Termistor është një pajisje e krijuar për të matur temperaturën dhe e përbërë nga një material gjysmëpërçues, i cili ndryshon shumë rezistencën e tij me një ndryshim të vogël të temperaturës. Në përgjithësi, termistorët kanë koeficientë negativë të temperaturës, që do të thotë se rezistenca e tyre zvogëlohet me rritjen e temperaturës.
Karakteristika e përgjithshme e termistorit
Fjala "termistor" është e shkurtër për termin e saj të plotë: rezistencë termike e ndjeshme. Kjo pajisje është një sensor i saktë dhe i lehtë për t'u përdorur për çdo ndryshim të temperaturës. Në përgjithësi, ekzistojnë dy lloje të termistorëve: koeficienti negativ i temperaturës dhe koeficienti pozitiv i temperaturës. Më shpesh, lloji i parë përdoret për të matur temperaturën.
Emërtimi i termistorit në qarkun elektrik tregohet në foto.
Materiali i termistorëve janë oksidet e metaleve me veti gjysmëpërçuese. Gjatë prodhimit, këtyre pajisjeve u jepet forma e mëposhtme:
- disk;
- shkopi;
- sferike si një perlë.
Termistori bazohet në parimin e fortëndryshimi i rezistencës me një ndryshim të vogël të temperaturës. Në të njëjtën kohë, në një fuqi të caktuar të rrymës në qark dhe një temperaturë konstante, mbahet një tension konstant.
Për të përdorur pajisjen, ajo lidhet me një qark elektrik, për shembull, me një urë Wheatstone dhe matet rryma dhe voltazhi në pajisje. Sipas ligjit të thjeshtë të Ohm-it R=U/I përcaktojmë rezistencën. Më pas, ata shikojnë kurbën e varësisë së rezistencës nga temperatura, sipas së cilës është e mundur të thuhet saktësisht se cilës temperaturë korrespondon rezistenca që rezulton. Kur temperatura ndryshon, vlera e rezistencës ndryshon në mënyrë dramatike, gjë që bën të mundur përcaktimin e temperaturës me saktësi të lartë.
Material termistor
Materiali i shumicës dërrmuese të termistorëve është qeramika gjysmëpërçuese. Procesi i prodhimit të tij konsiston në sinterizimin e pluhurave të nitrideve dhe oksideve të metaleve në temperatura të larta. Rezultati është një material, përbërja e oksidit të të cilit ka formulën e përgjithshme (AB)3O4 ose (ABC)3O4, ku A, B, C janë elementë kimikë metalikë. Më të përdorurat janë mangani dhe nikeli.
Nëse termistori pritet të funksionojë në temperatura më të vogla se 250 °C, atëherë magnezi, kob alti dhe nikeli përfshihen në përbërjen e qeramikës. Qeramika e kësaj përbërjeje tregon qëndrueshmërinë e vetive fizike në intervalin e caktuar të temperaturës.
Një karakteristikë e rëndësishme e termistorëve është përçueshmëria e tyre specifike (rezistenca reciproke). Përçueshmëria kontrollohet duke shtuar të voglapërqendrimet e litiumit dhe natriumit.
Procesi i prodhimit të instrumenteve
Termistorët sferikë bëhen duke i aplikuar në dy tela platini në temperaturë të lartë (1100°C). Teli më pas pritet për të formuar kontaktet e termistorit. Një shtresë xhami aplikohet në instrumentin sferik për vulosje.
Në rastin e termistorëve të diskut, procesi i krijimit të kontakteve është që të depozitohet një aliazh metalik i platinit, paladiumit dhe argjendit mbi to, dhe më pas bashkohet me veshjen e termistorit.
Dallimi nga detektorët e platinit
Përveç termistorëve gjysmëpërçues, ekziston edhe një lloj tjetër detektorësh temperaturash, materiali i punës i të cilëve është platini. Këta detektorë ndryshojnë rezistencën e tyre ndërsa temperatura ndryshon në mënyrë lineare. Për termistorët, kjo varësi e sasive fizike ka një karakter krejtësisht të ndryshëm.
