با توجه به این امرکه تعیین اندازه ی دما و سطوح در ابزاردقیق و صنایع مختلف از اهمیت بالایی برخوردار است از سنسورهای مقاوم و حسگر در جهت اندازه گیری دما و سطوح در زمینه های گوناگون استفاده می‌کنند. این سنسور ها شامل ترموکوپل (Thermocouple)، ترموول (thermowell) ، سنسورهای rtd، ترانسمیتر (transmitter)، کنترل سطح (level control) و در نهایت ترمیستورها (thermistor) می‌باشد.
در این مقاله قصد داریم تا در رابطه با ترمیستور( THERMISTOR ) چیست؟ و انواع آن کدامند؟ و همچنین نحوه ی عملکرد و کاربرد آن بپردازیم.
ترمیستور( THERMISTOR ) چیست؟
ترمیستور (thermistor) قطعه ایست که در برابر حرارت مقاوم بوده و در مواقعی که دمای یک محدوده تغییر پیدا میکند (حتی تغییرات جزئی و کوچک) ، مقاومت ترمیستور نیز همگام با این تغییرات به صورت متغیر عمل میکند. کلمه ی ترمیستور از عبارت (temperature sensitive resistors) به دست آمده است و به آن مقاومت حرارتی نیز گفته می‌شود. در نهایت می‌توان به این نکته اشاره کرد که ترمیستورها ابزاری دقیق و کم هزینه در راستای اندازه گیری می‌باشند.
انواع ترمیستورها type of thermistor
عموما ترمیستورها (thermistor) در دو نوع متفاوت تولید می‌شوند که این دو نوع عبارتند از :
ترمیستورهای ضریب دمای منفی یا NTC
در ترمیستورهای ntc زمانی که دما افزایش می‌یابد به صورت برعکس عمل کرده و مقاومت آنها کاهش پیدا میکند و در زمانی که دمای یک محیط یا دستگاه کم می‌شود؛ این سنسور مقاوم در برابر دما رو به افزایش می‌رود.
معمولا ترمیستورهای ntc جزو رایج ترین سنسورهای مقاومتی هستند.
برای کنترل رابطه ی میان مقاومت و دما در سنسورهای ntc از یک فرمول به شرح ذیل استفاده می‌شود:
در این معادله دمای مرجع معمولا 25 درجه ی سانتی گراد در نظر گرفته می‌شود و b یک مقدار ثابت است و این مقدار با توجه به ویژگی های ماده متغیر می‌باشد اما معمولا این مقدار را 4000 در نظر می‌گیرند؛ زیاد بودن مقدار b نشان از خوب بودن رابطه ی دما و مقاومت داشته و اگر این مقدار بالاتر یرود به این معنا می‌باشد که مقاومت تغییر بیشتری در جهت افزایش دما داشته است در نتیجه نشان دهنده ی این امر می‌باشد که شما باعث افزایش حساسیت مقاومت این سنسور دما شده اید.
ترمیستورهای ضریب مثبت یا PTC
ترمیستورهای ptc برعکس ترمیستورهای ntc عمل می‌کنند به اینگونه که هنگامی که دمای یک دستگاه افزایش می‌یابد ، مقاومت این ترمیستورها نیز افزایش یافته در زمانی که دمای دستگاه رو به کاهش می‌رود، مقاومت این سنسور ها نیز دچار کاهش می‌شود. ترمیستورهای ptc مانند ترمیستورهای ntc در زمینه ی کاربرد و استعمال چندان شایع نیستند اما اکثرا در جهت محافظ مدار بکار می‌روند و به عنوان محدود کننده ی جریان دستگاه عمل می‌کنند؛ هنگام عبور جریان از دستگاه، گرمای مقاومتی به مقدار کمی تولید می‌شود؛ زمانی که این روند زیاد می‌شود، گرمایی که دستگاه از جانب خود نسبت به محیط ایجاد میکند نیز افزایش می‌یابد.
مزایای ترمیستور(thermistor)
- این سنسورها به دلیل جمع و جور بودن فضای کمی را اشغال کرده و قابلیت فعالیت در فضاهای کوچک یا تنگ را دارند.
- ترمیستورها در مواقعی که نیاز به واکنش فوری باشد دارای بازخورد سریع نسبت به تغییرات دما می‌باشند.
- این دستگاه نسبت به سایر سنسورهای مقاومتی دما کم هزینه تر و ارزان قیمت بوده و قابل اطمینان و دارای عمر پایدار می‌باشند.
- نسبت به تغییرات دما انعطاف پذیر بوده و دارای قابلیت انطباق با دما در محدوده های خاص می‌باشند.
