Typen thermistoren, karakteristieke details en werkingsprincipe

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





De thermistornaam is bedacht als een afkorting voor de 'thermisch gevoelige weerstand'. De volledige vorm van de thermistor geeft het algemene en gedetailleerde idee van de actie die kenmerkend is voor de thermistor.

Door: S. Prakash



De verschillende soorten apparaten waarin de thermistor wordt gebruikt, omvatten een breed scala aan apparaten, zoals temperatuursensoren en elektronische schakelingen, waar ze temperatuurcompensatie bieden.

Hoewel het gebruik van de thermistor niet zo gebruikelijk is als de transistors, weerstanden en condensatoren van de gewone vorm, gebruikt het elektronische veld de thermistors op grote schaal.



Symbool van het thermistorcircuit

Het symbool dat door de thermistor wordt gebruikt voor zijn herkenning, is het circuitsymbool op zich.

thermistor symbool

Het circuitsymbool van een thermistor bestaat uit een basis die bestaat uit een standaardweerstands-rechthoek en een diagonale lijn die door de basis loopt en bestaat uit een verticaal gedeelte van een klein formaat.

De schakelschema's gebruiken het schakelingssymbool van de thermistor op grote schaal.

Soorten thermistor

De thermistor kan op verschillende manieren worden onderverdeeld in verschillende typen en categorieën.

Deze manieren waarop ze moeten worden ingedeeld, zijn in de eerste plaats gebaseerd op de manier waarop de thermistor reageert op blootstelling aan warmte.

De weerstand van sommige condensatoren neemt toe met de toename van de temperatuur, terwijl het tegenovergestelde wordt waargenomen bij de andere typen thermistor, wat resulteert in een afname van de weerstand.

Dit idee kan worden uitgebreid door de curve van de thermistor die kan worden weergegeven door een vergelijking van eenvoudige vorm:

Relatie tussen weerstand en temperatuur

ΔR = k x & ΔT

De bovenstaande vergelijking bestaat uit:

ΔR = waargenomen verandering van weerstand

ΔT = waargenomen verandering van temperatuur

k = temperatuurcoëfficiënt van weerstand van de eerste orde

In de meeste gevallen is er een niet-lineaire relatie tussen de weerstand en de temperatuur. Maar met de verschillende kleine veranderingen in de weerstand en temperatuur, is er ook een verandering in de relatie die wordt waargenomen en de relatie wordt lineair van aard.

De waarde van de 'k' kan positief of negatief zijn, afhankelijk van het type thermistor.

NTC-thermistor (Negatieve temperatuurcoëfficiëntthermistor): De eigenschap van de NTC-thermistor maakt het mogelijk om zijn weerstand te verlagen naarmate de temperatuur stijgt en daardoor is de 'k' -factor voor de NTC-thermistor negatief.

PTC-thermistor (positieve temperatuurcoëfficiënt-thermistor): De eigenschap van de NTC-thermistor maakt het mogelijk om zijn weerstand te verhogen met de stijging van de temperatuur en daardoor is de 'k' -factor voor de NTC-thermistor positief.

Een andere manier waarop de thermistor kan worden onderscheiden en gecategoriseerd, afgezien van hun eigenschap van weerstandsverandering, is afhankelijk van het materiaaltype dat voor de thermistor wordt gebruikt. Het gebruikte materiaal is van twee hoofdtypen:

Halfgeleiders met één kristal

Verbindingen die metallisch van aard zijn, zoals oxiden

Thermistor: ontwikkeling en geschiedenis

Het fenomeen van de variatie die in de weerstand wordt waargenomen als gevolg van veranderingen in de temperatuur werd aangetoond in het begin van de negentiende eeuw.

Er zijn veel manieren waarop de thermistor tot op heden is gebruikt. Maar de meeste van deze thermistor hebben het nadeel dat ze een zeer kleine variatie in weerstand kunnen vertonen in overeenstemming met het grote temperatuurbereik.

Het gebruik van de halfgeleiders is over het algemeen geïmpliceerd in de thermistors waardoor de thermistors grotere variaties in weerstand kunnen vertonen in overeenstemming met het grote temperatuurbereik.

De materialen die worden gebruikt voor de vervaardiging van thermistor zijn van twee soorten, waaronder de metallische verbindingen die de eerste materialen waren die werden ontdekt voor thermistor.

In 1833 ontdekte Faraday tijdens het meten van de variatie in de weerstand met betrekking tot de temperatuur van het zilversulfide de negatieve temperatuurcoëfficiënt. Maar de commerciële beschikbaarheid van de metaaloxiden op grote schaal deed zich pas in de jaren veertig voor.

Het onderzoek van de siliciumthermistor en de kristalgermaniumthermistor werd uitgevoerd na de Tweede Wereldoorlog, terwijl de studie van de halfgeleidermaterialen werd gedaan.

Hoewel de halfgeleider- en metaaloxiden twee thermistortypen zijn, zijn de temperatuurbereiken die erdoor worden bestreken verschillend en hoeven ze dus niet met elkaar te concurreren.

Samenstelling en structuur van thermistor

Op basis van de toepassingen waarin de thermistor moet worden gebruikt, samen met het bereik van het temperatuurbereik waarover de thermistor gaat werken, worden de afmetingen, vormen en het materiaaltype dat wordt gebruikt om de thermistor te vervaardigen, bepaald.

In het geval dat de toepassingen waarbij het vlakke oppervlak constant in contact moet zijn met de thermistor, is de vorm van de thermistor in deze gevallen van platte schijven.

In het geval dat er temperatuursondes zijn waarvoor de thermistor moet worden gemaakt, dan heeft de vorm van de thermistor de vorm van staafjes of kralen. De vereisten die gelden voor de toepassingen waarvoor de thermistor zal worden gebruikt, bepalen dus de feitelijke fysieke vorm van de thermistor.

Het temperatuurbereik waarvoor de thermistor van het metaaloxidetype wordt gebruikt, is 200-700 K.

Het onderdeel dat wordt gebruikt om deze thermistors te vervaardigen, bevindt zich in de versie van een fijn poeder dat op zeer hoge temperatuur wordt gesinterd en gecomprimeerd.

De materialen die het meest worden gebruikt voor deze thermistors zijn onder meer nikkeloxide, ijzeroxide, mangaanoxide, koperoxide en kobaltoxide.

De temperaturen waarvoor de halfgeleider-thermistors worden gebruikt, zijn erg laag. De siliciumthermistors worden minder vaak gebruikt dan de germaniumthermistors die op grotere schaal worden gebruikt voor de temperaturen die binnen het bereik van 100 ° van het absolute nulpunt liggen, d.w.z. 100K.

De temperatuur waarvoor het gebruik van de siliciumthermistor kan worden gedaan is maximaal 250K. Als de temperatuur meer dan 250K stijgt, ervaart de siliciumthermistor de instelling van de positieve temperatuurcoëfficiënten. Een eenkristal wordt gebruikt om de thermistor te vervaardigen, waarbij het niveau waarop de dotering van het kristal wordt uitgevoerd 10 ^ 16 - 10 ^ 17 / cm3 is.

Toepassingen van thermistor

De thermistor kan voor veel verschillende soorten toepassingen worden gebruikt en er zijn veel andere toepassingen waarin ze worden aangetroffen.

Het meest aantrekkelijke kenmerk van de thermistor waardoor ze populair zijn om in de circuits te worden gebruikt, is dat de elementen die ze in de circuits leveren, zeer kosteneffectief zijn omdat ze effectief presteren en toch tegen een lage prijs verkrijgbaar zijn.

Het feit dat of de temperatuurcoëfficiënt negatief of positief is, bepaalt in welke toepassingen de thermistor kan worden gebruikt.

Als de temperatuurcoëfficiënt negatief is, kan de thermistor worden gebruikt voor de volgende toepassingen:

Thermometers van zeer lage temperatuur: de thermistors worden gebruikt om de temperatuur van zeer lage niveaus in de thermometers van zeer lage temperatuur te meten.

Digitale thermostaten: De digitale thermostaten van de moderne tijd gebruiken de thermistors op grote schaal en algemeen.

Accupakketmonitors: de temperatuur van de accupacks wordt gedurende de hele periode dat ze worden opgeladen gecontroleerd door het gebruik van de NTC-thermistors.

Sommige van de batterijen die in de moderne industrie worden gebruikt, zijn gevoelig voor overladen, waaronder de veelgebruikte Li-ion-batterijen. In dergelijke accu's wordt hun laadtoestand effectief aangegeven door de temperatuur, waardoor het mogelijk is om het tijdstip te bepalen waarop de laadcyclus moet worden beëindigd.

Inschakelbeveiligingen: De voedingscircuits gebruiken de NTC thermistors in de vorm van apparaten die de inschakelstroom beperken.

5 Ohm NTC thermistor 11 mm diameter

De NTC-thermistors, terwijl ze fungeren als de inschakelbeveiligingen, voorkomen de stroom van grote hoeveelheden stroom op het punt van inschakelen en bieden een initieel niveau van hoge weerstand.

Hierna wordt de thermistor verwarmd en dus neemt het aanvankelijke weerstandsniveau dat erdoor wordt geleverd aanzienlijk af, waardoor grote hoeveelheden stroom kunnen stromen tijdens de normale werking van het circuit.

De thermistors die voor deze toepassing worden gebruikt, zijn dienovereenkomstig ontworpen en daarom is hun maat groter in vergelijking met de thermistors van het meettype.

Als de temperatuurcoëfficiënt positief is, kan de thermistor worden gebruikt voor de volgende toepassingen:

Stroombegrenzende apparaten: de elektronische circuits gebruiken de PTC-thermistors in de vorm van stroombegrenzers.

De PTC-thermistors fungeren als een alternatief apparaat voor de meer algemeen gebruikte zekering. Er zijn geen ongewenste of neveneffecten die worden veroorzaakt door de warmte die in kleine hoeveelheden wordt gegenereerd wanneer het apparaat onder normale omstandigheden een stroomstoot ervaart.

Maar als de stroom van de stroom door het apparaat erg groot is, kan dit resulteren in een toename van de weerstand, aangezien de warmte mogelijk niet in de omgeving wordt afgevoerd, aangezien het apparaat dat mogelijk niet kan.

Dit resulteert in het genereren van meer warmte waardoor een fenomeen van positief terugkoppelingseffect ontstaat. Het apparaat wordt beschermd door dergelijke hitte en stroomfluctuaties, aangezien de stroomdaling wordt waargenomen wanneer de weerstand toeneemt.

De toepassingen waarin de thermistors kunnen worden gebruikt, zijn zeer divers. Thermistors kunnen worden gebruikt om temperaturen op een betrouwbare, goedkope (kosteneffectieve) en eenvoudige manier te meten.

De verschillende apparaten waarin de thermistors kunnen worden gebruikt, zijn onder meer thermostaten en brandalarmen. Thermistors kunnen zowel afzonderlijk als in combinatie met andere apparaten worden gebruikt. In het laatste geval kan de thermistor worden gebruikt om een ​​nauwkeurigheid van hoge graden te bieden door deze een onderdeel te maken van de Wheatstone-brug.

Ook worden de thermistors gebruikt in de vorm van temperatuurcompensatieapparaten.

Bij een groot percentage van de weerstanden is er een toename van de weerstand die wordt waargenomen met een overeenkomstige toename van de temperatuur vanwege hun positieve temperatuurcoëfficiënt.

In het geval dat de toepassingen een hoge mate van stabiliteit vereisen, wordt de thermistor met een negatieve temperatuurcoëfficiënt gebruikt. Dit wordt bereikt wanneer het circuit de thermistor bevat om de effecten van de component die worden veroorzaakt door hun positieve temperatuurcoëfficiënt tegen te gaan.




Vorige: Soorten weerstanden en hun werkingsverschillen onderzocht Volgende: Typen smoorspoelen, classificatie en hoe ze werken