ترمیستور قطعه ای حساس به دما است که همراه با تغییرات دما می تواند مقاومتش تغییر کند نام دیگر ترمیستور مقاومت گرمایی است. برای اندازه گیری مقاومت یک ترمیستور باید دمای آن مشخص کرد بنابراین از ترنیسور می توان به عنوان سنسور دما استفاده کرد. این قطعه از نیمه رساناهایی با ضریب دمایی بالا ساخته شده اند و به همین علت در دماهای بالا عمر کوتاهی دارند و زود خراب می شوند.
کلمه ترمیستور از اصطلاح ” thermaIly ” به معنی مقاومت حساس و کلمه انگلیسی resistor به معنای مقاومت گرفته شده است و به منظور اندازه گیری دقیق دما کاربرد دارد اندازه گیر ی دما با این سنسور بسیار دقیق و اقتصادی است. یکی از کاربردهای مهم ترمیستور در سیستم‌های گرمایش و تهویه مطبوع مدرن (HVAC)به منظور اندازه گیری دما است. نوعی مقاومت الکتریکی در داخل قطعه ترمیستور قرار دارد که میزان مقاومت آن بسته به دمای محیط تغییر می کند و در نتیجه آن تغییرات دما قابل اندازه گیری است. در این دسته از مقالات سلام سرما به معرفی کامل انواع ترمیستور و کارکرد و کارایی آن ها می پردازیم.
ترمیستور چگونه دما را می خواند ؟
نمی توان گفت ترمیستور دما را می خواند بلکه با تغییر دما مقاومت این قطعه تغییر می کند و بسته به نوع ماده به کار رفته در ترمیستور می توان مقدار تغییر مقاومت آن را تعیین کرد. این ابزار یک سنسور غیر خطی است بطوری که نقاط موجود در نمودار نشانگر رابطه بین مقاومت و دما خط مستقیمی نیست. در زمان ساخت ترمیستور محل ساخت خط و میزان تغییر آن را مشخص می کنند.
ترمیستور چگونه ساخته می شود؟
هر کدام از کارخانه های تولید کننده های ترمیستور برای ساخت ترمیستور از ترکیب مواد مختلفی استفاده می کنند البته معمولا برای ساخت ترمیستور از مخلوط اکسید فلزات مختلف استفاده می شود. این مخلوط اکسیدی گرم و ذوب شده و به شکل یک سرامیک در می آ‌ید و سپس در قالب نهایی ترمیستور قرار می گیرد.
ترمسیتور دارای کارایی بالایی است و تا سال های طولانی می توان بدو مشکل از آن استفاده کرد. از آنجایی که برای ساخت ترمیستور هر تولید کننده ای فرمول خاص خود را داشته و آن ها دارای کالیبراسیون متفاوتی هستند بنابراین در صورت خرابی ترمیستور برای تعویض آن از ترمسیور همان مدل استفاده کرد.
نحوه انجام تنظیمات ترمیستور چگونه است؟
چند نوع تنظیم برای ترمسیورها وجود دارد که سه مورد آن ها که بیشتر مورد استفاده هستند شامل
ترمیستور انعطاف پذیر فاقد مهر و موم شده (سری HSTH) ، نوع پیچ – واشر و نوع چسبنده سطح است.
1.ترمیستور انعطاف پذیر فاقد مهر و موم شده : کاربرد ترمیستورهای HSTHبرای اندازه گیری درجه حرارت مایعات از روغن ها و مواد شیمیایی صنعتی گرفته تا مواد غذایی است . به منظور محافظت از عناصر سنجش در مقابل رطوبت و خوردگی این قطعه در داخل محفظه های PFA (پلیمری پلاستیکی) محکم شده است.
2.ترمیستورهایی دارای سنسور پیچ و مهره ای : کاربرد ترمیستوری با این نوع تنظیمات برای استفاده از برنامه ها از جمله لوازم خانگی ، مخازن آب ، لوله ها و ظروف تجهیزات هست. محل نصب این ترمیستورها در سوراخ ها یا دهانه های دارای اندازه استاندارد است. این قطعات دارای جرم حرارتی کوچکی هستند که سبب می شود در برابر تغییر دما به سرعت واکنش نشان دهند.
3.ترمیستورهای سطح نصب شده : ترمیستور با این تنظیمات در حوزه تجاری و صنعتی کاربرد دارد. به دلیل دارا بودن قسمت های خارجی چسب می توانند به راحتی در سطوح صاف یا منحنی در جای خود قرار بگیرند. ترمیستورهای با این تنظیمات قابل حذف و استفاده مجدد هستند.
چگونگی دامنه دما ، دقت و پایداری ترمیستور
دامنه اندازه گیری دما با ترمیستورها از 5 0.05 درجه سانتی گراد تا 1.5 درجه سانتیگراد بوده که بسیار دقیق است. اکثر ترمیستورها دارای دامنه دمایی بین 0 تا 100 درجه سانتی گراد هستند و ترمیستورهای کلاس A دارای بیشترین دقت و ترمیستورهای کلاس B اندازه گیری دقیق کمتری دارند. در پایان مراحل تولید ترمیستورها از لحاظ شیمیایی پایدار بوده و با افزایش استفاده از آن ها دقت ترمیستورها کم نمی شود.
