημένο, απορροφά το ρεύμα κύματος στον εξοπλισμό και το προστατεύει αλλάζοντας την αντίστασή του.
2. Έλεγχος θερμοκρασίας και συναγερμός: Το θερμίστορ NTC μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως σύστημα ελέγχου θερμοκρασίας ή σύστημα συναγερμού θερμοκρασίας. Όταν η θερμοκρασία αυξάνεται και η αντίσταση του θερμίστορ μειώνεται - το ρεύμα γίνεται υψηλό και δίνει συναγερμό ή ενεργοποιεί το σύστημα θέρμανσης.
Αυτοί είναι οι δύο κύριοι τύποι θερμίστορ που χρησιμοποιούνται για διαφορετικές εφαρμογές ανίχνευσης θερμοκρασίας. Ελπίζω ότι τα χαρακτηριστικά και οι εφαρμογές του θερμίστορ, εκτός από τους τύπους, θα μπορούσαν να σας έχουν δώσει μια καλύτερη & υγιεινή κατανόηση του θέματος ή των ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών έργων. Παρακαλώ γράψτε τις προτάσεις και τα σχόλιά σας στην ενότητα σχολίων που δίνεται παρακάτω.
Φωτογραφικές μονάδες:
Τύποι θερμίστορ από αισθητήρας
Θερμίστορ PTC από paumanokgroup
Εξάρτηση θερμοκρασίας από αντίσταση κατά εποχές
Τρέχοντα Χαρακτηριστικά χρόνου από χολή
Θερμίστορ NTC από diytrade
Τρέχοντα Χαρακτηριστικά χρόνου από amwei
Τάση Τρέχον χαρακτηριστικό: από cantherm
