ترمیستور(THERMISTOR) چیست؟ و انواع آن کدامند؟

امروزه از سنسورهای مقاوم و حسگر در جهت اندازه‌گیری دما و سطوح در زمینه های گوناگون استفاده می‌کنند. این سنسورها شامل ترموکوپل (Thermocouple)، ترموول (thermowell) ، سنسورهای rtd، ترانسمیتر (transmitter)، کنترل سطح (level control) و در نهایت ترمیستورها (thermistor) می‌باشند که ابزاری دقیق و کم هزینه در راستای اندازه‌گیری هستند. در این مقاله قصد داریم تا در رابطه با ترمیستور( THERMISTOR ) چیست؟ و انواع آن کدامند؟ و همچنین نحوه‌ی عملکرد آن بپردازیم.

ترمیستور(THERMISTOR) چیست؟

ترمیستور (thermistor) قطعه‌ایست که در برابر حرارت مقاوم بوده و در مواقعی که دمای یک محدوده تغییرپیدا می‌کند (حتی تغییرات جزئی و کوچک) ، مقاومت ترمیستور نیز همگام با این تغییرات به صورت متغیر عمل می‌کند. به عبارت دیگر ترمیستور یا مقاومت حرارتی، نوعی مقاومت الکتریکی است که مقاومت آن با تغییر دما به طور قابل توجهی تغییر می‌کند. کلمه ی ترمیستور ازعبارت (temperature sensitive resistors) به دست آمده است و به آن مقاومت حرارتی نیز گفته می‌شود.

انواع ترمیستور

عموما ترمیستورها (thermistor) در دو نوع متفاوت تولید می‌شوند که این دو نوع عبارتند از :

ترمیستورهایNTC یا ضریب دمای منفی

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.

متخصصین گروه صنعتی ابزار دقیق ساتراپ دما با سال‌ها تجربه و دانش کافی در حوزه ساخت و طراحی انواع ترموکوپل ، سنسورهای RTD ، ترموول و همچنین سنسورهای کنترل سطح به شما در انتخاب و خرید بهترین محصول که متناسب با نیازتان باشد، مشاوره رایگان می‌دهند. برای دریافت اطلاعات بیشتر، با ما تماس بگیرید: 09128445907

مزایا	معایب
دقت و سرعت بالا در سنجش دما	پایداری ضعیف در برابر تغییرات ناگهانی دما
حساسیت بالا به تغییرات دما	جریان عبوری محدود
قیمت ارزان و تنوع در مدل و اندازه	حساسیت به میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی

کاربردهای ترمیستورهایNTC یا ضریب دمای منفی

• اندازه‌گیری دما
• کنترل دما
• جبران دمایی
• تشخیص ولتاژ

ترمیستورهای PTC یا ضریب مثبت

ترمیستورهای ptc هنگامی که دمای یک دستگاه افزایش می‌یابد ، مقاومت آنها نیز افزایش یافته و در زمانی که دمای دستگاه رو به کاهش می‌رود، مقاومت سنسورهای ptc 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 کننده‌ی 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 ازجانب خود نسبت به محیط ایجاد می‌کند نیز افزایش می‌یابد.

مزایا	معایب
ضریب دمایی بالا	دقت و سرعت پایین در سنجش دما
پایداری در برابر تغییرات ناگهانی دما	حساسیت پایین به تغییرات دما
قابلیت سوئیچینگ	قیمت گران‌تر

خواندن این مقاله را ازدست ندهید:NTC یا ان تی سی چیست؟

کاربردهای ترمیستورهای PTC یا ضریب دمای مثبت

• محدود کردن جریان
• محافظت در برابر اضافه بار
• سنسورهای دما (در محدوده خاص)

علاوه بر دو نوع NTC و PTC، ترمیستورها بر اساس ساختار و مواد تشکیل‌دهنده به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند:

ترمیستورهای مهره‌ای: ترمیستورهای مهره ای رایج‌ترین نوع ترمیستورها بوده و در اندازه کوچک و با قیمت ارزان تولید می شوند.

ترمیستورهای میله‌ای: دارای دقت و سرعت بالا بوده و قابلیت تحمل جریان بالا را نیز دارند.

ترمیستورهای دیسکی: ترمیستورهای دیسکی مناسب برای سطوح بوده و قابلیت پاسخ دهی سریع به تغییرات دما را دارند.

ترمیستورهای SMD: ترمیستورهای SMD یا Surface Mount Device Thermistors نوعی از ترمیستورها هستند که برای مونتاژ سطحی روی مدارهای چاپی طراحی شده‌اند. این نوع ترمیستورها اندازه بسیار کوچکی دارند و به دلیل سهولت در مونتاژ و قابلیت اتوماسیون، در طیف وسیعی از کاربردها استفاده می شوند.

