თერმისტორი არის მოწყობილობა, რომელიც შექმნილია ტემპერატურის გასაზომად და შედგება ნახევარგამტარული მასალისგან, რომელიც მნიშვნელოვნად ცვლის მის წინააღმდეგობას ტემპერატურის მცირე ცვლილებით. ზოგადად, თერმისტორებს აქვთ უარყოფითი ტემპერატურული კოეფიციენტები, რაც ნიშნავს რომ მათი წინააღმდეგობა მცირდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად.
თერმისტორის ზოგადი მახასიათებელი
სიტყვა "თერმისტორი" მოკლეა მისი სრული ტერმინისთვის: თერმულად მგრძნობიარე რეზისტორი. ეს მოწყობილობა ზუსტი და ადვილად გამოსაყენებელი სენსორია ნებისმიერი ტემპერატურის ცვლილებისთვის. ზოგადად, არსებობს ორი სახის თერმისტორები: უარყოფითი ტემპერატურის კოეფიციენტი და დადებითი ტემპერატურის კოეფიციენტი. ყველაზე ხშირად, პირველი ტიპი გამოიყენება ტემპერატურის გასაზომად.
თერმისტორის აღნიშვნა ელექტრო წრეში ნაჩვენებია ფოტოზე.
თერმისტორების მასალაა ლითონის ოქსიდები ნახევარგამტარული თვისებებით. წარმოების დროს ამ მოწყობილობებს ეძლევათ შემდეგი ფორმა:
- დისკი;
- წელი;
- სფერული მარგალიტივით.
თერმისტორი დაფუძნებულია ძლიერის პრინციპზეწინააღმდეგობის ცვლილება ტემპერატურის მცირე ცვლილებით. ამავდროულად წრეში მოცემული დენის სიმძლავრის და მუდმივი ტემპერატურის დროს მუდმივი ძაბვა შენარჩუნებულია.
მოწყობილობის გამოსაყენებლად ის უერთდება ელექტრულ წრეს, მაგალითად, უიტსტოუნის ხიდს და იზომება მოწყობილობაზე არსებული დენი და ძაბვა. Ohm-ის მარტივი კანონის მიხედვით R=U/I განსაზღვრავს წინააღმდეგობას. შემდეგ ისინი უყურებენ ტემპერატურაზე წინააღმდეგობის დამოკიდებულების მრუდს, რომლის მიხედვითაც შესაძლებელია ზუსტად იმის თქმა, თუ რა ტემპერატურას შეესაბამება მიღებული წინააღმდეგობა. როდესაც ტემპერატურა იცვლება, წინააღმდეგობის სიდიდე მკვეთრად იცვლება, რაც შესაძლებელს ხდის ტემპერატურის მაღალი სიზუსტით განსაზღვრას.
თერმისტორის მასალა
თერმისტორების აბსოლუტური უმრავლესობის მასალა არის ნახევარგამტარული კერამიკა. მისი დამზადების პროცესი შედგება ნიტრიდებისა და ლითონის ოქსიდების ფხვნილების აგლომერაციისას მაღალ ტემპერატურაზე. შედეგი არის მასალა, რომლის ოქსიდის შემადგენლობას აქვს ზოგადი ფორმულა (AB)3O4 ან (ABC)3O4, სადაც A, B, C მეტალის ქიმიური ელემენტებია. ყველაზე ხშირად გამოიყენება მანგანუმი და ნიკელი.
თუ მოსალოდნელია, რომ თერმისტორი იმუშავებს 250 °C-ზე ნაკლებ ტემპერატურაზე, მაშინ მაგნიუმი, კობალტი და ნიკელი შედის კერამიკულ შემადგენლობაში. ამ შემადგენლობის კერამიკა აჩვენებს ფიზიკური თვისებების სტაბილურობას მითითებულ ტემპერატურულ დიაპაზონში.
თერმისტორების მნიშვნელოვანი მახასიათებელია მათი სპეციფიური გამტარობა (რეზისტენტობის ურთიერთმიმართება). გამტარობა კონტროლდება მცირე ზომის დამატებითლითიუმის და ნატრიუმის კონცენტრაცია.
ინსტრუმენტების წარმოების პროცესი
სფერული თერმისტორები მზადდება ორ პლატინის მავთულზე დაყენებით მაღალ ტემპერატურაზე (1100°C). შემდეგ მავთული იჭრება თერმისტორის კონტაქტების ფორმირებისთვის. დალუქვისთვის სფერულ ინსტრუმენტზე გამოიყენება შუშის საფარი.
დისკის თერმისტორების შემთხვევაში, კონტაქტების დამყარების პროცესია მათზე პლატინის, პალადიუმის და ვერცხლის ლითონის შენადნობის დეპონირება და შემდეგ მისი შედუღება თერმისტორის საფარზე.
სხვაობა პლატინის დეტექტორებისგან
გარდა ნახევარგამტარული თერმისტორებისა, არსებობს სხვა ტიპის ტემპერატურის დეტექტორები, რომელთა სამუშაო მასალაა პლატინა. ეს დეტექტორები ცვლის მათ წინააღმდეგობას, როდესაც ტემპერატურა იცვლება ხაზოვანი გზით. თერმისტორებისთვის ფიზიკური სიდიდეების ამ დამოკიდებულებას სრულიად განსხვავებული ხასიათი აქვს.
თერმისტორების უპირატესობები პლატინის ანალოგიებთან შედარებით შემდეგია:
- მაღალი წინააღმდეგობის მგრძნობელობა ტემპერატურის ცვლილებების მიმართ მთელ სამუშაო დიაპაზონში.
- ინსტრუმენტების სტაბილურობის მაღალი დონე და წაკითხვის განმეორებადობა.
- მცირე ზომის, ტემპერატურის ცვლილებებზე სწრაფად რეაგირებისთვის.
თერმისტორის წინააღმდეგობა
ეს ფიზიკური რაოდენობა მცირდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად და მნიშვნელოვანია გავითვალისწინოთ სამუშაო ტემპერატურის დიაპაზონი.ტემპერატურის შეზღუდვისთვის -55 °C-დან +70 °C-მდე გამოიყენება თერმისტორები წინააღმდეგობის 2200-10000 ohms. უფრო მაღალი ტემპერატურისთვის გამოიყენეთ მოწყობილობები 10 kOhm-ზე მეტი წინააღმდეგობის მქონე.
პლატინის დეტექტორებისა და თერმოწყვილებისგან განსხვავებით, თერმისტორებს არ აქვთ სპეციფიკური სტანდარტები წინააღმდეგობის მიმართ ტემპერატურის მრუდების მიმართ და არსებობს წინააღმდეგობის მრუდების ფართო არჩევანი. ეს იმიტომ ხდება, რომ თითოეულ თერმისტორულ მასალას, ტემპერატურის სენსორის მსგავსად, აქვს საკუთარი წინააღმდეგობის მრუდი.
სტაბილურობა და სიზუსტე
ეს ინსტრუმენტები ქიმიურად სტაბილურია და დროთა განმავლობაში არ იშლება. თერმისტორის სენსორები ტემპერატურის საზომი ყველაზე ზუსტი ინსტრუმენტებია. მათი გაზომვების სიზუსტე მთელ საოპერაციო დიაპაზონში არის 0,1 - 0,2 °C. გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ მოწყობილობების უმეტესობა მუშაობს ტემპერატურის დიაპაზონში 0 °C-დან 100 °C-მდე.
თერმისტორების ძირითადი პარამეტრები
შემდეგი ფიზიკური პარამეტრები ძირითადია თითოეული ტიპის თერმისტორისთვის (მოცემულია სახელების გაშიფვრა ინგლისურად):
- R25 - მოწყობილობის წინააღმდეგობა Ohms-ში ოთახის ტემპერატურაზე (25 °С). ამ თერმისტორის მახასიათებლის შემოწმება მარტივია მულტიმეტრის გამოყენებით.
- R25-ის ტოლერანტობა - მოწყობილობაზე წინააღმდეგობის გადახრის ტოლერანტობის მნიშვნელობა მისი დაყენებული მნიშვნელობიდან 25 °С ტემპერატურაზე. როგორც წესი, ეს მნიშვნელობა არ აღემატება R25-ის 20%-ს..
- მაქს. მდგრადი მდგომარეობა - მაქსიმალურიდენის მნიშვნელობა ამპერებში, რომელსაც შეუძლია მოწყობილობის მეშვეობით დიდი ხნის განმავლობაში გადინება. ამ მნიშვნელობის გადაჭარბება ემუქრება წინააღმდეგობის სწრაფ ვარდნას და, შედეგად, თერმისტორის უკმარისობას.
- დაახ. მაქს. დენი - ეს მნიშვნელობა გვიჩვენებს წინააღმდეგობის მნიშვნელობას Ohms-ში, რომელსაც მოწყობილობა იძენს, როდესაც მასში მაქსიმალური დენი გადის. ეს მნიშვნელობა უნდა იყოს 1-2 რიგით სიდიდის ნაკლები ვიდრე თერმისტორის წინააღმდეგობა ოთახის ტემპერატურაზე.
- გაშლა. კოფ. - კოეფიციენტი, რომელიც აჩვენებს მოწყობილობის ტემპერატურის მგრძნობელობას მის მიერ შთანთქმული სიმძლავრის მიმართ. ეს ფაქტორი მიუთითებს იმ სიმძლავრის რაოდენობას mW-ში, რომელიც თერმისტორს სჭირდება 1 °C-ით გაზრდის მიზნით. ეს მნიშვნელობა მნიშვნელოვანია, რადგან ის გვიჩვენებს, თუ რამდენი ენერგია გჭირდებათ მოწყობილობის მუშაობის ტემპერატურამდე გასათბობად.
- თერმული დროის მუდმივი. თუ თერმისტორი გამოიყენება როგორც შემომავალი დენის შემზღუდავი, მნიშვნელოვანია იცოდეთ რამდენი დრო დასჭირდება გაციებას დენის გამორთვის შემდეგ, რათა მზად იყოთ მისი ხელახლა ჩართვისთვის. იმის გამო, რომ თერმისტორის ტემპერატურა გამორთვის შემდეგ მცირდება ექსპონენციალური კანონის მიხედვით, შემოღებულია კონცეფცია "თერმული დროის მუდმივი" - დრო, რომლის დროსაც მოწყობილობის ტემპერატურა მცირდება 63.2% -ით, ოპერაციულ ტემპერატურას შორის. მოწყობილობა და გარემოს ტემპერატურა.
- მაქს. დატვირთვის ტევადობა ΜF - ტევადობის ოდენობა მიკროფარადებში, რომელიც შეიძლება განთავისუფლდეს ამ მოწყობილობის მეშვეობით მისი დაზიანების გარეშე. ეს მნიშვნელობა მითითებულია კონკრეტული ძაბვისთვის,მაგ. 220 V.
როგორ შევამოწმოთ თერმისტორი მუშაობისთვის?
თერმისტორის უხეშად შესამოწმებლად მისი მომსახურეობისთვის, შეგიძლიათ გამოიყენოთ მულტიმეტრი და ჩვეულებრივი შედუღების უთო.
პირველ რიგში, ჩართეთ წინააღმდეგობის გაზომვის რეჟიმი მულტიმეტრზე და შეაერთეთ თერმისტორის გამომავალი კონტაქტები მულტიმეტრის ტერმინალებთან. ამ შემთხვევაში პოლარობას მნიშვნელობა არ აქვს. მულტიმეტრი აჩვენებს გარკვეულ წინააღმდეგობას ომებში, ის უნდა ჩაიწეროს.
მაშინ უნდა შეაერთოთ შედუღების უთო და მიიტანოთ იგი თერმისტორის ერთ-ერთ გამოსავალზე. ფრთხილად იყავით, რომ არ დაწვათ მოწყობილობა. ამ პროცესის დროს, თქვენ უნდა დააკვირდეთ მულტიმეტრის ჩვენებებს, მან უნდა აჩვენოს შეუფერხებლად კლებადი წინააღმდეგობა, რომელიც სწრაფად დადგება გარკვეულ მინიმალურ მნიშვნელობამდე. მინიმალური მნიშვნელობა დამოკიდებულია თერმისტორის ტიპზე და შედუღების რკინის ტემპერატურაზე, ჩვეულებრივ, ეს რამდენჯერმე ნაკლებია, ვიდრე დასაწყისში გაზომილი მნიშვნელობა. ამ შემთხვევაში, შეგიძლიათ დარწმუნებული იყოთ, რომ თერმისტორი მუშაობს.
