Natuklasan ang papel ng mga thermistors sa modernong elektronika
Ang mga thermistor, isang portmanteau ng 'thermal' at 'risistor', ay mga dalubhasang resistors na may mga halaga ng paglaban na naiiba nang malaki sa mga pagbabago sa temperatura.Hindi tulad ng mga maginoo na resistors, na idinisenyo upang mapanatili ang isang matatag na pagtutol, ang mga thermistors ay inhinyero upang magkaroon ng isang malaking koepisyent ng temperatura, na nagpapahintulot sa kanila na tumugon nang sensitibo sa mga pagbabagu -bago ng temperatura.Ang natatanging pag -aari na ito ay nagbibigay ng mga thermistor na kinakailangan sa buong malawak na spectrum ng mga aplikasyon, mula sa temperatura sensing at kontrol hanggang sa proteksyon ng circuit.Ang artikulong ito ay galugarin ang mga papel na may multifaceted at magkakaibang uri ng mga thermistors, na pinipili ang kanilang mga mekanismo ng pagpapatakbo, mga katangian ng istruktura, at ang makabuluhang papel na ginagampanan nila sa modernong teknolohiya sa iba't ibang mga industriya.Sa pamamagitan ng pagsusuri sa mga teknikal na nuances ng negatibong koepisyent ng temperatura (NTC) at positibong thermistor ng koepisyent ng temperatura (PTC), kasabay ng mga espesyal na variant tulad ng mga silistor at paglipat ng uri ng PTC, tinatanggal namin ang mga teknolohikal na intricacies na tumutukoy sa pag-andar ng thermistor at application.
Catalog
Demystifying thermistors
Ang isang thermistor ay isang uri ng risistor na nagbabago ng paglaban nito nang malaki sa mga pagkakaiba -iba ng temperatura, na ginagawang lubos na kapaki -pakinabang sa maraming mga aplikasyon.Ang salitang "thermistor" ay pinagsasama ang "thermal" at "risistor."Hindi tulad ng mga karaniwang resistors na nagpapanatili ng isang pare -pareho na pagtutol sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang minimal na koepisyent ng temperatura, ang mga thermistors ay idinisenyo upang magkaroon ng isang malaking koepisyent ng temperatura, na nagbibigay -daan sa kanila na gumanti nang mabilis sa mga pagbabago sa temperatura.
Ang mga thermistor ay pangunahing inuri batay sa kanilang koepisyent ng temperatura.Ang mga thermistor na ito ay bumababa sa paglaban habang tumataas ang temperatura.Karaniwang ginagamit ang mga ito sa pagsubaybay sa temperatura at mga sistema ng kontrol dahil ang kanilang pagbabago sa paglaban ay mahuhulaan sa mga paglilipat ng temperatura.Sa pagkakaiba, ang mga thermistor ng PTC ay tumataas sa paglaban habang tumataas ang temperatura.Ang pag -aari na ito ay ginagawang perpekto para sa mga tungkulin ng proteksyon ng circuit, kung saan makakatulong sila na maiwasan ang sobrang pag -init sa pamamagitan ng pagbabawas ng kasalukuyang daloy kapag ang temperatura ay nakakakuha ng napakataas.
Larawan 2 simbolo ng thermistor circuit
Simbolo ng circuit ng mga thermistors
Ang simbolo ng circuit para sa isang thermistor ay isang binagong bersyon ng karaniwang simbolo ng risistor, na kinakatawan ng isang rektanggulo.Ang isang dayagonal na linya na may isang maikling vertical na segment ay tumatawid sa rektanggulo na ito, na nakikilala ito nang malinaw sa mga elektronikong eskematiko.Habang ang ilang mga pagkakaiba-iba ay umiiral, tulad ng paggamit ng mas matandang simbolo ng zig-zag risistor, ang rektanggulo na may dayagonal at vertical na linya ay ang pinaka-karaniwan at malawak na kinikilala.Tinitiyak ng standardized na simbolo na ang mga thermistor ay madaling makikilala, na nagtataguyod ng pagkakapare -pareho at kalinawan sa dokumentasyon ng elektronikong disenyo.