Përparësitë e termistorëve ndaj homologëve të platinit janë si më poshtë:
- Ndjeshmëri më e lartë e rezistencës ndaj ndryshimeve të temperaturës gjatë gjithë intervalit të funksionimit.
- Niveli i lartë i qëndrueshmërisë së instrumentit dhe përsëritshmërisë së leximeve.
- Me përmasa të vogla për t'iu përgjigjur shpejt ndryshimeve të temperaturës.
Rezistenca e termistorit
Kjo sasi fizike zvogëlohet me rritjen e temperaturës dhe është e rëndësishme të merret parasysh diapazoni i temperaturës së funksionimit. Për kufijtë e temperaturës nga -55 °C në +70 °C, përdoren termistorë me një rezistencë prej 2200 - 10000 ohms. Për temperatura më të larta, përdorni pajisje me rezistencë më të madhe se 10 kOhm.
Ndryshe nga detektorët dhe termoçiftet e platinit, termistorët nuk kanë standarde specifike për kthesat e rezistencës kundrejt temperaturës, dhe ka një shumëllojshmëri të gjerë të kthesave të rezistencës për të zgjedhur. Kjo ndodh sepse çdo material termistor, si një sensor i temperaturës, ka kurbën e vet të rezistencës.
Stabilitet dhe saktësi
Këto instrumente janë kimikisht të qëndrueshme dhe nuk degradohen me kalimin e kohës. Sensorët e termistorit janë ndër instrumentet më të saktë për matjen e temperaturës. Saktësia e matjeve të tyre në të gjithë gamën e funksionimit është 0,1 - 0,2 °C. Ju lutemi vini re se shumica e pajisjeve funksionojnë brenda një diapazoni të temperaturës nga 0 °C deri në 100 °C.
Parametrat bazë të termistorëve
Parametrat e mëposhtëm fizik janë bazë për çdo lloj termistori (është dhënë deshifrimi i emrave në anglisht):
- R25 - rezistenca e pajisjes në Ohms në temperaturën e dhomës (25 °С). Kontrollimi i kësaj karakteristike të termistorit është i thjeshtë duke përdorur një multimetër.
- Toleranca e R25 - vlera e tolerancës së devijimit të rezistencës në pajisje nga vlera e saj e vendosur në një temperaturë prej 25 °С. Si rregull, kjo vlerë nuk kalon 20% të R25.
- Maks. Rryma e gjendjes së qëndrueshme - maksimumivlera e rrymës në amper që mund të rrjedhë nëpër pajisje për një kohë të gjatë. Tejkalimi i kësaj vlere kërcënon me një rënie të shpejtë të rezistencës dhe, si rezultat, me dështim të termistorit.
- Përafërsisht. R e Maks. Rryma - kjo vlerë tregon vlerën e rezistencës në Ohms, të cilën pajisja e fiton kur rryma maksimale kalon nëpër të. Kjo vlerë duhet të jetë 1-2 rend magnitudë më e vogël se rezistenca e termistorit në temperaturën e dhomës.
- Disip. Koefi. - një koeficient që tregon ndjeshmërinë ndaj temperaturës së pajisjes ndaj fuqisë së absorbuar prej saj. Ky faktor tregon sasinë e fuqisë në mW që termistori duhet të thithë për të rritur temperaturën e tij me 1 °C. Kjo vlerë është e rëndësishme sepse tregon se sa energji duhet të shpenzoni për të ngrohur pajisjen në temperaturën e saj të funksionimit.
- Konstante kohore termike. Nëse termistori përdoret si kufizues i rrymës hyrëse, është e rëndësishme të dini se sa kohë do të duhet për t'u ftohur pasi të jetë fikur energjia, në mënyrë që të jeni gati për ta ndezur përsëri. Meqenëse temperatura e termistorit pasi është fikur zvogëlohet sipas një ligji eksponencial, futet koncepti "Konstantja e kohës termike" - koha gjatë së cilës temperatura e pajisjes zvogëlohet me 63.2% të diferencës midis temperaturës së funksionimit të pajisja dhe temperatura e ambientit.
