Yksi tavallisimmista lämpötila-antureista markkinoilla on termistori, lyhennetty "lämpöherkän vastuksen" versio. Termistorit ovat edullisia antureita, jotka ovat erittäin kestäviä ja kestäviä. Termistori on valittu lämpötila-anturi sovelluksiin, jotka edellyttävät suurta herkkyyttä ja hyvää tarkkuutta. Termistorit rajoitetaan pieniin käyttölämpötila-alueisiin, koska ne eivät ole lineaarisia lämpötilan vasteeseen.
rakentaminen
Termistorit ovat kaksijohdinkomponentteja, jotka on valmistettu sintratuista metallioksideista, jotka ovat saatavilla useissa pakkaustyypeissä erilaisten sovellusten tukemiseksi. Yleisin termistoripakkaus on pieni lasihelmi, jonka halkaisija on 0,5 - 5 mm kahdella johtimella. Termistoreja on saatavana myös pintakokoonpuristetuissa pakkauksissa, levyissä ja upotetuissa putkimaisissa metalli-koettimissa. Lasihelmistä valmistetut termistorit ovat varsin kestäviä ja kestäviä, ja tavallisin vikatapa aiheuttaa vahinkoa kahdelle johtimelle. Kuitenkin sovelluksissa, jotka edellyttävät suurempaa kestävyyttä, metalliputkianturin tyyppiset termistorit tarjoavat suuremman suojan.
hyötyjä
Termistoreilla on useita etuja, kuten tarkkuus, herkkyys, stabiilius, nopea vasteaika, yksinkertainen elektroniikka ja alhaiset kustannukset. Termistorin rajapinta voi olla yksinkertainen kuin vetävän vastuksen ja mittaamalla jännite termistorin yli. Kuitenkin termistorien reaktio lämpötilaan on hyvin epälineaarinen ja ne on usein viritetty pieneen lämpötila-alueeseen, joka rajoittaa niiden tarkkuutta pieneen ikkunaan, ellei käytetään linearisointipiirejä tai muita kompensointitekniikoita. Epälineaarinen vaste tekee termistorit erittäin herkiksi lämpötilan muutoksille. Myös termistorin pienikokoinen ja massa antaa niille pienen lämpömassan, joka sallii termistorin reagoivan nopeasti lämpötilan muutokseen.
käytös
Termistorit ovat saatavissa joko negatiivisella tai positiivisella lämpötilakertoimella (NTC tai PTC). Termistori, jolla on negatiivinen lämpötila coeffecient tulee vähemmän resistiivinen kuin lämpötila nousee, kun taas termistori positiivinen lämpötila coeffecient kasvaa vastustuskykyä sen lämpötilan kasvaessa. PTC-termistoreita käytetään usein sarjaan sellaisten osien kanssa, joissa virtapiikit voivat aiheuttaa vaurioita. Resistiivisinä osina, kun virta kulkee läpi, termistorit tuottavat lämpöä, mikä aiheuttaa resistenssin muutoksen. Koska termistorit vaativat joko virtalähdettä tai jännitelähdettä toimimaan, itsestään kuumenevaa induktoitua resistanssimuutosta on väistämätön totuus termistoreilla. Useimmissa tapauksissa itse lämmitysvaikutukset ovat vähäisiä ja korvausta tarvitaan vain silloin, kun vaaditaan suurta tarkkuutta.
Toimintamoodit
Termistoreja käytetään kahdessa toimintatilassa, jotka ovat tyypillisiä resistanssin ja lämpötilan toimintatavan ulkopuolella. Jännitteen ja virran tilassa käytetään termistoria itsestään lämmittävänä, vakaan tilan kunnossa. Tätä tilaa käytetään usein virtausmittareihin, joissa nesteen virtauksen muutos termistorin läpi aiheuttaa termistorin, sen resistanssin ja virran tai jännitteen muuttaman tehon muutoksen sen mukaan, kuinka sitä käytetään. Termistoria voidaan käyttää myös virran ylivirtatilassa, jossa termistoriin kohdistuu virta. Virta aiheuttaa termistorin itsestään lämpöä, mikä lisää resistanssia NTC-termistorin tapauksessa ja suojaa piirin suurjännitesiiriltä. Vaihtoehtoisesti samassa sovelluksessa olevaa PTC-termistoria voidaan käyttää suojelemaan suurilta virtapiikiltä.
Sovellukset
Termistoreilla on laaja valikoima sovelluksia, joista yleisimpiä ovat suorat lämpötila-anturit ja ylijännitesuojat. NTC- ja PTC-termistorien ominaisuudet soveltuvat sovelluksiin, joihin kuuluvat:
- Nestemittarit
- lämpötilan kompensointi
- Virtausmittaus
- Vacuum Gages
- Lämpösuojaus
- Ampifier Gain Control
- Aikaviivepiirit
- Lämpökytkimet
linearisointi
Termistorien epälineaarisen vasteen vuoksi tarvitaan usein linearisointipiirejä, joilla saadaan hyvä tarkkuus eri lämpötiloissa. Termistorin epälineaarinen vastusvastus lämpötilaan on annettu Steinhart-Hart-yhtälöllä, joka antaa hyvän vastustuskyvyn lämpötilakäyrään. Epälineaarinen luonne kuitenkin aiheuttaa harhaanjohtavuutta käytännössä, ellei käytetään korkean resoluution analogia-digitaalimuunnosta. Yhden rinnakkaisen, sarjan tai rinnakkaisen ja sarjan resistenssin yksinkertaisen laitteiston linearisoinnin toteuttaminen termistorilla parantaa merkittävästi termistorien vasteen lineaarisuutta ja laajentaa termistorin toimintalämpötila-ikkunaa jonkin tarkkuuden kustannuksella. Lineaarisointipiireissä käytettävät resistanssiarvot olisi valittava siten, että lämpötilaikkuna keskitetään maksimaaliseen tehokkuuteen.