Iba't ibang uri ng mga thermistors
Ang mga thermistor ay mga resistive na aparato na ang paglaban ay nag -iiba nang malaki sa temperatura, ginagawa silang kapaki -pakinabang para sa tumpak na temperatura sensing at kontrol.
Larawan 3 Negatibong Temperatura ng Koepisyent ng Temperatura (NTC)
Ang mga thermistor ng NTC ay bumababa sa paglaban habang tumataas ang temperatura.Ang kabaligtaran na relasyon na ito ay sumusunod sa equation ng Steinhart-Hart, na tumpak na naglalarawan ng relasyon sa paglaban sa temperatura.Ang mga thermistor ng NTC ay ginawa mula sa mga materyales tulad ng mangganeso, nikel, kobalt oxides, at tanso, na nag-aambag sa kanilang mga katangian na sensitibo sa temperatura.Malawakang ginagamit sa mga makina ng automotiko upang masubaybayan ang mga temperatura ng likido, sa mga elektronikong consumer upang maiwasan ang sobrang pag -init, at sa mga medikal na aparato kung saan iginiit ang katumpakan.Protektahan ang mga circuit laban sa inrush kasalukuyang mga surge sa pamamagitan ng unti -unting pagtaas ng paglaban habang pinapainit nila, sa gayon nililimitahan ang kasalukuyang daloy sa pagsisimula ng aparato.
Larawan 4 Positibong Coefficient ng Temperatura (PTC) Thermistors
Ang mga thermistor ng PTC ay nagdaragdag ng kanilang pagtutol na may pagtaas ng temperatura.Ang katangian na ito ay kapaki -pakinabang para sa kasalukuyang paglilimita at labis na proteksyon.Ang mga thermistor ng PTC ay karaniwang gawa sa barium titanate at iba pang mga polycrystalline ceramics.Kumilos bilang self-resetting fuse sa mga circuit.Kapag ang isang mataas na kasalukuyang daloy ay nagdaragdag ng temperatura, tumataas ang pagtutol ng thermistor, binabawasan ang kasalukuyang daloy upang maiwasan ang pinsala.Maglingkod bilang self-regulate na mga elemento ng pag-init na nagpapanatili ng isang palaging temperatura nang hindi nangangailangan ng magkahiwalay na mga sistema ng kontrol.
Larawan 5 silistor
Ang isang uri ng thermistor ng PTC na ginawa mula sa silikon, ang mga silistor ay nag -aalok ng isang linear na tugon sa mga pagbabago sa temperatura, na angkop para sa tumpak na mga sukat ng temperatura sa isang mas makitid na saklaw kumpara sa mga thermistor ng metal na oxide.
Ebolusyon ng mga thermistors
Ang ideya na ang mga pagbabago sa paglaban sa temperatura ay kilala mula noong ikalabing siyam na siglo.Una nang napansin ni Michael Faraday ang negatibong koepisyent ng temperatura (NTC) sa pilak na sulfide noong 1833. Gayunpaman, hindi hanggang sa 1940s na ang mga thermistor ng metal na oxide ay komersyal na ginawa.Matapos ang World War II, ang mga pagsulong sa mga teknolohiya ng semiconductor ay humantong sa pagbuo ng mga thermistors na ginawa mula sa kristal na germanium at silikon.
Ang mga makabagong ito ay lubos na pinalawak ang paggamit ng mga thermistors, mula sa mga simpleng sensor ng temperatura hanggang sa kumplikadong mga mekanismo ng kontrol sa mga setting ng pang -industriya.Ang pag -unlad na ito ay nagpapakita hindi lamang sa mga pagsulong sa teknolohiya kundi pati na rin ang pagtaas ng papel ng mga thermistors sa parehong araw -araw at dalubhasang mga teknikal na aplikasyon.
Larawan 6 Anatomy ng mga thermistors
Anatomy ng mga thermistors
Ang mga thermistor ay dumating sa iba't ibang mga hugis, kabilang ang mga flat disc, kuwintas, at rod, upang matugunan ang iba't ibang mga kinakailangan sa application at temperatura.Ang bawat hugis ay idinisenyo upang mai -optimize ang thermal contact sa mga ibabaw o magkasya nang walang putol sa mga tiyak na aparato.
Ang mga metal na thermistor ng oxide, na epektibong gumana sa pagitan ng 200 at 700 K, ay ginawa mula sa isang halo ng mangganeso, nikel, kobalt, tanso, at ferric oxides.Ang mga materyales na ito ay makinis na lupa, naka -compress, at sintered upang mapabuti ang kanilang thermal response.
Para sa mga aplikasyon ng mababang temperatura sa ibaba 100 K, ang mga thermistor na batay sa germanium na semiconductor ay ginustong.Nag -aalok sila ng mahusay na sensitivity at katumpakan sa mga malamig na kapaligiran.
Larawan 7 Pagtukoy sa Thermistor
Mga pangunahing pagtutukoy ng mga thermistors
Kapag sinusuri ang mga thermistor, maraming mga pangunahing pagtutukoy ang desperado.Kasama dito ang base resistance, coefficient ng temperatura, thermal dissipation factor, maximum na pagwawaldas ng kuryente, at saklaw ng temperatura ng pagpapatakbo.Ang mga parameter na ito ay detalyado sa mga datasheet, na kinakailangan para sa pagpili ng naaangkop na thermistor para sa mga tiyak na aplikasyon.
Ang mga thermistor ay lalong mahalaga sa mga aparato na nangangailangan ng mabilis na tugon sa mga pagbabago sa temperatura, tulad ng mga detektor ng sunog.Naglalaro din sila ng isang pangunahing papel sa mga circuit na idinisenyo para sa tumpak na kontrol at proteksyon ng temperatura, tinitiyak ang pinakamainam na pagganap at kaligtasan sa iba't ibang mga elektronikong sistema.
Magkakaibang mga aplikasyon ng thermistor
Ang mga thermistor ay mga dynamic na sangkap sa iba't ibang mga industriya dahil sa kanilang pagiging sensitibo at kawastuhan sa pagsukat at kontrol ng temperatura.
Mga Application ng Pang -industriya: Sa mga setting ng pang -industriya, tinitiyak ng mga thermistor ang pinakamainam na mga kondisyon ng operating.Ang mga thermistor ay nagpapanatili ng tumpak na mga antas ng temperatura at halumigmig, desperado para sa mga proseso na nangangailangan ng mahigpit na kontrol sa klima.Sinusubaybayan nila ang mga temperatura sa panahon ng pagluluto, pagyeyelo, at pag -iimbak, tinitiyak ang kaligtasan at kalidad ng pagkain.Ang tumpak na pagbabasa ng temperatura mula sa mga thermistor ay ginagamit para sa pagpapanatili ng integridad ng reaksyon ng kemikal.
Industriya ng Automotiko: Pinahusay ng mga thermistors ang kaligtasan at kahusayan sa mga sistema ng automotiko sa pamamagitan ng pagsukat ng langis ng engine at temperatura ng coolant, na tumutulong sa maagang pagtuklas ng potensyal na sobrang pag -init at pagpigil sa pinsala sa engine.Sa mga de -koryenteng sasakyan, sinusubaybayan ng mga thermistor ang temperatura ng baterya upang ma -optimize ang pagganap at maiwasan ang sobrang pag -init, pagpapalawak ng buhay ng baterya at pagpapabuti ng kaligtasan.
Mga Device ng Electronics at Mga Bahay ng Mamimili: Ang mga thermistor ay isinama sa maraming mga aparato sa sambahayan at elektronikong sinusubaybayan nila ang mga temperatura ng CPU, pag -activate ng mga mekanismo ng paglamig kung kinakailangan upang maiwasan ang pinsala at matiyak ang mahusay na operasyon.Sa mga matalinong thermostat, sinusubaybayan ng mga thermistor at awtomatikong ayusin ang mga panloob na temperatura, pagpapahusay ng kahusayan ng enerhiya.
Kagamitan sa medikal: Sa mga medikal na kagamitan, ang mga thermistor ay maimpluwensyang kung saan seryoso ang katumpakan, pinapanatili nila ang matatag na temperatura na kinakailangan para sa neonatal at microbiological incubator.Tinitiyak ng mga thermistor ang tumpak na kontrol sa temperatura sa mga aparato na nag -iimbak ng dugo, bakuna, at iba pang mga biological na materyales, na pinapanatili ang kanilang kakayahang umangkop.
Pamamahala ng enerhiya: Ang mga thermistors ay may mahalagang papel sa pamamahala ng enerhiya.Sinusubaybayan at pinamamahalaan nila ang temperatura ng iba't ibang mga sangkap, na nag -aambag sa mahusay na pamamahagi ng enerhiya at pagliit ng basura.Sa mga solar panel at wind turbines, sinusubaybayan ng mga thermistor ang mga temperatura upang ma -optimize ang pagganap at maiwasan ang pinsala mula sa mga thermal extremes.
Pananaliksik at Pag -unlad: Sa mga laboratoryo, ang mga thermistor ay angkop para sa tumpak na kontrol sa temperatura sa mga eksperimento at mga pagsubok sa kapaligiran, tinitiyak ang pare -pareho na mga kundisyon ng eksperimentong.
Aerospace at Depensa: Ang mga thermistor ay malubha sa aerospace at mga aplikasyon ng pagtatanggol, sinusubaybayan at kinokontrol nila ang cabin, kagamitan, at temperatura ng engine upang mapahusay ang pagganap at kaligtasan sa malupit na mga kondisyon.Ang mga thermistor ay nagpapanatili ng mga temperatura ng kagamitan sa loob ng ligtas na mga limitasyon ng operating sa vacuum ng espasyo.
Larawan 8 ceramic paglipat ng PTC thermistor
Paggalugad ng ceramic na paglipat ng mga thermistor ng PTC
Ang mga ceramic na paglipat ng mga thermistor ng PTC ay may isang natatanging non-linear na pagtutol-temperatura na relasyon.Sa ilalim ng punto ng curie, ang kanilang paglaban ay bahagyang bumababa sa temperatura.Gayunpaman, habang ang temperatura ay umabot sa punto ng curie, ang kanilang paglaban ay tumataas nang malaki dahil sa isang positibong koepisyent ng temperatura.
Ang matalim na pagbabago ng paglaban sa punto ng Curie ay pabago-bago para sa mga aplikasyon na nangangailangan ng tumpak na kontrol sa mga pagkakaiba-iba ng resistensya na may kaugnayan sa temperatura.Ang mga thermistor na ito ay lalo na epektibo para sa pamamahala ng thermal at mga proteksiyon na pag -andar sa mga electronic circuit.Tumutulong sila upang maiwasan ang sobrang pag -init sa pamamagitan ng paglilimita sa kasalukuyang daloy kapag ang mga temperatura ay naging napakataas.
Konklusyon
Sa pangkalahatan, dahil sa kanilang kakayahang umangkop sa isang malawak na hanay ng mga temperatura at dinamikong pagtugon sa mga pagbabago sa temperatura, ang mga thermistor ay nakatayo bilang pagpapasya ng mga bahagi sa pantheon ng mga elektronikong aparato.Mula sa automotiko hanggang sa aerospace, electronics ng consumer hanggang sa pamamahala ng enerhiya, ang mga aplikasyon ng mga thermistors ay magkakaibang dahil mapanganib sila.Hindi lamang nila pinapahusay ang mga kahusayan sa pagpapatakbo at kaligtasan ngunit may mahalagang papel din sa pagsulong ng pananaliksik at pag -unlad sa iba't ibang larangan ng pang -agham.Ang patuloy na pag-unlad at pagpipino ng teknolohiyang thermistor, na binibigyang diin ng mga pagsulong sa kasaysayan at mga makabagong materyal, ay patuloy na palawakin ang kanilang utility, tinitiyak na ang mga thermistor ay nananatili sa unahan ng mga application na sensitibo sa temperatura.
Ang kakayahan ng mga thermistors na umangkop sa isang hanay ng mga kahilingan sa pagpapatakbo - maging ito sa pamamagitan ng mabilis na temperatura sensing o epektibong kasalukuyang limitasyon - ay ginagawang napakahalaga sa parehong araw -araw at lubos na dalubhasang mga aplikasyon ng teknolohikal.Ang kinabukasan ng mga thermistors, na na-fueled ng patuloy na pagsulong sa mga materyales sa agham at elektronikong engineering, ay nangangako ng higit na pagsasama at pag-andar sa isang lalong awtomatiko at may kamalayan sa enerhiya.
Madalas na Itinanong [FAQ]
1. Ano ang ginamit ng isang thermistor?
Pangunahing ginagamit ang isang thermistor upang masukat ang temperatura.Ito ay isang uri ng risistor na ang paglaban ay nagbabago nang malaki at mahuhulaan sa mga pagbabago sa temperatura.Ang ari -arian na ito ay ginagawang perpekto para sa sensing ng temperatura at kontrol sa mga aparato tulad ng mga thermostat, sensor ng automotiko, at kagamitan sa sambahayan.
2. Ano ang Prinsipyo ng Paggawa ng Thermistor?
Ang isang thermistor ay gumagana sa prinsipyo na ang mga de -koryenteng paglaban nito ay nagbabago sa temperatura.Ang pagbabagong ito ay dahil sa mga katangian ng materyal na semiconductor kung saan ginawa ang thermistor.Kapag tumataas ang temperatura, bumababa ang paglaban ng isang negatibong temperatura ng koepisyent ng temperatura (NTC), at para sa isang positibong thermistor ng koepisyent ng temperatura (PTC), ang pagtaas ng paglaban.
3. Tumataas ba ang thermistor na may temperatura?
Kung ang paglaban ng thermistor ay tumataas o bumababa sa temperatura ay nakasalalay sa uri nito.Para sa isang thermistor ng NTC, bumababa ang paglaban habang tumataas ang temperatura.Sa kabaligtaran, para sa isang thermistor ng PTC, ang pagtaas ng paglaban habang tumataas ang temperatura.
4. Paano sinusukat ng isang thermistor ang paglaban?
Upang masukat ang paglaban gamit ang isang thermistor, maaari mo itong ikonekta sa isang simpleng circuit kabilang ang isang mapagkukunan ng kuryente, at sukatin ang boltahe sa buong thermistor.Gamit ang batas ng OHM (V = IR), kung saan ang V ay boltahe, ako ay kasalukuyang, at ang R ay pagtutol, maaari mong kalkulahin ang paglaban ng thermistor mula sa boltahe at kasalukuyang mga halaga.
5. Paano gumamit ng isang thermistor upang masukat ang temperatura?
Upang gumamit ng isang thermistor para sa pagsukat ng temperatura, isama ito sa isang boltahe na divider circuit na konektado sa isang mapagkukunan ng kuryente.Ang boltahe sa buong thermistor ay pagkatapos ay sinusukat.Ang boltahe na ito ay nauugnay sa paglaban ng thermistor, na nagbabago sa temperatura.Sa pamamagitan ng pag -calibrate ng mga pagbabasa ng boltahe laban sa mga kilalang temperatura, maaari kang lumikha ng isang profile na nagbibigay -daan sa iyo upang mai -convert ang mga pagsukat sa boltahe sa hinaharap nang direkta sa pagbabasa ng temperatura.