- Maks. Kapaciteti i ngarkesës në ΜF - sasia e kapacitetit në mikrofarad që mund të shkarkohet përmes kësaj pajisjeje pa e dëmtuar atë. Kjo vlerë tregohet për një tension specifik,p.sh. 220 V.
Si të testoni termistorin për funksionim?
Për një kontroll të përafërt të termistorit për shërbimin e tij, mund të përdorni një multimetër dhe një saldim të rregullt.
Së pari, aktivizoni modalitetin e matjes së rezistencës në multimetër dhe lidhni kontaktet e daljes së termistorit me terminalet e multimetrit. Në këtë rast, polariteti nuk ka rëndësi. Multimetri do të tregojë një rezistencë të caktuar në ohmë, ai duhet të regjistrohet.
Më pas duhet të futni në prizë hekurin e saldimit dhe ta çoni në një nga daljet e termistorit. Kini kujdes që të mos digjni pajisjen. Gjatë këtij procesi, duhet të vëzhgoni leximet e multimetrit, ai duhet të tregojë një rezistencë në rënie pa probleme, e cila shpejt do të vendoset në një vlerë minimale. Vlera minimale varet nga lloji i termistorit dhe temperatura e saldatorit, zakonisht është disa herë më e vogël se vlera e matur në fillim. Në këtë rast, mund të jeni i sigurt se termistori po funksionon.
Nëse rezistenca në multimetër nuk ka ndryshuar ose, përkundrazi, ka rënë ndjeshëm, atëherë pajisja është e papërshtatshme për përdorimin e saj.
Vini re se ky kontroll është i përafërt. Për testimin e saktë të pajisjes, është e nevojshme të maten dy tregues: temperaturën e saj dhe rezistencën përkatëse, dhe më pas të krahasohen këto vlera me ato të deklaruara nga prodhuesi.
Aplikacione
Termistorët përdoren në të gjitha fushat e elektronikës në të cilat është e rëndësishme të monitorohen kushtet e temperaturës. Këto zona përfshijnëkompjuterë, pajisje me precizion të lartë për instalime industriale dhe pajisje për transmetimin e të dhënave të ndryshme. Pra, termistori i printerit 3D përdoret si një sensor që kontrollon temperaturën e shtratit të ngrohjes ose kokës së printimit.
Një nga përdorimet më të zakonshme të termistorit është kufizimi i rrymës së hyrjes, si për shembull kur ndizni një kompjuter. Fakti është se në momentin që ndizet energjia, kondensatori fillestar, i cili ka një kapacitet të madh, shkarkohet, duke krijuar një rrymë të madhe në të gjithë qarkun. Kjo rrymë është në gjendje të djegë të gjithë çipin, kështu që një termistor përfshihet në qark.
Kjo pajisje në momentin e ndezjes kishte temperaturë dhome dhe një rezistencë të madhe. Një rezistencë e tillë mund të zvogëlojë në mënyrë efektive rritjen e rrymës në momentin e fillimit. Më tej, pajisja nxehet për shkak të rrymës që kalon nëpër të dhe lëshimit të nxehtësisë, dhe rezistenca e saj zvogëlohet ndjeshëm. Kalibrimi i termistorit është i tillë që temperatura e funksionimit të çipit të kompjuterit shkakton rezistencën e termistorit praktikisht në zero dhe nuk ka rënie të tensionit në të. Pas fikjes së kompjuterit, termistori ftohet shpejt dhe rikthen rezistencën e tij.
Pra, përdorimi i një termistori për të kufizuar rrymën e hyrjes është edhe me kosto efektive dhe mjaft i thjeshtë.
Shembuj të termistorëve
Aktualisht, një gamë e gjerë produktesh janë në shitje, këtu janë karakteristikat dhe fushat e përdorimit të disa prej tyre:
- Termistor B57045-K me fiksim arrë, ka një rezistencë nominale prej 1kOhm me një tolerancë prej 10%. Përdoret si sensor për matjen e temperaturës në elektronikën e konsumatorit dhe të automobilave.
- Instrumenti i diskut B57153-S, ka një vlerësim maksimal të rrymës prej 1,8 A në 15 ohms në temperaturën e dhomës. Përdoret si një kufizues i rrymës së hyrjes.