- برای مقابله با نویز از سایر سنسورهای دما مجهزتر بوده و عملکرد بهتری دارند.
کاربرد ترمیستور
همانطور که گفته شد ترمیستورها (thermistor) در جهت تعیین و اندازه گیری دما از طریق نظارت و بررسی دستگاه، عمل می‌کنند.هنگامی که دمای یک دستگاه تغییر پیدا میکند ؛ این تغییرات توسط ترمیستور شناسایی شده و بر روی تجهیزات تاثیر می‌گزارد. همچنین این دستگاه ها درجه حرارت تولید نشده را جبران کرده و دمای تولید شده را اندازه گرفته و کنترل میکند؛ علاوه برموارد مذکور، در مواقعی که جریان عبوری در داخل دستگاه حالت نجومی پیدا میکند این سنسورها به صورت محدود کننده عمل می‌کنند. ترمیستور یا مقاومت های حرارتی را در مجموعه هایی می‌توان یافت که علاوه بر ساخت تجهیزات و ابزار دقیق، سنسورهایی از این قبیل را با قیمت هایی ارزان و به قولی کم هزینه می‌سازند. جهت خرید حسگرهای مقاوم کافیست تا وارد سایت شوید و انواع سنسورهای حرارتی را با قیمت مناسب و کیفیت بالا مشاهده و خریداری کنید.
جهت مشاهده ی محصولات کلیک کنید.
ترمیستورها چگونه کار می‌کنند؟
اساس عملکرد ترمیستورها (thermistore) اینگونه می‌باشد که مقدار دما را اندازه گیری کرده و به کنترل این مقدار می‌پردازند و در برابر تغییر دما، مقاومت آن ها نیز به صورت متغیر و مطابق با این روند عمل می‌کنند. اگر بدانیم که تغییر دما چگونه بر روی مقاومت یک ترمیستور تاثیر می‌گزارد، می‌توانیم با اندازه گرفتن این مقاومت، دمای آن را نیز به دست آوریم که این رابطه به صورت خطی می‌باشد. البته این نکته قابل ذکر است که اندازه گیری ترمیستورها توسط واحد اندازه گیری اهم انجام می‌شود.
تفاوت ها و شباهت های ترمیستور با سنسور RTD
ترمیستورها (thermistore) و حسگرهای rtd هر دو جزئی از سنسورهای مقاومتی در برابر دما بوده و نسبت به تغییر دما، آنها نیز تغییر پیدا می‌کنند. اما اصلی ترین تفاوت این دو حسگر مقاوم در برابر حرارت، در موادی است که در جهت ساخت آنها بکار رفته است. ترمیستورها اغلب از مواد پلیمری یا سرامیکی ساخته می‌شوند در حالی که در ساخت سنسورهای rtd از فلزات خالص استفاده می‌شود. به لحاظ نحوه ی عملکرد، ترمیستورها نسبت به سنسورهای rtd به صورت دقیق تر و با پاسخ دهی سریع عمل کرده و از قیمت کمتری برخوردار هستند؛ اما تنها نکته ای که باعث برتری حسگرهای rtd نسبت به ترمیستورها می‌باشد، این است که rtd ها دارای قابلیت اندازه گیری دما در محدوده ی وسیع تری می‌باشند.
مطالعه کنید:سنسور دما مقاومتی یا RTD چیست؟
تفاوت ها وشباهت های ترمیستور با ترموکوپل
ترموکوپل ها برای شناسایی تغییراتی که در دمای یک محدوده رخ می‌دهد از طریق ولتاژ متغیری که بین دو فلز غیر مشابه متصل به یکدیگر ایجاد شده، عمل می‌کنند. اما ترمیستورها ، سنسورهای مقاوم در برابر حرارت بوده که در صورت تغییرات مداوم یا حتی کوچک و تدریجی دما، این تغییرات را به صورت دقیق نشان می‌دهند. در واقع چه ترموکوپل ها و چه ترمیستورها ، هر دو مورد خوبی برای اندازه گیری و کنترل دما می‌باشند اما بهترین انتخاب از میان این دو سنسور مقاومتی به مشخصات و ویژگی های کاربرد آنها ارتباط دارد.
مطالعه کنید:ترموکوپل چیست و مهمترین کاربردی که در ابزار دقیق دارد
متخصصین گروه صنعتی ابزار دقیق ساتراپ دما با سال‌ها تجربه و دانش کافی در حوزه ساخت و طراحی انواع ترموکوپل و سنسورهای RTD، به شما در انتخاب و خرید بهترین محصول که متناسب با نیازتان باشد، مشاوره رایگان می‌دهند. برای دریافت اطلاعات بیشتر، با ما تماس بگیرید: 02133978510