کاربرد ترمیستورها در چیست؟
از این قطعه در کاربردهای تجاری و صنعتی وسیعی برای اندازه گیری دمای سطوح ، مایعات و گازهای محیطی استفاده می کنند. استفاده از ترمیستورهای سوار شده با پروب سنگین در مایعات خورنده مناسب است قابل استفاده در انواع فرایندهای صنعتی می باشند. کاربرد دیگر ترمیستورها برای اندازه گیری دمای هوا با روکش فلزی یا پلاستیکی از جنس قفس است. همچنین برای کاربردهای بیولوژیکی از مونتاژهای ترمیستور با وینیل با استفاده از محیط بیرون استفاده می شود. در صورتی که این قطعه در کاوش های محافظتی قابل اطمینان از بین برود می توان از آن در صنایع غذایی و آشامیدنی ، آزمایشگاه های علمی و تحقیق و توسعه به کار برد.
در بخش های مختلف سیستم های تهویه مطبوع از سنسور های اندازه‌گیری دما و ترموستات ها استفاده می شود. در این سیستم ها ترموستات وظیفه دارد با اندازه‌گیری دما، سیستم را به صورت خودکار روشن یا خاموش کند یا نحوه عملکرد تجهیزات را تغییر دهد. در ترموستات های سیستم های تبرید مدرن، برای اندازه‌گیری تغییرات دما از یک ترمیستور استفاده شده و تغییرات مقاومت الکتریکی ترمیستور نیز با استفاده از یک مدار اندازه‌گیری می شود و در نتیجه به این صورت تغییرات دمای سیستم را اندازه‌گیری می گردد.
از ترمیستور در سیستم های تهویه به منظور حفاظت از سیم پیچ کمپرسور در مقابل گرم شدن و در نتیجه سوختن آن استفاده می شود.
آشنایی با انواع ترمیستور
دو نوع ترمیستور بر اساس نیمه رسانای تشکیل دهند آن شامل ترمیستورهایی با ضریب دمای منفی (NTC) و ترمیستورهایی با ضریب دمای مثبت (PTC) وجود دارد. در ترمیستور نوع اول با افزایش دما، مقاومت الکتریکی ترمیستور کاهش می یابد و با کاهش دما، مقاومت بیشتر می شود. معمولا برای اندازه گیری دما و در ترموستات ها از ترمیستورهای NTC استفاده می شود.
مقاومت ترمیستورهای PTC با افزایش دما آن ها افزایش می یابد و با کاهش دما نیز مقاومت کاهش پیدا می‌کند. معمولا از این نوع ترمیستور به عنوان یک فیوز در مدارهای الکتریکی استفاده می شود. ترمیستور PTC نیز براساس نیمه رسانای خود به دو دسته سیلیستور و تعویضی تقسیم می شود.
ترمیستورهای PTC سیلیستور: جنس این ترمیستورها از سیلیسیم غیرخالص (آلاییده) است و با افزایش دما مقاومت الکتریکی آن افزایش می یابد.
ترمیستورهای PTC تعویضی: ویژگیِ تغییر ناگهانیِ ضریب دمایی ترمیستورهای PTC تعویضی سبب کاربرد گسترده آنها در مدارهای دماپا است. نحوه عملکرد این ترمیستورها به این ترتیب است که ضریب دمایی مقاومت ویژه تا پیش از دمای خاصی (نقطه کوری)، منفی است و پس از آن در یک محدوده دمایی به شدت مثبت می شود.
نقاط قوت استفاده از ترمیستور در سیستم تبرید چیست؟
- ترمیستورها ابعاد بسیار کوچکی دارند
- پایداری ترمیستورها بالا است
- برای مدت زیادی نیز می‌تواند بدون مشکل کار کند.
- می‌تواند دما را با دقت بسیار بالایی اندازه‌گیری کند نبابرا ین نسبت به ترموکوپل مزیت مهمی محسوب می شود.
نقاط ضعف استفاده از ترمیستور در سیستم تبرید چیست؟
- اندازه‌گیری دما در ترمیستورها غیر خطی است که باید در طراحی مدار در نظر گرفته شود.
- برخلاف ترموکوپل، ترمیستور نمی تواند دماهای بسیار بالا را اندازه‌گیری کند.
فاکتورهای مهم برای انتخاب ترمیستور
- نوع ترمیستور : NTC یا PTC
- مقاومت: به طور مثال 1 کیلو اهم
- شکل ظاهری : دیسکی، مهره ای یا میله ای
- رنج دمایی که بیشترین رنج -73 to 316°C می باشد
- خطا بطور مثال : R25=100KΩ ±5%
