سنسور دمای پایین ترمیستور

یکی از رایج ترین انواع سنسورهای دما در بازار، ترمیستور، یک نسخه کوتاه "مقاومت گرماگیر حساس" است. ترمیناتورها سنسورهای کم هزینه هستند که بسیار قوی و قوی هستند. ترمیستور سنسور درجه حرارت برای برنامه های کاربردی است که نیاز به حساسیت بالا و دقت خوب است. ترمیستورها به دلیل کاربرد غیر خطی در برابر درجه حرارت، محدود به کاربردهای کوچک عملیاتی دما هستند.

ساخت و ساز

ترمیستورها دو جزء سیم ساخته شده از اکسید های فلزی متخلخل هستند که در انواع بسته های مختلف برای پشتیبانی از انواع برنامه های کاربردی موجود هستند. شایع ترین بسته ترمیستور یک مهره شیشه ای کوچک با قطر 0.5 تا 5 میلی متر با دو سیم است. ترمیستورها نیز در بسته های نصب شده روی سطح، دیسک ها و در پروب های فلزی لوله ای موجود می باشند. ترمیستورس های شیشه ای مهره کاملا ناپایدار و قوی هستند، با شایع ترین حالت شکست که آسیب به دو سیم سربی است. با این حال، برای برنامه های کاربردی که نیاز به درجه سخت تر شدن دارند، ترمیستورهای سبک پروب فلزی حفاظت بیشتری دارند.

فواید

ترمیستورها چندین مزیت دارند، از جمله دقت، حساسیت، ثبات، زمان پاسخ سریع، الکترونیک ساده و هزینه کم. مدار برای اتصال با ترمیستور می تواند به همان اندازه یک مقاومت کششی و اندازه گیری ولتاژ در ترمیناتور باشد. با این حال، پاسخ گرماستر به دمای بسیار غیر خطی است و اغلب آنها را به محدوده دما محدود می کند که دقت آنها را به پنجره کوچک محدود می کند مگر اینکه مدارهای خطی سازی یا روش های جبران دیگر استفاده شود. پاسخ غیر خطی ترمیستورها را به تغییرات دما حساسیت می دهد. همچنین اندازه کوچک و جرم یک ترمیستور به آنها یک توده حرارتی کوچک می دهد که به ترمیستور اجازه می دهد تا به سرعت تغییر کند.

رفتار - اخلاق

ترمیناتورها با ضریب منفی یا مثبت دما (NTC یا PTC) در دسترس هستند. یک ترمیستور با یک ضریب دما منفی کمتر مقاومت می کند با افزایش درجه حرارت در حالی که ترمیستور با یک ضریب دما مثبت افزایش مقاومت در برابر افزایش دمای آن می شود. ترمیستورهای PTC اغلب در مجموعه ای با قطعاتی استفاده می شوند که موج های فعلی می توانند باعث آسیب شوند. به عنوان اجزای مقاومت، زمانی که جریان از طریق آنها عبور می کند، ترمیستورها گرمای تولید می کنند که موجب تغییر مقاومت می شود. از آنجا که ترمیستورها یا نیاز به یک منبع جریان یا منبع ولتاژ برای کار دارند، تغییر مقاومت ناشی از خود گرمایش یک واقعیت اجتناب ناپذیر با ترمیستور است. در اغلب موارد، اثرات خودكار حداقل هستند و جبران فقط زمانی لازم است كه دقت بالا مورد نیاز باشد.

حالت های عملیاتی

ترمیناتورها در دو حالت عملیاتی فراتر از حالت معمولی مقاومت در برابر درجه حرارت عملیات استفاده می شود. حالت جریان ولتاژ در حالت فعلی از حالت ترمیستور استفاده می کند. این حالت اغلب برای جریان جریان استفاده می شود که در آن تغییر جریان مایع در طول ترمیناتور موجب تغییر در قدرت تخلیه شده توسط ترمیستور، مقاومت آن و جریان یا ولتاژ بسته به نحوه هدایت آن خواهد شد. یک ترمیستور نیز می تواند در حالت فعلی بیش از حد عمل کند که در آن ترمیستور تحت جریان قرار می گیرد. در حال حاضر حرارت گرماستور به خود گرما می بخشد، مقاومت در برابر ترمیستور NTC افزایش می یابد و یک مدار از یک سنسور ولتاژ بالا محافظت می شود. در عوض، یک ترمیستور PTC در یک برنامه کاربردی مشابه می تواند برای محافظت از جریان های جریان بالا استفاده شود.

برنامه های کاربردی

ترمیستورها طیف گسترده ای از کاربردها را دارند، با رایجترین آنها، حساسیت مستقیم دما و سر و صدا است. ویژگی های ترمیستورهای NTC و PTC خود را به برنامه های کاربردی از جمله:

خطی سازی

با توجه به پاسخ غیر خطی ترمیستورها، مدارهای خطی سازی اغلب برای ارائه دقت خوب در محدوده دمایی نیاز دارند. پاسخ مقاومت غیر خطی به دما یک ترمیستور توسط معادله استین هارت-هارت ارائه شده که مقاومت خوبی در برابر منحنی دما قرار می دهد. با این حال، طبیعت غیر خطی در عمل تمرین ضعیفی دارد، مگر اینکه با استفاده از آنالوگ تبدیل دیجیتال با وضوح بالا استفاده شود. پیاده سازی خطی ساده سخت افزار یا یک سری موازی، سری یا مقاومت موازی و سری با ترمینیستور، خطی بودن پاسخ ترمیستورها را بهبود می بخشد و پنجره دما عملیاتی را با هزینه ای از دقت افزایش می دهد. مقادیر مقاومت مورد استفاده در مدارهای خطی سازی باید برای تنظیم حداکثر اثربخشی پنجره درجه حرارت انتخاب شوند.