Arten von Thermistoren, charakteristische Details und Funktionsprinzip

Arten von Thermistoren, charakteristische Details und Funktionsprinzip

Der Name des Thermistors wurde als Kurzform für den „wärmeempfindlichen Widerstand“ entwickelt. Die vollständige Form des Thermistors liefert die allgemeine und detaillierte Vorstellung von der Wirkung, die das Merkmal des Thermistors ist.

Von: S. Prakash



Die verschiedenen Arten von Vorrichtungen, in denen der Thermistor verwendet wird, umfassen eine breite Palette von Vorrichtungen wie Temperatursensoren und elektronische Schaltungen, bei denen sie eine Temperaturkompensation bereitstellen.



Obwohl die Verwendung des Thermistors nicht so üblich ist wie die Transistoren, Widerstände und Kondensatoren der gewöhnlichen Form, verwendet das elektronische Feld die Thermistoren in großem Maßstab.

Symbol der Thermistorschaltung

Das Symbol, das der Thermistor für seine Erkennung verwendet, ist das eigene Schaltungssymbol.



Thermistorsymbol

Das Schaltungssymbol eines Thermistors besteht aus einer Basis, die aus einem Standardwiderstandsrechteck zusammen mit einer diagonalen Linie besteht, die durch die Basis verläuft und aus einem vertikalen Abschnitt kleiner Größe besteht.

In den Schaltplänen wird häufig das Schaltungssymbol des Thermistors verwendet.



Arten von Thermistoren

Der Thermistor kann auf verschiedene Arten in verschiedene Typen und Kategorien unterteilt werden.

Diese Art und Weise, wie sie kategorisiert werden sollen, basiert zunächst auf der Art und Weise, wie der Thermistor auf Wärmeeinwirkung reagiert.

Der Widerstand einiger Kondensatoren nimmt mit steigender Temperatur zu, während bei den anderen Thermistortypen das Gegenteil beobachtet wird, was zu einer Abnahme des Widerstands führt.

Diese Idee kann durch die Kurve des Thermistors erweitert werden, die durch eine Gleichung einfacher Form dargestellt werden kann:

Beziehung zwischen Widerstand und Temperatur

ΔR = k x & ΔT

Die obige Gleichung besteht aus:

ΔR = beobachtete Widerstandsänderung

ΔT = beobachtete Temperaturänderung

k = Temperaturkoeffizient des Widerstands erster Ordnung

In den meisten Fällen besteht eine nichtlineare Beziehung zwischen Widerstand und Temperatur. Aber mit den verschiedenen kleinen Änderungen des Widerstands und der Temperatur gibt es auch eine Änderung der Beziehung, die beobachtet wird und die Beziehung wird linearer Natur.

Der Wert von 'k' kann je nach Typ des Thermistors entweder positiv oder negativ sein.

NTC-Thermistor (Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten): Die Eigenschaft des NTC-Thermistors ermöglicht es ihm, seinen Widerstand mit steigender Temperatur zu verringern, und dadurch ist der „k“ -Faktor für den NTC-Thermistor negativ.

PTC-Thermistor (Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizienten): Die Eigenschaft des NTC-Thermistors ermöglicht es ihm, seinen Widerstand mit steigender Temperatur zu erhöhen, und dadurch ist der „k“ -Faktor für den NTC-Thermistor positiv.

Eine andere Art und Weise, wie der Thermistor abgesehen von seiner Widerstandsänderungsfunktion unterschieden und kategorisiert werden kann, hängt von der Materialart ab, die für den Thermistor verwendet wird. Es werden zwei Haupttypen verwendet:

Einkristallhalbleiter

Metallische Verbindungen wie Oxide

Thermistor: Entwicklung und Geschichte

Das Phänomen der Variation des Widerstands aufgrund von Temperaturänderungen wurde im frühen neunzehnten Jahrhundert demonstriert.

Es gibt viele Möglichkeiten, wie der Thermistor bis heute weiter verwendet werden kann. Ein Großteil dieses Thermistors leidet jedoch unter dem Nachteil, dass er in der Lage ist, sehr kleine Widerstandsschwankungen entsprechend dem großen Temperaturbereich zu zeigen.

