SONIC
مدیر بخش برق و الکترونیک (SONIC)
پرسنل مدیریت
مدیر انجمن
استاد و مشاور الکترونیک
عضو افتخاری گروه الکترونیک
به شدت دوست داشتنی
مدیر انجمن
- Oct 14, 2021
- 1,937
- 4,536
دلبرا خورشید تابان ذره ایی از روی تست
تریمستور:
نام ترمیستور به عنوان یک فرم کوتاه برای "مقاومت حساس به حرارت" ابداع شده است. شکل کامل ترمیستور ایده کلی و جزئی عمل را ارائه می دهد که ویژگی ترمیستور است.
انواع مختلف دستگاه هایی که ترمیستور در آنها استفاده می شود شامل طیف گسترده ای از دستگاه ها مانند سنسورهای دما و مدارهای الکترونیکی است که در آنها جبران دما را فراهم می کنند.
اگرچه استفاده از ترمیستور به اندازه ترانزیستورها، مقاومت ها و خازن های معمولی رایج نیست، اما میدان الکترونیکی از ترمیستورها در مقیاس بزرگ استفاده می کند.
نماد ترمیستور
برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید
نماد مدار یک ترمیستور شامل یک پایه است که از مستطیل مقاومت استاندارد به همراه یک خط مورب که از پایه می گذرد و از یک بخش عمودی با اندازه کوچک تشکیل شده است.
انواع ترمیستور
ترمیستور را می توان بر اساس روش های مختلفی به انواع و دسته های مختلفی تقسیم می شود.
این روش هایی که در آنها باید طبقه بندی شوند، ابتدا بر اساس نحوه واکنش ترمیستور به قرار گرفتن در معرض گرما است.
مقاومت برخی از خازن‌ها با افزایش دما افزایش می‌یابد در حالی که در سایر انواع ترمیستور برعکس این امر مشاهده می‌شود و در نتیجه مقاومت کاهش می‌یابد.
این ایده را می توان با منحنی ترمیستور گسترش داد که می تواند با معادله ای به شکل ساده نشان داده شود:
رابطه بین مقاومت و دما
ΔR = k x & ΔT
معادله فوق عبارت است از:
ΔR = تغییر مقاومت مشاهده شده
ΔT = تغییر دما مشاهده شده است
k = ضریب دمایی مقاومت درجه اول
در اکثر موارد بین مقاومت و دما رابطه غیر خطی وجود دارد. اما با تغییرات کوچک مختلف در مقاومت و دما، تغییری در رابطه نیز ایجاد می شود که مشاهده می شود و رابطه ماهیت خطی پیدا می کند.
مقدار "k" بسته به نوع ترمیستور می تواند مثبت یا منفی باشد.
ترمیستور NTC (ترمیستور ضریب دمای منفی): خاصیت ترمیستور NTC این امکان را به آن می دهد تا با افزایش دما مقاومت خود را کاهش دهد و در نتیجه ضریب k برای ترمیستور NTC منفی است.
ترمیستور PTC (ترمیستور ضریب دمای مثبت): خاصیت ترمیستور NTC این امکان را به آن می دهد تا با افزایش دما مقاومت خود را افزایش دهد و در نتیجه ضریب k برای ترمیستور NTC مثبت است.
روش دیگری که در آن می توان ترمیستور را جدا از ویژگی تغییر مقاومت آن ها متمایز و دسته بندی کرد، بستگی به نوع ماده ای است که برای ترمیستور استفاده می شود. مواد مورد استفاده دو نوع عمده است:
نیمه هادی های تک کریستالی
ترکیباتی که ماهیت فلزی دارند مانند اکسیدها
تاریخچه ترمیستور:
پدیده تغییر مشاهده شده در مقاومت به دلیل تغییرات دما در اوایل قرن نوزدهم آشکار شد.
تغییرات زیادی ترمیستور تا به امروز که ما از آن استفاده میکنیم داشته است . اما اکثر این ترمیستورها از تغییرات بسیار کمی را در مقاومت در مطابقت با محدوده بزرگ دما نشان دهند و هنوز از این اشکال رنج می برند. استفاده از نیمه هادی ها به طور کلی در ترمیستورها به کار می رود که ترمیستورها را قادر می سازد تا تغییرات بیشتری را در مقاومت در مطابقت با محدوده بزرگ دما نشان دهند.
