Viens no visbiežāk izmantotajiem temperatūras sensoru veidiem tirgū ir termistors, saīsināta termināla rezistora versija. Termistori ir zemu izmaksu sensori, kas ir ļoti izturīgi un izturīgi. Termistors ir izvēles temperatūras sensors lietojumam, kas prasa augstu jutību un labu precizitāti. Terminatorus ierobežo ar nelielu darbības temperatūras diapazonu, jo to nelineārā reakcija uz temperatūru ir ierobežota.
Būvniecība
Termistori ir divu vadu komponenti, kas izgatavoti no metālu oksīda saķepināšanas, kas ir pieejami vairākos iepakojuma veidos, lai atbalstītu dažādus pielietojumus. Visbiežāk sastopamais termistora iepakojums ir neliels stikla lodītes ar diametru no 0,5 līdz 5 mm ar diviem vadiem. Termistori ir pieejami arī virsmas montāžas iepakojumos, diskos un iegulti cauruļveida metāla zondēs. Stikla lodītes termistori ir diezgan izturīgi un izturīgi, un visbiežāk atteices režīms ir divu vadu vadu bojājums. Tomēr lietojumiem, kuriem nepieciešama lielāka izturības pakāpe, metāla caurules parauga stila termistori nodrošina lielāku aizsardzību.
Ieguvumi
Thermistors ir vairākas priekšrocības, tostarp precizitāte, jutība, stabilitāte, ātrais reakcijas laiks, vienkārša elektronika un zemas izmaksas. Kontūra saskarne ar termistoru var būt tikpat vienkārša kā pull-up rezistors un mērīšanas spriegums visā termistora. Tomēr termistora reakcija uz temperatūru ir ļoti nelineāra, un tās bieži pielāgo nelielam temperatūras diapazonam, kas ierobežo to precizitāti mazajam logam, ja vien netiek izmantotas linearizācijas ķēdes vai citas kompensācijas metodes. Neitriskās reakcijas dēļ termistori ir ļoti jutīgi pret temperatūras izmaiņām. Arī nelielais termistora izmērs un masa dod tiem nelielu termisko masu, kas ļauj termistoram ātri reaģēt uz temperatūras izmaiņām.
Uzvedība
Termistori ir pieejami ar negatīvu vai pozitīvu temperatūras koeficientu (NTC vai PTC). Termistors ar negatīvu temperatūras koeficientu kļūst mazāk rezistsīvs, jo temperatūra paaugstinās, bet termistors ar pozitīvu temperatūras koeficientu palielina pretestību, jo tā temperatūra palielinās. PTC termistorus bieži lieto sērijveidā ar komponentiem, kuru strāvas pieaugums var izraisīt bojājumus. Kā pretestības komponenti, kad strāva iet caur tām, termorezistori rada siltumu, kas izraisa pretestības izmaiņas. Tā kā termistoriem vai nu ir nepieciešams strāvas avots vai sprieguma avots darbam, pašsakaršanās izraisītas pretestības izmaiņas ir neizbēgama realitāte ar termistoriem. Lielākajā daļā gadījumu pašsasildīšanas efekti ir minimāli, un kompensācija nepieciešama tikai tad, ja ir nepieciešama augsta precizitāte.
Darbības režīmi
Termistori tiek izmantoti divos darba režīmos, kas pārsniedz tipisko pretestību pret temperatūras režīmu. Sprieguma un strāvas režīms izmanto termorezistoru pašsasilstošajā stāvoklī. Šo režīmu bieži lieto plūsmas mērītājiem, kad šķidruma plūsmas maiņa pāri termistoram izraisa enerģijas patēriņu, ko izkliedē termistors, tā pretestība un strāva vai spriegums atkarībā no tā, kā tas tiek darbināts. Termistoru var darbināt arī strāvas pārejas režīmā, kad termistors tiek pakļauts strāvai. Pašreizējais radīs termistora spiedienu, palielinot pretestību NTC termistora gadījumā un aizsargājot ķēdi no augstsprieguma spieķa. Alternatīvi PTC termistoru vienā un tajā pašā pielietojumā var izmantot, lai pasargātu no straumēm.
Pieteikumi
Termistoriem ir plašs pielietojuma klāsts, un visbiežāk tiek lietots tieši temperatūras sensors un pārsprieguma samazinājums. NTC un PTC termistoru īpašības ir piemērotas lietojumiem, tostarp:
- Šķidruma līmeņa indikatori
- temperatūras kompensācija
- Plūsmas mērīšana
- Putekļsūcēji
- Termiskā aizsardzība
- Pastiprinātāja pastiprināšanas kontrole
- Laika kavējuma shēmas
- Termoslēdzi
Linearizācija
Sakarā ar nelineāru termistoru reakciju, linearizācijas shēmas bieži vien ir vajadzīgas, lai nodrošinātu labu precizitāti dažādās temperatūrās. Neitriskās pretestības reakciju uz termistora temperatūru nosaka Steinhart-Hart vienādojums, kas nodrošina labu izturību pret temperatūras līknes piemērotību. Tomēr nelineārais raksturs praksē rada sliktu precizitāti, ja netiek izmantota augstas izšķirtspējas analogais digitālais pārveidojums. Vienkāršas paralēlu, sēriju vai paralēlu un sērijveida pretestību aparatūras linearizācijas ieviešana ar termistoru krasi uzlabo termistora reakcijas linearitāti un paplašina termistora darbības temperatūras logu ar zināmu precizitāti. Linearizācijas ķēdēs izmantotās pretestības vērtības jāizvēlas, lai centrētu temperatūras logu maksimālai efektivitātei.