En av de vanligaste typerna av temperaturgivare på marknaden är termistoren, en förkortad version av "termiskt känsligt motstånd". Termistorer är billiga sensorer som är mycket robusta och robusta. Termistoren är den valfria temperatursensorn för applikationer som kräver hög känslighet och god noggrannhet. Termistorer är begränsade till ett litet operationellt temperaturområde applikationer på grund av deras olinjära temperaturrespons.
Konstruktion
Termistorer är två trådkomponenter gjorda av sintrade metalloxider som finns tillgängliga i flera pakettyper för att stödja en mängd olika applikationer. Det vanligaste termistorpaketet är en liten glaspärla med en diameter på 0,5 till 5 mm med två ledningar. Termistorer finns även i ytmonterbara förpackningar, skivor och inbäddade i rörformiga metallsonder. Glaspärmstermistorerna är ganska robusta och robusta, med det vanligaste felläget att skada de två ledningskablarna. För applikationer som kräver en större grad av ruggedisering, ger emellertid termistorerna av metallrörstypstypen ett större skydd.
fördelar
Termistorer har flera fördelar, inklusive noggrannhet, känslighet, stabilitet, snabb svarstid, enkel elektronik och låg kostnad. Kretsen för gränssnitt med en termistor kan vara lika enkelt som ett uppdragsmotstånd och mäta spänningen över termistorn. Temperaturreglering av termistorer är emellertid mycket olinjär och de anpassas ofta till ett litet temperaturintervall som begränsar deras noggrannhet till det lilla fönstret såvida inte linjeringskretsar eller andra ersättningstekniker används. Det icke-linjära svaret gör termistorerna mycket känsliga för temperaturförändringar. Även den lilla storleken och massan av en termistor ger dem en liten värmemassa som tillåter en termistor att reagera snabbt på en temperaturförändring.
Beteende
Termistorer finns med antingen en negativ eller positiv temperaturkoefficient (NTC eller PTC). En termistor med en negativ temperaturkoefficient blir mindre resistiv när temperaturen ökar medan en termistor med en positiv temperaturkoefficient ökar i resistans då dess temperatur ökar. PTC-termistorer används ofta i serie med komponenter där strömbrott kan orsaka skador. Som resistiva komponenter, när strömmen går genom dem, genererar termistorer värme som orsakar en förändring i motståndet. Eftersom termistorer antingen kräver en strömkälla eller spänningskälla till arbete, är självuppvärmningsinducerad resistansändring en oundviklig verklighet med termistorer. I de flesta fall är självuppvärmningseffekterna minimala och kompensation behövs bara när hög noggrannhet krävs.
Operativa lägen
Termistorer används i två driftslägen utöver det typiska motståndet mot temperaturen i drift. Spänningen-mot-strömmen använder termistoren i ett självuppvärmande, stadigt tillstånd. Detta läge används ofta för flödesmätare där en förändring i flödet av en fluid över termistorn kommer att orsaka en förändring av effekt som släpps av termistorn, dess motstånd och ström eller spänning beroende på hur det drivs. En termistor kan även drivas i ett ström-över-tidsläge där termistoren utsätts för en ström. Strömmen kommer att orsaka att termistoren själv värmer, ökar motståndet vid en NTC-termistor och skyddar en krets från en högspänningsspets. Alternativt kan en PTC-termistor i samma applikation användas för att skydda mot högströmsstörningar.
tillämpningar
Termistorer har ett brett utbud av applikationer, med de vanligaste är direkt temperaturavkänning och överspänningsundertryckning. Egenskaperna hos NTC- och PTC-termistorer låter sig användas för applikationer, inklusive:
- Vätskenivåindikatorer
- temperaturkompensation
- Flödesmätning
- Vakuumform
- Termiskt skydd
- Förstärkare Gain Control
- Time Delay Circuits
- Termiska omkopplare
linjärisering
På grund av termistorernas icke-linjära reaktion krävs ofta linjeringskretsar för att ge god noggrannhet över ett temperaturområde. Det icke-linjära motståndssvaret mot temperaturen hos en termistor ges av Steinhart-Hart-ekvationen som ger ett bra motstånd mot temperaturkurvanpassning. Den icke-linjära karaktären resulterar emellertid i dålig noggrannhet i praktiken, såvida inte högupplösning analog till digital konvertering används. Genomförandet av en enkel maskinvarulinjärisering av antingen en parallell-, serie- eller parallell- och seriemotstånd med termistorn förbättrar drastiskt linjäriteten hos ett termistorrespons och förlänger termistorens driftstemperaturfönster till en kostnad med viss noggrannhet. Motståndsvärdena som används i lineariseringskretsarna bör väljas för att centrera temperaturfönstret för maximal effektivitet.