موادی که برای ساخت ترمیستور استفاده می شود دو نوع است از جمله ترکیبات فلزی که اولین موادی بودند که برای ترمیستور کشف شدند.
در سال 1833، فارادی، در حین اندازه‌گیری تغییر در مقاومت نسبت به دمای سولفید نقره، ضریب دمایی منفی را کشف کرد. اما در دسترس بودن اکسیدهای فلزی در مقیاس بزرگ به صورت تجاری تنها در دهه 1940 رخ داد.
بررسی ترمیستور سیلیکونی و ترمیستور ژرمانیوم کریستالی پس از جنگ جهانی دوم در حالی که مطالعه مواد نیمه هادی در حال انجام بود انجام شد.اگرچه نیمه هادی ها و اکسیدهای فلزی دو نوع ترمیستور هستند، محدوده دمایی تحت پوشش آنها متفاوت است.
ترکیب و ساختار ترمیستور
بر اساس کاربردهایی که ترمیستور باید در آنها استفاده شود همراه با محدوده محدوده دمایی که ترمیستور قرار است در آن کار کند. اندازه ها، شکل ها و نوع مواد مورد استفاده برای ساخت ترمیستور تعیین می شود.
در مورد کاربردهایی که سطح صاف نیاز به تماس دائمی توسط ترمیستور دارد. شکل ترمیستور در این موارد از دیسک های تخت است.
در صورتی که پروب های دما وجود داشته باشد که ترمیستور برای آنها ساخته شود، شکل ترمیستور به صورت میله یا مهره است. بنابراین، الزامات مربوط به کاربردهایی که ترمیستور برای آنها استفاده خواهد شد، شکل فیزیکی واقعی ترمیستور را هدایت می کند.
محدوده دمایی که برای آن از ترمیستور از نوع اکسید فلزی استفاده می شود 200-700 کلوین است.
قطعه ای که برای ساخت این ترمیستورها استفاده می شود در نوع پودر ریز یافت می شود که در دمای بسیار بالا زینتر و فشرده می شود.
موادی که بیشتر برای این ترمیستورها استفاده می شوند عبارتند از اکسید نیکل، اکسید آهن، اکسید منگنز، اکسید مس و اکسید کبالت.
دماهایی که از ترمیستورهای نیمه هادی برای آنها استفاده می شود بسیار پایین است. ترمیستورهای سیلیکونی کمتر از ترمیستورهای ژرمانیومی استفاده می‌شوند که بیشتر برای دماهایی که در محدوده 100 درجه صفر مطلق یعنی 100K استفاده می‌شوند.
دمایی که برای آن می توان از ترمیستور سیلیکونی استفاده کرد حداکثر 250K است. اگر دما بیش از 250K افزایش یابد، ترمیستور سیلیکونی تنظیم ضرایب دمایی مثبت را تجربه می کند. برای ساخت ترمیستور از یک کریستال استفاده می شود که در آن سطح دوپینگ کریستال 10^16 - 10^17/cm3 است.
کاربردهای ترمیستور
ترمیستور را می توان برای انواع مختلفی از کاربردها استفاده کرد و کاربردهای بسیار دیگری نیز وجود دارد که در آنها یافت می شود.
جذاب ترین ویژگی ترمیستور که آنها را برای استفاده در مدارها محبوب می کند این است که عناصر ارائه شده توسط آنها در مدارها بسیار مقرون به صرفه هستند زیرا عملکرد موثری دارند و در عین حال با قیمت ارزان در دسترس هستند.
این واقعیت که ضریب دما منفی یا مثبت است، کاربردهایی را که می توان ترمیستور در آن ها استفاده کرد را تعیین می کند.
در صورت منفی بودن ضریب دما می توان از ترمیستور برای موارد زیر استفاده کرد:
دماسنج های دمای بسیار پایین: ترمیستورها برای اندازه گیری دمای سطوح بسیار پایین در دماسنج های دمای بسیار پایین استفاده می شوند.
ترموستات های دیجیتال: ترموستات های دیجیتال امروزی به طور گسترده و متداول از ترمیستورها استفاده می کنند.
