Een thermistor is een temperatuursensorelement dat is samengesteld uit gesinterd halfgeleidermateriaal dat een grote verandering in weerstand vertoont in verhouding tot een kleine verandering in temperatuur. Een thermistor kan over een breed temperatuurbereik werken en een temperatuurwaarde geven door zijn weerstandsverandering, die wordt gevormd door twee woorden: thermisch en weerstand. De positieve temperatuurcoëfficiënten (PTC) en de negatieve temperatuurcoëfficiënt (NTC) zijn de twee belangrijkste thermistortypen die worden gebruikt voor temperatuurgevoelige toepassingen.
Thermistortypen
Thermistors zijn gebruiksvriendelijk, goedkoop, stevig en reageren voorspelbaar op temperatuurveranderingen. Thermistors worden meestal gebruikt in digitale thermometers en huishoudelijke apparaten, zoals ovens en koelkasten, enzovoort. Stabiliteit, gevoeligheid en tijdconstante zijn de algemene eigenschappen van thermistors die deze thermistors duurzaam, draagbaar, kosteneffectief, zeer gevoelig en het beste maken voor het meten van eenpuntstemperatuur.
Er zijn twee soorten thermistors:
- Positieve temperatuurcoëfficiënt (PTC) thermistor
- Negatieve temperatuurcoëfficiënt (NTC) thermistor
PTC-thermistor
PTC-thermistors zijn weerstanden met een positieve temperatuurcoëfficiënt, waarbij de weerstand evenredig toeneemt met de temperatuur. Deze thermistors worden gedifferentieerd in twee groepen op basis van hun structuur en het fabricageproces. De eerste groep thermistor bestaat uit silistors die gebruik maken van silicium als halfgeleidermateriaal. Deze thermistors kunnen worden gebruikt als PTC-temperatuursensoren vanwege hun lineaire karakteristieken.
PTC-thermistor
Schakelthermistor is de tweede groep van PTC-thermistor die wordt gebruikt in verwarmingselementen, en ook de polymere thermistors vallen onder deze groep die zijn gemaakt van plastic en vaak worden gebruikt als terugstelbare zekeringen.
Soorten PTC-thermistor
PTC-thermistors worden geclassificeerd op basis van het temperatuurniveau dat ze meten. Deze typen zijn afhankelijk van het volgende:
- Elementen : Dit zijn thermistors van het type schijf, plaat en cilinder.
- Lood, dompeltype: Deze thermistors zijn van twee soorten, namelijk. geverfd en niet geverfd. Deze hebben coatings voor hoge temperaturen voor mechanische bescherming, omgevingsstabiliteit en elektrische isolatie.
- Type kast: Dit kunnen plastic of keramische behuizingen zijn die worden gebruikt op basis van de toepassingsvereisten.
- Type montage : Dit is een eenheidsproduct vanwege zijn constructie en vormen.
Typische kenmerken van PTC-thermistor
De volgende kenmerken van thermistors geven de relatie weer tussen de verschillende parameters zoals temperatuur, weerstand, stroom, spanning en tijd.
1. Temperatuur versus weerstand
In de onderstaande afbeelding kunnen we zien hoe snel de weerstand varieert met de temperatuur, d.w.z. een abrupte stijging van de weerstand met kleine temperatuurschommelingen. PTC vertoont een licht negatieve temperatuurcoëfficiënt boven de normale temperatuurstijging, maar bij hogere temperaturen en Curie-punt is er een sterke weerstandsverandering.
Temperatuurafhankelijkheid van weerstand
2. Stroom- / spanningskenmerken
Deze eigenschap toont de relatie tussen spanning en stroom in een thermische evenwichtstoestand, zoals weergegeven in de figuur. Wanneer de spanning vanaf nul toeneemt, stijgen ook de stroom en de temperatuur totdat de thermistor een schakelpunt bereikt. Het verder verhogen van de spanning leidt tot een afname van de stroom over een gebied met constant vermogen.
Current Voltage-kenmerken
3. Huidige versus tijdkenmerken
Dit geeft de betrouwbaarheid weer die vereist is voor halfgeleiderschakelaars bij verwarming en bescherming tegen de toepassingen met hoge stromen. Wanneer er meer dan de opgegeven spanning wordt aangelegd aan een PTC-thermistor, vloeit er grote stroom op het moment dat de spanning wordt aangelegd vanwege de lage weerstand.
Current Time-kenmerken
Toepassingen van PTC-thermistor
1. Vertraging: Tijdvertraging in een circuit biedt de tijd die een PTC-thermistor nodig heeft voor voldoende verwarming om van een toestand met lage weerstand naar een toestand met hoge weerstand te schakelen. Tijdvertraging is afhankelijk van de grootte, temperatuur en de spanning waarop het is aangesloten, evenals van het circuit dat wordt gebruikt. Deze toepassingen omvatten vertraagde schakelrelais, timers, elektrische ventilatoren, enz.
twee. Motor start Sommige elektrische motor s hebben een opstartwikkeling die alleen hoeft te worden gevoed als de motor start. Wanneer het circuit is ingeschakeld, heeft de PTC-thermistor minder weerstand, waardoor stroom door de opstartwikkeling kan gaan. Terwijl de motor start, warmt de thermistor met positieve temperatuurcoëfficiënt op en - op een gegeven moment schakelt hij over naar een toestand met hoge weerstand, en dan beëindigt hij die wikkeling van de netvoeding. De tijd die hiervoor nodig is, is gebaseerd op de vereiste motorstart.
3. Zelfregulerende kachels: Als er een stroom door een schakelende positieve temperatuurcoëfficiënt-thermistor gaat, stabiliseert deze zich bij een bepaalde temperatuur. Het betekent dat als de temperatuur daalt, in verhouding tot de weerstand, waardoor er meer stroom kan stromen, het apparaat wordt verwarmd. Als de temperatuur stijgt tot een niveau dat de stroom beperkt die door het apparaat gaat, wordt het apparaat gekoeld.
PTC-thermistors worden gebruikt als timers in het demagnetiseringscircuit van CRT-displays. Een demagnetiseringscircuit met PTC-thermistor is eenvoudig betrouwbaar en goedkoop.
NTC-thermistor
Een thermistor met een negatieve temperatuurcoëfficiënt betekent dat de weerstand afneemt naarmate de temperatuur stijgt. Deze thermistors zijn gemaakt van een gegoten chip van halfgeleidermateriaal zoals een gesinterd metaaloxide.
NTC-thermistor
De meest gebruikte oxiden voor deze thermistors zijn mangaan, nikkel, kobalt, ijzer, koper en titanium. Deze thermistors worden in twee groepen ingedeeld, afhankelijk van de methode waarmee de elektroden aan het keramische lichaam worden bevestigd. Zij zijn:
- Kraal type thermistors
- Gemetalliseerde oppervlaktecontacten
Kraal-type thermistors zijn gemaakt van een platinalegering en looddraden die direct in het keramische lichaam zijn gesinterd. Bead-type thermistors bieden een hoge stabiliteit, betrouwbaarheid, snelle responstijden en werken bij hoge temperaturen. Deze thermistors zijn verkrijgbaar in kleine afmetingen en vertonen relatief lage dissipatieconstanten. Deze thermistors worden normaal gesproken bereikt door ze in serie of parallelle circuits te verbinden. Kraal-type thermistors omvatten de volgende typen:
- Kale kralen
- Glas gecoate kralen
- Robuuste kralen
- Miniatuur glaskralen
- Glazen sondes
- Glazen staven
- Kraal in glazen behuizingen
De tweede groep thermistors heeft gemetalliseerde oppervlaktecontacten die beschikbaar worden gesteld met de radiale of axiale draden en zonder de draden voor montage - door middel van veercontacten. Voor deze thermistors is een verscheidenheid aan coatings beschikbaar. Het gemetalliseerde oppervlaktecontact kan worden aangebracht door middel van schilderen, spuiten of dompelen zoals vereist en het contact wordt gefixeerd in een keramisch lichaam. Deze thermistors omvatten de volgende typen:
- Schijven
- Chips
- Opbouwmontages
- Vlokken
- Staven
- Wasmachines
Typische kenmerken van NTC-thermistor
Er zijn drie elektrische kenmerken waarmee rekening wordt gehouden voor alle toepassingen waarin NTC-thermistors worden gebruikt.
- Weerstand-temperatuur karakteristiek
- Huidige-tijdkarakteristiek
- Spanning-stroom karakteristiek
1. Weerstand-temperatuurkenmerken
NTC-thermistor vertoont de negatieve temperatuurkarakteristieken wanneer de weerstand toeneemt met de lichte temperatuurdaling, zoals weergegeven in de afbeelding.
Weerstand-temperatuur karakteristiek
2. Huidige-tijdkenmerken
De snelheidsverandering van de stroom is laag vanwege de hoge weerstand van de thermistor. Ten slotte, als het apparaat een evenwichtstoestand nadert, zal de snelheid van de stroomverandering afnemen naarmate het de uiteindelijke waarde van tijd bereikt die hieronder in de afbeelding wordt weergegeven.
Huidige-tijdkenmerken
3. Spanning-stroomkarakteristiek
Zodra een zelfverwarmde thermistor een evenwichtstoestand bereikt, is het warmteverlies van het apparaat gelijk aan het geleverde vermogen. In de onderstaande afbeelding kunnen we de relatie van deze twee parameters waarnemen, waarbij we een afname van de spanning kunnen waarnemen bij 0,01 MA stroom en opnieuw neemt de spanning toe bij een piekstroom van 1,0 MA, en vervolgens afnemen bij de stroomwaarde van 100 MA.
Spanning-stroom karakteristiek
Toepassingen van NTC-thermistor
1. Overspanningsbeveiliging: Wanneer een NTC-thermistor wordt ingeschakeld, absorbeert deze de stootstroom over de apparatuur en beschermt deze door de weerstand te veranderen.
2. Temperatuurregeling en alarm: NTC-thermistor kan worden gebruikt als een temperatuur controlesysteem of temperatuur alarmsysteem. Wanneer de temperatuur stijgt en de weerstand van de thermistor afneemt, wordt de stroom hoog en geeft alarm of schakelt het verwarmingssysteem in.
Dit zijn de twee belangrijkste thermistortypen die worden gebruikt voor verschillende temperatuurregistratietoepassingen. Ik hoop dat de thermistorkarakteristieken en -toepassingen, naast de typen, je misschien een beter en gezonder begrip hebben gegeven van het onderwerp of elektrische en elektronische projecten. Schrijf uw suggesties en opmerkingen in het commentaargedeelte hieronder.
Fotocredits:
Thermistortypen door ussensor
PTC Thermistor van paumanokgroep
Temperatuurafhankelijkheid van weerstand door epcos
Current Time-kenmerken door gal
NTC Thermistor door diytrade
Current Time-kenmerken door amwei
Spanning Stroom kenmerk: door cantherm