Die Verwendung der Halbleiter ist im Allgemeinen in den Thermistoren impliziert, die es den Thermistoren ermöglichen, größere Widerstandsschwankungen entsprechend dem großen Temperaturbereich zu zeigen.

Es gibt zwei Arten von Materialien, die zur Herstellung von Thermistoren verwendet werden, einschließlich der Metallverbindungen, die als erste Materialien für Thermistoren entdeckt wurden.

Als Faraday 1833 die Variation des Widerstands in Bezug auf die Temperatur des Silbersulfids maß, entdeckte er den negativen Temperaturkoeffizienten. Die kommerzielle Verfügbarkeit der Metalloxide in großem Maßstab erfolgte jedoch erst in den 1940er Jahren.

Die Untersuchung des Siliziumthermistors und des Kristall-Germanium-Thermistors wurde nach dem Zweiten Weltkrieg durchgeführt, während die Untersuchung der Halbleitermaterialien durchgeführt wurde.

Obwohl der Halbleiter und die Metalloxide zwei Thermistortypen sind, sind die von ihnen abgedeckten Temperaturbereiche unterschiedlich und müssen daher nicht miteinander konkurrieren.

Zusammensetzung und Struktur des Thermistors

Auf der Grundlage der Anwendungen, in denen der Thermistor verwendet werden muss, wird zusammen mit dem Bereich des Temperaturbereichs, in dem der Thermistor betrieben werden soll, die Größe, Form und der Materialtyp festgelegt, der zur Herstellung des Thermistors verwendet wird.

Für die Anwendungen, bei denen die flache Oberfläche durch den Thermistor in ständigem Kontakt stehen muss, besteht die Form des Thermistors in diesen Fällen aus flachen Scheiben.

Falls es Temperatursonden gibt, für die der Thermistor hergestellt werden muss, hat die Form des Thermistors die Form von Stäben oder Perlen. Die Anforderungen, die an die Anwendungen gestellt werden, für die der Thermistor verwendet wird, bestimmen somit die tatsächliche physikalische Form des Thermistors.

Der Temperaturbereich, für den der Thermistor vom Metalloxidtyp verwendet wird, beträgt 200-700 K.

Die Komponente, aus der diese Thermistoren hergestellt werden, befindet sich in der Version eines feinen Pulvers, das bei einer sehr hohen Temperatur gesintert und komprimiert wird.

Die für diese Thermistoren am häufigsten verwendeten Materialien umfassen Nickeloxid, Eisenoxid, Manganoxid, Kupferoxid und Kobaltoxid.

Die Temperaturen, für die die Halbleiterthermistoren verwendet werden, sind sehr niedrig. Die Siliziumthermistoren werden weniger häufig verwendet als die Germaniumthermistoren, die häufiger für Temperaturen verwendet werden, die in einem Bereich liegen, der unter dem Bereich von 100º des absoluten Nullpunkts liegt, d. H. 100 K.

Die Temperatur, für die der Siliziumthermistor verwendet werden kann, beträgt maximal 250 K. Wenn die Temperatur um mehr als 250 K ansteigt, erfährt der Siliziumthermistor das Einstellen der positiven Temperaturkoeffizienten. Ein Einkristall wird zur Herstellung des Thermistors verwendet, wobei das Niveau, bei dem die Dotierung des Kristalls durchgeführt wird, 10 ^ 16 - 10 ^ 17 / cm³ beträgt.

Anwendungen von Thermistoren

Der Thermistor kann für viele verschiedene Arten von Anwendungen verwendet werden, und es gibt viele andere Anwendungen, in denen sie gefunden werden.

Das attraktivste Merkmal des Thermistors, das sie für die Verwendung in den Schaltkreisen beliebt macht, ist, dass die von ihnen in den Schaltkreisen bereitgestellten Elemente sehr kostengünstig sind, da sie effektiv arbeiten und dennoch zu einem günstigen Preis erhältlich sind.

Die Tatsache, ob der Temperaturkoeffizient negativ oder positiv ist, bestimmt die Anwendungen, in denen der Thermistor verwendet werden kann.