استفاده تریمیستور در پک باتری:
دمای بسته های باتری در طول دوره شارژ با استفاده از ترمیستورهای NTC کنترل می شود.
برخی از باتری‌هایی که در صنعت مدرن استفاده می‌شوند نسبت به شارژ بیش از حد حساس هستند، از جمله باتری‌های لیتیوم یونی که به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. در چنین باتری هایی، وضعیت شارژ آنها به طور موثر با دما نشان داده می شود و در نتیجه تعیین زمانی که چرخه شارژ باید پایان یابد را ممکن می سازد.
دستگاه‌های حفاظتی در جریان: مدارهای منبع تغذیه از ترمیستورهای NTC به شکل دستگاه‌هایی استفاده می‌کنند که جریان ورودی را محدود می‌کنند.
برای دیدن تصاویر باید ثبت نام کنید
ترمیستورهای NTC در حالی که به عنوان دستگاه های محافظت در به سرعت عمل می کنند، از جریان مقادیر زیادی جریان در نقطه روشن شدن و با ایجاد سطح اولیه مقاومت بالا جلوگیری می کنند.
پس از این، ترمیستور گرم می شود و بنابراین سطح اولیه مقاومت ارائه شده توسط آن به طور قابل توجهی کاهش می یابد و در نتیجه جریان مقادیر زیادی جریان در طول عملکرد عادی مدار امکان پذیر می شود.
ترمیستورهای مورد استفاده برای این کاربرد بر این اساس طراحی شده اند و بنابراین اندازه آنها در مقایسه با ترمیستورهای نوع اندازه گیری بزرگتر است.
در صورت مثبت بودن ضریب دما می توان از ترمیستور برای موارد زیر استفاده کرد:
دستگاه های محدود کننده جریان:
مدارهای الکترونیکی از ترمیستورهای PTC به شکل دستگاه های محدود کننده جریان استفاده می کنند.
ترمیستورهای PTC به عنوان یک وسیله جایگزین برای فیوزهای رایج تر عمل می کنند. هیچ عارضه جانبی یا نامطلوب ناشی از گرمای ایجاد شده در مقادیر کم در هنگام تجربه جریان جریان در دستگاه در شرایط عادی وجود ندارد.
اما در صورتی که جریان جریان از طریق دستگاه بسیار زیاد باشد، ممکن است منجر به افزایش مقاومت شود زیرا ممکن است گرما در محیط اطراف پخش نشود زیرا ممکن است دستگاه نتواند این کار را انجام دهد.
این منجر به تولید گرمای بیشتر و در نتیجه ایجاد یک پدیده بازخورد مثبت می شود. دستگاه با چنین گرما و نوسانات جریان محافظت می شود زیرا افت جریان در هنگام افزایش مقاومت مشاهده می شود.
کاربردهایی که می توان ترمیستورها را در آنها استفاده کرد طیف وسیعی دارند. ترمیستورها را می توان برای سنجش دما به روشی مطمئن، ارزان (مقرون به صرفه) و ساده استفاده کرد.
دستگاه های مختلفی که می توان از ترمیستورها در آنها استفاده کرد عبارتند از ترموستات و اعلام حریق. ترمیستورها را می توان به تنهایی و در کنار دستگاه های دیگر استفاده کرد. در مورد دوم می توان از ترمیستور برای ارائه دقت درجات بالا با تبدیل آن به بخشی از پل ویت استون استفاده کرد.
همچنین ترمیستورها در قالب دستگاه های جبران دما مورد استفاده قرار می گیرند.
در درصد زیادی از مقاومت ها افزایش مقاومت وجود دارد که با افزایش دما به دلیل ضریب دمایی مثبت آنها مشاهده می شود.
در صورت وجود نیاز به پایداری زیاد توسط برنامه ها، از ترمیستور که دارای ضریب دمایی منفی است استفاده می شود. این زمانی به دست می آید که مدار ترمیستور را به منظور خنثی کردن اثرات اجزای تولید شده به دلیل ضریب دمایی مثبت آنها ترکیب کند.
موفق باشید. خرداد 1401
هرگونه کپی برداری ، نشر و اقتباس منوط به اجازه و ذکر منبع است.
هرگونه کپی برداری ، نشر و اقتباس منوط به اجازه و ذکر منبع است.