თუ მულტიმეტრზე წინაღობა არ შეცვლილა ან პირიქით, მკვეთრად დაეცა, მაშინ მოწყობილობა გამოუსადეგარია.
გაითვალისწინეთ, რომ ეს შემოწმება უხეშია. მოწყობილობის ზუსტი ტესტირებისთვის აუცილებელია გაზომოთ ორი ინდიკატორი: მისი ტემპერატურა და შესაბამისი წინააღმდეგობა, შემდეგ კი შეადაროთ ეს მნიშვნელობები მწარმოებლის მიერ მითითებულ მნიშვნელობებს.
აპლიკაციები
თერმისტორები გამოიყენება ელექტრონიკის ყველა სფეროში, სადაც მნიშვნელოვანია ტემპერატურის პირობების მონიტორინგი. ეს სფეროები მოიცავსკომპიუტერები, მაღალი სიზუსტის აღჭურვილობა სამრეწველო დანადგარებისთვის და მოწყობილობები სხვადასხვა მონაცემების გადაცემისთვის. ამრიგად, 3D პრინტერის თერმისტორი გამოიყენება როგორც სენსორი, რომელიც აკონტროლებს გათბობის საწოლის ან საბეჭდი თავის ტემპერატურას.
თერმისტორის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული გამოყენება არის შემოსვლის დენის შეზღუდვა, მაგალითად, კომპიუტერის ჩართვისას. ფაქტია, რომ დენის ჩართვის მომენტში, საწყისი კონდენსატორი, რომელსაც აქვს დიდი სიმძლავრე, გამორთულია, რაც ქმნის უზარმაზარ დენს მთელ წრეში. ამ დენს შეუძლია მთელი ჩიპის დაწვა, ამიტომ წრეში შედის თერმისტორი.
ამ მოწყობილობას ჩართვის დროს ჰქონდა ოთახის ტემპერატურა და უზარმაზარი წინააღმდეგობა. ასეთ წინააღმდეგობას შეუძლია ეფექტურად შეამციროს დენის ტალღა დაწყების დროს. გარდა ამისა, მოწყობილობა თბება მასში გამავალი დენის და სითბოს გამოყოფის გამო და მისი წინააღმდეგობა მკვეთრად მცირდება. თერმისტორის კალიბრაცია ისეთია, რომ კომპიუტერის ჩიპის ოპერაციული ტემპერატურა იწვევს თერმისტორის წინააღმდეგობას პრაქტიკულად ნულამდე და მასზე ძაბვის ვარდნა არ ხდება. კომპიუტერის გამორთვის შემდეგ თერმისტორი სწრაფად კლებულობს და აღადგენს წინააღმდეგობას.
ასე რომ, თერმისტორის გამოყენება შემოსვლის დენის შესაზღუდად არის ეკონომიური და საკმაოდ მარტივი.
თერმისტორების მაგალითები
ამჟამად გაყიდვაშია პროდუქციის ფართო ასორტიმენტი, აქ არის ზოგიერთი მათგანის მახასიათებლები და გამოყენების სფერო:
- თერმისტორი B57045-K თხილის შესაკრავით, აქვს ნომინალური წინააღმდეგობა 1kOhm ტოლერანტობით 10%. გამოიყენება როგორც ტემპერატურის საზომი სენსორი სამომხმარებლო და საავტომობილო ელექტრონიკაში.
- B57153-S დისკის ინსტრუმენტს აქვს მაქსიმალური დენის რეიტინგი 1.8 A 15 ohms-ზე ოთახის ტემპერატურაზე. გამოიყენება როგორც შემომავალი დენის შემზღუდველი.
