Termistor je prvok snímajúci teplotu zložený zo spekaného polovodičového materiálu, ktorý vykazuje veľkú zmenu odporu v pomere k malej zmene teploty. Termistor môže pracovať v širokom rozsahu teplôt a dať hodnotu teploty zmenou svojho odporu, ktorá je tvorená dvoma slovami: Thermal a resistor. Kladné teplotné koeficienty (PTC) a záporné teplotné koeficienty (NTC) sú dva hlavné typy termistorov, ktoré sa používajú pre aplikácie na snímanie teploty.
Typy termistorov
Termistory sa ľahko používajú, sú lacné, odolné a predvídateľne reagujú na zmenu teploty. Termistory sa väčšinou používajú v digitálne teplomery a domáce spotrebiče, ako sú rúry na pečenie a chladničky atď. Stabilita, citlivosť a časová konštanta sú všeobecné vlastnosti termistora, vďaka ktorým sú tieto termistory odolné, prenosné, nákladovo efektívne, vysoko citlivé a najlepšie na meranie teploty v jednom bode.
Termistory sú dvoch typov:
- Termistor pozitívneho teplotného koeficientu (PTC)
- Termistor s negatívnym teplotným koeficientom (NTC)
PTC termistor
PTC termistory sú rezistory s kladným teplotným koeficientom, pri ktorých sa odpor zvyšuje úmerne s teplotou. Tieto termistory sa rozlišujú do dvoch skupín na základe ich štruktúry a výrobného procesu. Prvá skupina termistorov zahrnuje silistory, ktoré využívajú kremík ako polovodičový materiál. Tieto termistory možno vzhľadom na svoje lineárne charakteristiky použiť ako snímače teploty PTC.
PTC termistor
Spínaný termistor je druhá skupina PTC termistorov, ktoré sa používajú v ohrievačoch. Do tejto skupiny patria aj polymérové termistory, ktoré sú vyrobené z plastu a často sa používajú ako resetovateľné poistky.
Typy PTC termistora
PTC termistory sú klasifikované na základe úrovne teploty, ktorú merajú. Tieto typy závisia od nasledujúcich vecí:
- Prvky : Jedná sa o diskové, doskové a valcové typy termistorov.
- Olovo, typ dipu: Tieto termistory sú dvojakého druhu, tj. maľované a nemaľované. Tieto majú vysokoteplotné nátery pre mechanickú ochranu, stabilitu životného prostredia a elektrickú izoláciu.
- Typ puzdra: Môžu to byť plastové alebo keramické puzdrá, ktoré sa používajú na základe požiadaviek aplikácie.
- Typ montáže : Toto je jednotkový produkt vďaka svojej konštrukcii a tvarom.
Typické vlastnosti PTC termistora
Nasledujúce charakteristiky termistorov ukazujú vzťah medzi rôznymi parametrami, ako je teplota, odpor, prúd, napätie a čas.
1. Teplotný odpor Vs
Na nasledujúcom obrázku môžeme pozorovať, ako rýchlo sa odpor mení s teplotou, to znamená prudký nárast odporu s malými zmenami teploty. PTC vykazuje mierny negatívny teplotný koeficient počas normálneho nárastu teploty, ale pri vyšších teplotách a Curieho bode dochádza k prudkej zmene odporu.
Teplotná závislosť odporu
2. Prúdové napäťové charakteristiky
Táto vlastnosť ukazuje vzťah medzi napätím a prúdom v tepelnom rovnovážnom stave, ako je znázornené na obrázku. Keď napätie stúpa od nuly, stúpa aj prúd a teplota, kým termistor nedosiahne spínací bod. Ďalšie zvyšovanie napätia vedie k poklesu prúdu v oblasti konštantného výkonu.
Prúdové napäťové charakteristiky
3. Aktuálne vs časové charakteristiky
Toto vypovedá o spoľahlivosti požadovanej pre polovodičové spínače pri vykurovaní a ochrane pred silnoprúdovými aplikáciami. Keď sa na termistor PTC privedie viac ako dané napätie, v okamihu privedenia napätia preteká veľké množstvo prúdu v dôsledku nízkeho odporu.
Aktuálne časové charakteristiky
Aplikácie PTC termistora
1. Časové oneskorenie: Časové oneskorenie v obvode poskytuje čas potrebný pre PTC termistor na dostatočné zahriatie na prepnutie zo stavu s nízkym odporom do stavu s vysokým odporom. Časové oneskorenie závisí od veľkosti, teploty a napätia, ku ktorému je pripojený, ako aj od použitého obvodu. Medzi tieto aplikácie patria oneskorené spínacie relé, časovače, elektrické ventilátory atď.
dva. Štartovanie motora : Niektoré elektrický motor s majú štartovacie vinutie, ktoré musí byť napájané iba pri štarte motora. Keď je obvod zapnutý, termistor PTC má menší odpor, čo umožňuje, aby prúd prešiel štartovacím vinutím. Po spustení motora sa termistor s kladným teplotným koeficientom zahreje a - v jednom okamihu sa prepne do stavu s vysokým odporom a potom ukončí toto vinutie zo siete. Čas potrebný na to závisí od požadovaného spustenia motora.