ترمیستورها (thermistor)چگونه کار می‌کنند؟

ترمیستورها از مواد نیمه‌رسانا مانند اکسیدهای نیکل، منگنز یا کبالت ساخته می‌شوند. این مواد به صورت مهره‌های کوچک، میله‌ها، دیسک‌ها یا لایه‌های نازک در ساختار ترمیستور به کار می‌روند.اساس عملکرد ترمیستورها اینگونه می‌باشد که مقدار دما را اندازه‌گیری 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 می‌کند. 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 ذکراست که اندازه گیری ترمیستورها توسط واحد اندازه‌گیری (اهم) انجام می‌شود.

مزایای ترمیستور(thermistor)

• این سنسورها به دلیل اندازه‌ی کوچکی که دارندفضای کمی را اشغال کرده و قابلیت فعالیت در فضاهای کوچک یا تنگ را دارا می‌باشند.
• 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 انعطاف‌پذیر بوده و دارای قابلیت انطباق با دما در محدوده‌های خاص می‌باشند.
• ترمیستورها در محدوده دمایی وسیعی از حدود -270 درجه سانتی‌گراد تا 1200 درجه سانتی‌گراد قابل استفاده هستند.

کلیک کنید:لودسل چیست

معایب ترمیستور(thermistor)

• ترمیستورها ممکن است در برابر تغییرات ناگهانی دما، دقت خود را از دست بدهند.
• ترمیستورها قادر به تحمل جریان عبوری مشخصی هستند و در صورت عبور جریان بیش از حد، ممکن است آسیب ببینند.
• ترمیستورها ممکن است تحت تاثیر میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی قرار بگیرند و دقت آنها کاهش یابد.
• رابطه بین مقاومت و دما در ترمیستورها غیرخطی است و این امر پیچیدگی‌هایی را در سنجش دقیق دما ایجاد می‌کند.
• برای استفاده از ترمیستور، به مدار خارجی برای تبدیل تغییرات مقاومت به سیگنال قابل فهم نیاز است.

تفاوت‌ها و شباهت‌های ترمیستور با سنسور RTD

ترمیستورها 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 پاسخ‌دهی 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 اندازه‌گیری دما در محدوده‌ی وسیع‌تری می‌باشند.

مطالعه کنید:خرید سنسورpt100

تفاوت‌ها وشباهت‌های ترمیستور با ترموکوپل

ترموکوپل‌ها برای شناسایی تغییراتی که در دمای یک محدوده رخ می‌دهد از طریق ولتاژ متغیری که بین دو فلزغیرمشابه متصل به یکدیگرایجاد 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 اندازه‌گیری و کنترل دما می‌باشند اما بهترین انتخاب از میان این دو سنسورمقاومتی به مشخصات و ویژگی‌های کاربرد آنها ارتباط دارد.

نکاتی که باید در انتخاب و خرید ترمیستور در نظر بگیرید:

1. محدوده دمایی: ترمیستورها در محدوده دمایی خاصی کار می‌کنند. در نتیجه باید ترمیستوری را انتخاب کنید که محدوده دمایی آن کاربری شما را پوشش دهد. به حداقل و حداکثر دمای قابل تحمل ترمیستور توجه کنید.

2. دقت و حساسیت: ترمیستورها در دقت و حساسیت‌های مختلفی موجود هستند. شما باید ترمیستوری را انتخاب کنید که دقت و حساسیت آن برای کاربری شما مناسب باشد. بنابراین به درصد خطای ترمیستور توجه کنید.

جهت مشاهده محصولات کلیک کنید

3. جریان عبوری: ترمیستورها قادر به تحمل جریان عبوری مشخصی هستند. باید ترمیستوری را انتخاب کنید که جریان عبوری آن از حداکثر جریان مجاز عبوری ترمیستور بیشتر نباشد.به توان ترمیستور توجه کنید.

4. نوع ترمیستور: ترمیستور NTC با افزایش دما، مقاومت آن کاهش می‌یابد.ترمیستور PTC با افزایش دما، مقاومت آن افزایش می‌یابد.هر نوع ترمیستور مزایا و معایب خاص خود را دارد.باید نوع ترمیستور را با توجه به کاربری خود انتخاب کنید.

5. قیمت: ترمیستورها در قیمت‌های مختلفی موجود هستند.باید ترمیستوری را انتخاب کنید که با بودجه شما تناسب داشته باشد.

6. سایر عوامل:

• اندازه: ترمیستورها در اندازه‌های مختلفی موجود هستند.
• نوع اتصال: ترمیستورها با اتصالات مختلفی مانند سیم، سوکت و SMD موجود هستند.
• سازگاری با مدار: ترمیستور باید با مدار شما سازگار باشد.

مشاوره قبل از خرید

برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با خرید محصولات می‌توانید با شماره تلفن‌های زیر تماس بگیرید: