Jedným z najbežnejších typov snímačov teploty na trhu je termistor, skrátená verzia "tepelne citlivého rezistora". Termistory sú nízkonákladové snímače, ktoré sú veľmi robustné a robustné. Termistor je teplotný senzor pre aplikácie, ktoré vyžadujú vysokú citlivosť a dobrú presnosť. Termistory sú obmedzené na malé rozsahy prevádzkových teplôt kvôli ich nelineárnej reakcii na teplotu.
stavba
Termistory sú dva drôtové komponenty vyrobené zo sintrovaných oxidov kovov, ktoré sú k dispozícii v niekoľkých typoch balení na podporu rôznych aplikácií. Najbežnejším termistorovým obalom je malá sklenená guľôčka s priemerom 0,5 až 5 mm s dvoma drôtmi. Termistory sú tiež dostupné v povrchových montážnych obaloch, diskoch a vložených do rúrkových kovových sond. Termistory sklenených perličiek sú pomerne robustné a robustné, pričom najčastejším poruchovým režimom je poškodenie dvoch vodičov. Pri aplikáciách, ktoré vyžadujú väčší stupeň odolnosti, poskytujú termistory s kovovou rúrkovou sondou väčšiu ochranu.
výhody
Termistory majú niekoľko výhod, vrátane presnosti, citlivosti, stability, rýchlej odozvy, jednoduchej elektroniky a nízkych nákladov. Okruh na rozhranie s termistormi môže byť rovnako jednoduchý ako odpájací odpor a meranie napätia cez termistor. Teplotná odozva na teplotu je však veľmi nelineárna a sú často naladené na malý teplotný rozsah, ktorý obmedzuje ich presnosť na malé okno, pokiaľ nie sú použité linearizačné obvody alebo iné kompenzačné techniky. Nelineárna reakcia spôsobuje, že termistory sú veľmi citlivé na zmeny teploty. Tiež malá veľkosť a hmotnosť termistora im dáva malú tepelnú hmotnosť, ktorá umožňuje, aby termistor rýchlo reagoval na zmenu teploty.
správanie
Termistory sú k dispozícii buď s negatívnym alebo kladným teplotným koeficientom (NTC alebo PTC). Termistor s negatívnym teplotným koeficientom sa stáva menej odporovým, pretože teplota sa zvyšuje, zatiaľ čo termistor s kladným teplotným koeficientom zvyšuje odpor, keď sa jeho teplota zvyšuje. PTC termistory sa často používajú v sériách so súčiastkami, pri ktorých by mohlo dôjsť k poškodeniu prúdových prúdov. Ako odporové komponenty, keď prúd prechádza cez ne, termistory generujú teplo, ktoré spôsobuje zmenu odporu. Keďže termistory buď potrebujú pracovať s prúdovým zdrojom alebo zdrojom napätia, samočinná indukovaná zmena odporu je nevyhnutnou skutočnosťou s termistormi. Vo väčšine prípadov sú vlastné vykurovacie efekty minimálne a kompenzácia je potrebná len pri vysokej presnosti.
Prevádzkové režimy
Termistory sa používajú v dvoch prevádzkových režimoch nad rámec bežného režimu odolnosti voči teplote. Režim napätia proti prúdu používa termistor v podmienkach samovznietenia v ustálenom stave. Tento režim sa často používa pre prietokomery, pri ktorých zmena toku tekutiny cez termistor spôsobí zmenu výkonu rozptýleného termistorom, jeho odporu a prúdu alebo napätia v závislosti od toho, ako je poháňaný. Termistor sa môže prevádzkovať aj v režime prúdového napätia, pri ktorom je termistor vystavený prúdu. Prúd spôsobí, že sa termistor sám ohreje, zvýši odpor v prípade termistora NTC a ochráni okruh pred špičkou vysokého napätia. Alternatívne môže byť PTC termistor v rovnakej aplikácii použitý na ochranu pred vysokými prúdovými rázmi.
aplikácia
Termistory majú širokú škálu aplikácií, pričom najbežnejšie sú priame snímanie teploty a potlačenie rázov. Charakteristiky termistorov NTC a PTC vyhovujú aplikáciám, ktoré zahŕňajú:
- Ukazovatele hladiny kvapaliny
- teplotná kompenzácia
- Meranie prietoku
- Vákuové gény
- Tepelná ochrana
- Zosilňovač riadenia zosilnenia
- Časové oneskorenia
- Termické spínače
Linearization
Vzhľadom na nelineárnu odozvu termistorov sa často vyžadujú linearizačné obvody na dosiahnutie správnej presnosti v rozsahu teplôt. Nelineárna odpoveď odporu na teplotu termistora je daná rovnicou Steinhart-Hart, ktorá poskytuje dobrú odolnosť voči teplotnej krivke. Avšak nelineárna povaha vedie k zlej presnosti v praxi, pokiaľ sa nepoužije analógovo-digitálna konverzia s vysokým rozlíšením. Implementácia jednoduchej hardvérovej linearizácie buď paralelného, sériového alebo paralelného a sériového odporu s termistrom drasticky zlepšuje lineárnosť odozvy termistora a rozširuje okienko prevádzkovej teploty termistora s nákladmi s určitou presnosťou. Hodnoty odporu používané v linearizačných obvodoch by mali byť zvolené tak, aby stredové teplotné okno bolo maximálne účinné.