آشنایی با مقاومت‌های ntc و ptc یا ترمیستور

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز، ترمیستور یا TDR به نوعی از مقاومت‌ها گفته می‌شود که با تغییرات دما، مقدار مقاومتشان دست خوش تغییر می‌شود. در واقع این نوع از مقاومت ها، در زیر مجموعه مقاومت‌های وابسته به دما (یعنی دمای مرجع که برابر با ۲۵ درجه سانتی گراد است) قرار می‌گیرند. لازم به ذکر است که ترمیستور ها، مانند سایر مقاومت‌های معمولی برحسب اهم سنجیده می‌شوند.

جنس ترمیستور‌ها از نیمه هادی‌های متال اکسید (مانند فریک اکساید، نیکل اکساید) بوده و در دسته قطعات الکترونیکی Passive و غیر قطبی طبقه بندی می‌شوند و در حالت عادی برای راه اندازی نیازی به منبع تغذیه مستقل ندارد.

محدوده اندازه گیری ترمیستور‌ها معمولا از ۷۰- تا ۱۵۰ درجه بوده و حداکثر تا ۳۱۶ درجه سانتی گراد می‌باشد و به طور معمول در دمای اتاق (۲۵ درجه سانتی گراد) دارای مقاومتی در محدوده ۱۰۰ اهم تا ۱۰۰ کیلو اهم هستند.
انواع ترمیستور‌ها

الف-ترمیستور نوع NTC:

NTC مخفف عبارت Negative Temperature Coefficient به معنی ضریب حرارتی منفی می‌باشد. در این حالت مقدار مقاومت با افزایش دما کاهش می‌یابد.

ترمیستور با ضریب حرارتی منفی (NTC)
‌
می‌توان شکل فوق را با مقداری تقریب معادل یک تابع نمایی ریاضی () در نظر گرفت. همانطور که در شکل بالا دیده می‌شود، مقدار مقاومت این ترمیستور در بازه ۰ تا ۲۰ درجه سانتی گراد دارای رفتاری خطی می‌باشد و با افزایش دما به مقدار بیشتر، شروع به غیر خطی شدن می‌کند.

ترمیستور‌های نوع NTC دارای حالت استاندار‌های مختلف نمایش مداری هستند.

استاندار‌های مختلف مداری برای نمایش مقاومت با ضریب حرارتی منفی NTC

ب-ترمیستور نوع PTC:
PTC مخفف عبارت Positive Temperature Coefficient به معنی ضریب حرارتی مثبت می‌باشد. در این نوع ترمیستور، مقدار مقاومت با افزایش دما افزایش می‌یابد.

ترمیستور با ضریب حرارتی مثبت (PTC)
‌
می‌توان شکل فوق را با مقداری تقریب معادل یک تابع نمایی ریاضی () در نظر گرفت.

مواد سازنده ترمیستور‌های نوع PTC دارای تنوع بسیاری هستند، می‌توان گفت که فلزات اساساً عناصری PTC هستند. پلاتین متداول‌ترین فلزی است که برای ساخت PTC‌ها استفاده می‌شود، مس هر چند مشخصه‌ای نسبتاً خطی دارد، اما بازه‌ی اندازه‌گیری آن مقداری کوچک‌تر از پلاتین است و در ضمن مقاومت مخصوص کم تری دارد. شیب مشخصه‌ی نیکل بیشتر از پلاتین است، اما مشخصه‌ی آن برای دما‌های بیش از ۴۰۰ درجه سانتی گراد به شدت غیر خطی می‌باشد.
نحوه کارکرد

به طور ایده آل عملکرد یک سنسور حرارتی، خطی در نظر گرفته می‌شود؛ در حالی که در یک نگاه کلی ترمیستور از این قاعده پیروی نمی‌کند. این بدین معنیست که برای استفاده از این مقاومت‌ها در مدار، خصوصاً مدار‌های متصل به میکروکنترلر از یک مدار تقسیم ولتاژ استفاده می‌شود.

یکی از دلایل مهم این کار، غیر خطی بودن رفتار این نوع از مقاومت‌های حرارتی است همانطور که می‌دانید غیر خطی بودن به معنای وجود کارکرد متفاومت آنی یک قطعه الکترونیکی بعد از گذشتن از حد خطی می‌باشد.

مزایا و معایب

مزایا:

اندازه کوچک
پاسخ سریع
حساسیت بالا

معایب:

غیر خطی بودن
کار در رنج دمایی کمتر از سایر RTD‌ها
نویز پذیری
کالیبره نبودن

کاربرد

مانیتورینگ دما در سیستم‌های هواشناسی، لباس شویی، ظرف شویی، توستر ها، پرینتر‌های ۳ بعدی.
در گوشی‌های هوشمند وظیفه NTC در موبایل اعلام گزارش حرارتی باطری به گوشی است. به هنگام شارژ اگر دمای باطری از حد مجاز بیشتر شود با کم شدن مقدار NTC گوشی بلافاصله فرمان توقف عملیات شارژ را صادر می‌کند.

 

منبع: roboticngo.com