3. Samoregulačné ohrievače: Ak prúd prechádza spínacím termistorom pozitívneho teplotného koeficientu, bude sa stabilizovať pri určitej teplote. Znamená to, že ak teplota klesá úmerne k odporu a umožňuje prúdenie väčšieho množstva prúdu, zariadenie sa zahreje. Ak teplota stúpne na úroveň, ktorá obmedzuje prúd prechádzajúci zariadením, zariadenie sa ochladí.
PTC termistory sa používajú ako časovače v obvode odmagnetizovacej cievky displejov CRT. Obvod demagnetizácie pomocou PTC termistora je jednoduchý, spoľahlivý a lacný.
NTC termistor
Termistor so záporným teplotným koeficientom znamená, že odpor klesá s nárastom teploty. Tieto termistory sú vyrobené z odlievaného čipu polovodičový materiál ako je spekaný oxid kovu.
NTC termistor
Najčastejšie používané oxidy pre tieto termistory sú mangán, nikel, kobalt, železo, meď a titán. Tieto termistory sú rozdelené do dvoch skupín v závislosti od spôsobu, ktorým sú elektródy pripevnené k keramickému telu. Oni sú:
- Perličkové termistory
- Metalizované povrchové kontakty
Guľôčkové termistory sú vyrobené zo zliatiny platiny a olovené drôty, ktoré sa priamo spekajú do keramického telesa. Guľôčkové termistory ponúkajú vysokú stabilitu, spoľahlivosť, rýchle odozvy a pracujú pri vysokých teplotách. Tieto termistory sú dostupné v malých veľkostiach a vykazujú porovnateľne nízke konštanty disipácie. Tieto termistory sa zvyčajne dosahujú ich zapojením do sériových alebo paralelných obvodov. Patičné termistory zahŕňajú tieto typy:
- Holé korálky
- Sklenené potiahnuté korálky
- Robustné korálky
- Miniatúrne sklenené korálky
- Sklenené sondy
- Sklenené tyčinky
- Krabičky zo sklenených guľôčok
Druhá skupina termistorov má metalizované povrchové kontakty, ktoré sú k dispozícii s radiálnymi alebo axiálnymi vývodmi aj bez vývodov na montáž - pomocou pružinových kontaktov. Pre tieto termistory sú k dispozícii rôzne povrchové úpravy. Metalizovaný povrchový kontakt je možné podľa potreby namaľovať, nastriekať alebo máčať a kontakt je zafixovaný do keramického telesa. Medzi tieto termistory patria nasledujúce typy:
- Disky
- Lupienky
- Povrchové úchyty
- Vločky
- Prúty
- Podložky
Typické vlastnosti NTC termistora
Existujú tri elektrické charakteristiky, ktoré sa berú do úvahy pre všetky aplikácie, v ktorých sa používajú NTC termistory.
- Odporovo-teplotná charakteristika
- Prúdovo-časová charakteristika
- Napäťovo-prúdová charakteristika
1. Charakteristiky odpor-teplota
NTC termistor vykazuje negatívne teplotné charakteristiky, keď sa odpor zvyšuje s miernym poklesom teploty, ako je znázornené na obrázku.
Charakteristika odporu a teploty
2. Charakteristiky aktuálneho času
Zmena rýchlosti prúdu je nízka kvôli vysokému odporu termistora. Nakoniec, keď sa zariadenie priblíži k rovnovážnemu stavu, rýchlosť aktuálnej zmeny sa zníži, keď dosiahne konečnú hodnotu času, ktorá je uvedená nižšie na obrázku.
Charakteristika aktuálneho času
3. Charakteristika napätia a prúdu
Len čo termistor s vlastným ohrevom dosiahne rovnovážny stav, rýchlosť straty tepla zo zariadenia sa rovná dodanej energii. Na nasledujúcom obrázku môžeme pozorovať vzťah týchto dvoch parametrov, kde môžeme pozorovať pokles napätia pri prúde 0,01 MA a napätie sa opäť zvyšuje pri špičkovom prúde 1,0 MA a potom klesá pri hodnote prúdu 100 MA.
Charakteristika napätia-prúdu
Aplikácie NTC termistora
1. Prepäťová ochrana: Keď je NTC termistor zapnutý, absorbuje nárazový prúd cez zariadenie a chráni ho zmenou odporu.
2. Regulácia teploty a alarm: NTC termistor je možné použiť ako a systém regulácie teploty alebo teplotný poplachový systém. Keď sa teplota zvýši a odpor termistora sa zníži - prúd sa zvýši a spustí alarm alebo zapne vykurovací systém.
Toto sú dva hlavné typy termistorov používané pre rôzne aplikácie snímania teploty. Dúfam, že charakteristiky a aplikácie termistorov vám okrem typov mohli poskytnúť lepšie a užitočné pochopenie témy alebo elektrických a elektronických projektov. Svoje návrhy a pripomienky prosím napíšte do sekcie komentárov uvedenej nižšie.
Fotografické úvery:
Typy termistorov podľa ussensor
PTC termistor od paumanokgroup
Teplotná závislosť odporu o epcos
Aktuálne časové charakteristiky podľa žlč
NTC termistor od diytrade
Aktuálne časové charakteristiky podľa amwei
Napätie Prúdová charakteristika: o cantherm
