Температурни сензор са ниским трошковима Тхермистор

Један од најчешћих типова сензора температуре на тржишту је термистор, скраћена верзија "термички осјетљивог отпорника". Термистори су јефтини сензори који су врло робусни и робусни. Термистор је сензор температуре који се може одабрати за апликације које захтевају високу осјетљивост и добру тачност. Термистори су ограничени на мале оперативне опсеге температуре због њиховог нелинеарног одговора на температуру.

Конструкција

Термистори су дводелне компоненте направљене од синтерованих металних оксида који су доступни у неколико врста пакета како би подржали различите примјене. Најчешћи термисторски пакет је мала стаклена зрна пречника од 0,5 до 5 мм са две жице. Термистори су такође доступни у пакетима за монтирање на површини, дисковима и уграђеним у цевасте металне сонде. Термистори стаклене перле су прилично робусни и робустни, а најчешћи начин отказа је оштећење две проводне жице. Међутим, за апликације које захтевају већи степен непропусности, термистори у стилу металне цеви пружају већу заштиту.

Предности

Термистори имају неколико предности, укључујући тачност, осетљивост, стабилност, брзу реакцију, једноставну електронику и ниску цену. Коло за повезивање са термистором може бити једноставно као отпорник за повлачење и мерење напона преко термистора. Међутим, реакција термистора на температуру је врло нелинеарна и често су подешена на мали температурни опсег који ограничава њихову тачност на мали прозор, осим уколико се не користе линије за кружење или друге технике компензације. Нелинеарни одговор чини термисторима веома осјетљивим на промјене температуре. Такође, мала величина и маса термистора дају им малу топлотну масу која дозвољава термистору да брзо реагује на промјену температуре.

Понашање

Термистори су доступни са негативним или позитивним температурним коефицијентом (НТЦ или ПТЦ). Термистор са негативним коефеквентним температурама постаје мање отпоран јер се температура повећава док термистор са позитивним температурним коефеквентним повећањем отпорности повећава његову температуру. ПТЦ термистори се често користе у серијама са компонентама у којима би струјне струје могле изазвати оштећења. Као отпорне компоненте, када струја пролази кроз њих, термистори генеришу топлоту која изазива промјену отпора. С обзиром на то да термистори захтевају извор струје или извора напона, промена отпорности изазване самог загревања је неизбежна реалност са термисторима. У већини случајева, ефекти само-гријања су минимални и компензација је потребна само када је потребна велика прецизност.

Оперативни режими

Термистори се користе у два оперативна режима изван типичног начина отпорности према температури. Режим напона-вс-струја користи термистор у самозагревајућем стању стабилног стања. Овај режим се често користи за мераче протока где промена у току течности преко термистора доведе до промјене снаге која се отпушта термистор, његов отпор и струја или напон у зависности од тога како се управља. Термистор такође може да ради у режиму тренутног времена преко којих је термистор подвргнут струји. Струја ће узроковати да се термистор самогаши, повећава отпор у случају НТЦ термистора и штити коло од високог напона. Алтернативно, ПТЦ термистор у истој апликацији може се користити за заштиту од високих струја.

Апликације

Термистори имају широк спектар примена, при чему су најчешће директно сензор температуре и супресија пренапона. Карактеристике НТЦ и ПТЦ термистора подстичу апликације, укључујући:

Линеаризација

Због нелинеарног одговора термистора, често су потребни кругови линеаризације како би се обезбедила добра прецизност у низу температура. Нелинеарни отпорни одзив на температуру термистора дат је помоћу Стеинхарт-Харт једначине која пружа добру отпорност на температурну криву. Међутим, нелинеарна природа резултира лошом тачношћу у пракси, док се не користи аналогна дигитална конверзија високе резолуције. Спровођење једноставне хардверске линеаризације паралелног, серијског или паралелног и серијског отпора са термисторима драстично побољшава линеарност реакције термистора и проширује прозор оперативне температуре термистора по цену одређене тачности. Вредности отпорности које се користе у линијским круговима треба изабрати да центрирају прозор температуре за максималну ефикасност.