Wenn der Temperaturkoeffizient negativ ist, kann der Thermistor für die folgenden Anwendungen verwendet werden:

Thermometer mit sehr niedriger Temperatur: Mit den Thermistoren wird die Temperatur sehr niedriger Werte in Thermometern mit sehr niedriger Temperatur gemessen.

Digitale Thermostate: Die digitalen Thermostate der heutigen Zeit verwenden die Thermistoren weit verbreitet und häufig.

Akku-Monitore: Die Temperatur des Akkus während des Ladezeitraums wird mithilfe der NTC-Thermistoren überwacht.

Einige der Batterien, die in der modernen Industrie verwendet werden, reagieren empfindlich auf Überladung, einschließlich der weit verbreiteten Li-Ionen-Batterien. In solchen Batterien wird ihr Ladezustand effektiv durch die Temperatur angezeigt und ermöglicht dadurch die Bestimmung des Zeitpunkts, zu dem der Ladezyklus beendet werden muss.

In-Rush-Schutzgeräte: Die Stromversorgungskreise verwenden die NTC-Thermistoren in Form von Geräten, die den Einschaltstrom begrenzen.

5 Ohm NTC-Thermistor 11 mm Durchmesser

Die NTC-Thermistoren, die als In-Rush-Schutzvorrichtungen fungieren, verhindern den Fluss großer Strommengen am Einschaltpunkt und sorgen für ein anfängliches hohes Widerstandsniveau.

Danach wird der Thermistor erwärmt und somit nimmt der von ihm bereitgestellte Anfangswiderstand erheblich ab, wodurch der Fluss hoher Strommengen während des normalen Betriebs der Schaltung ermöglicht wird.

Die für diese Anwendung verwendeten Thermistoren sind entsprechend ausgelegt und daher im Vergleich zu den Thermistoren vom Messtyp größer.

Wenn der Temperaturkoeffizient positiv ist, kann der Thermistor für die folgenden Anwendungen verwendet werden:

Strombegrenzungsvorrichtungen: Die elektronischen Schaltkreise verwenden die PTC-Thermistoren in Form von Strombegrenzungsvorrichtungen.

Die PTC-Thermistoren dienen als alternatives Gerät für die am häufigsten verwendete Sicherung. Es gibt keine unangemessenen oder Nebenwirkungen, die durch die Wärme verursacht werden, die in geringen Mengen erzeugt wird, wenn das Gerät unter normalen Bedingungen einen Stromfluss erfährt.

Wenn der Stromfluss durch das Gerät jedoch sehr groß ist, kann dies zu einer Erhöhung des Widerstands führen, da die Wärme möglicherweise nicht an die Umgebung abgegeben wird, da das Gerät dies möglicherweise nicht kann.

Dies führt zur Erzeugung von mehr Wärme, wodurch ein Phänomen des positiven Rückkopplungseffekts erzeugt wird. Die Vorrichtung ist durch solche Hitze und Stromschwankungen geschützt, da der Stromabfall beobachtet wird, wenn der Widerstand zunimmt.

Die Anwendungen, in denen die Thermistoren eingesetzt werden können, sind breit gefächert. Mit Thermistoren können Temperaturen zuverlässig, kostengünstig (kostengünstig) und einfach erfasst werden.

Zu den verschiedenen Geräten, in denen die Thermistoren verwendet werden können, gehören Thermostate und Feuermelder. Thermistoren können sowohl allein als auch zusammen mit anderen Geräten verwendet werden. Im letzteren Fall kann ein Thermistor verwendet werden, um eine hohe Genauigkeit zu erzielen, indem er Teil der Wheatstone-Brücke wird.

Die Thermistoren werden auch in Form von Temperaturkompensationsvorrichtungen verwendet.

Bei einem großen Prozentsatz der Widerstände kommt es zu einer Erhöhung des Widerstands, die aufgrund ihres positiven Temperaturkoeffizienten mit einer entsprechenden Erhöhung der Temperatur beobachtet wird.

Falls die Anwendungen ein hohes Maß an Stabilität erfordern, wird der Thermistor verwendet, der einen negativen Temperaturkoeffizienten besitzt. Dies wird erreicht, wenn die Schaltung den Thermistor enthält, um den aufgrund ihres positiven Temperaturkoeffizienten erzeugten Effekten der Komponente entgegenzuwirken.




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