Nhiệt điện trở là một phần tử cảm biến nhiệt độ bao gồm vật liệu bán dẫn thiêu kết có điện trở thay đổi lớn tương ứng với một thay đổi nhỏ của nhiệt độ. Một nhiệt điện trở có thể hoạt động trong một phạm vi nhiệt độ rộng và cung cấp giá trị nhiệt độ bằng sự thay đổi điện trở của nó, được hình thành bởi hai từ: Nhiệt và điện trở. Hệ số nhiệt độ dương (PTC) và hệ số nhiệt độ âm (NTC) là hai loại nhiệt điện trở chính được sử dụng cho ứng dụng cảm biến nhiệt độ.
Các loại nhiệt điện trở
Nhiệt điện trở dễ sử dụng, rẻ tiền, chắc chắn và phản ứng dự đoán trước sự thay đổi của nhiệt độ. Thermistors chủ yếu được sử dụng trong nhiệt kế kỹ thuật số và các thiết bị gia dụng, chẳng hạn như lò nướng và tủ lạnh, v.v. Tính ổn định, độ nhạy và không đổi thời gian là các đặc tính chung của nhiệt điện trở làm cho các nhiệt điện trở này bền, di động, tiết kiệm chi phí, độ nhạy cao và tốt nhất để đo nhiệt độ đơn điểm.
Nhiệt điện trở có hai loại:
- Hệ số nhiệt độ dương (PTC) Thermistor
- Hệ số nhiệt độ âm (NTC) Thermistor
Nhiệt điện trở PTC
Nhiệt điện trở PTC là điện trở có hệ số nhiệt độ dương, trong đó điện trở tăng tỷ lệ với nhiệt độ. Các nhiệt điện trở này được phân biệt thành hai nhóm dựa trên cấu trúc của chúng và quy trình sản xuất. Nhóm đầu tiên của nhiệt điện trở bao gồm các silistor sử dụng silicon làm vật liệu bán dẫn. Các nhiệt điện trở này có thể được sử dụng làm cảm biến nhiệt độ PTC do đặc tính tuyến tính của chúng.
Nhiệt điện trở PTC
Nhiệt điện trở loại chuyển mạch là nhóm thứ hai của nhiệt điện trở PTC được sử dụng trong lò sưởi, và các nhiệt điện trở polyme cũng thuộc nhóm này được tạo thành từ nhựa và thường được sử dụng làm cầu chì có thể đặt lại.
Các loại nhiệt điện trở PTC
Nhiệt điện trở PTC được phân loại dựa trên mức nhiệt độ mà chúng đo được. Các loại này phụ thuộc vào những điều sau:
- Thành phần : Đây là các loại nhiệt điện trở dạng đĩa, tấm và hình trụ.
- Chì, loại nhúng: Các nhiệt điện trở này có hai loại, viz. sơn và không sơn. Chúng có lớp phủ nhiệt độ cao để bảo vệ cơ học, ổn định môi trường và cách điện.
- Loại trường hợp: Đây có thể là hộp nhựa hoặc gốm được sử dụng dựa trên yêu cầu ứng dụng.
- Loại lắp ráp : Đây là sản phẩm đơn vị do cấu tạo và hình dạng của nó.
Đặc điểm tiêu biểu của nhiệt điện trở PTC
Các đặc điểm sau của nhiệt điện trở cho thấy mối quan hệ giữa các thông số khác nhau như nhiệt độ, điện trở, dòng điện, điện áp và thời gian.
1. Nhiệt độ Vs Kháng
Trong hình dưới đây, chúng ta có thể quan sát điện trở thay đổi nhanh như thế nào theo nhiệt độ, tức là điện trở tăng đột ngột với nhiệt độ ít thay đổi. PTC thể hiện hệ số nhiệt độ âm hơn một chút so với mức tăng nhiệt độ bình thường, nhưng ở nhiệt độ cao hơn và điểm Curie, có sự thay đổi điện trở rõ rệt.
Sự phụ thuộc nhiệt độ của điện trở
2. Đặc điểm dòng điện
Đặc tính này cho thấy mối quan hệ giữa điện áp và dòng điện ở trạng thái cân bằng nhiệt, như thể hiện trong hình. Khi điện áp tăng từ 0, dòng điện và nhiệt độ cũng tăng cho đến khi điện trở nhiệt đạt đến điểm chuyển mạch. Việc tăng điện áp hơn nữa dẫn đến giảm dòng điện trên một khu vực công suất không đổi.
Đặc điểm dòng điện
3. Đặc điểm thời gian Vs hiện tại
Điều này cho biết độ tin cậy cần thiết cho các công tắc trạng thái rắn trong việc sưởi ấm và bảo vệ khỏi các ứng dụng dòng điện cao. Khi đặt nhiều hơn điện áp nhất định vào một điện trở nhiệt PTC, một lượng lớn dòng điện chạy ngay lập tức do điện trở thấp.
Đặc điểm thời gian hiện tại
Các ứng dụng của nhiệt điện trở PTC
1. Thời gian trễ: Thời gian trễ trong mạch cung cấp thời gian cần thiết để nhiệt điện trở PTC đủ nhiệt để chuyển từ trạng thái có điện trở thấp sang trạng thái có điện trở cao. Thời gian trễ phụ thuộc vào kích thước, nhiệt độ và điện áp mà nó được kết nối cũng như với mạch điện được sử dụng. Các ứng dụng này bao gồm rơle chuyển mạch trễ, bộ hẹn giờ, quạt điện, v.v.
hai. Động cơ khởi động : Một số động cơ điện s có cuộn dây khởi động chỉ cần được cấp điện khi động cơ khởi động. Khi bật mạch, điện trở nhiệt PTC có ít điện trở hơn, cho phép dòng điện đi qua cuộn dây khởi động. Khi động cơ khởi động, điện trở nhiệt Hệ số nhiệt độ dương nóng lên và - tại một thời điểm, chuyển sang trạng thái điện trở cao, và sau đó nó ngắt cuộn dây đó khỏi nguồn điện lưới. Thời gian cần thiết để điều này xảy ra dựa trên yêu cầu khởi động động cơ.
3. Máy sưởi tự điều chỉnh: Nếu có một dòng điện đi qua một nhiệt điện trở hệ số nhiệt độ dương chuyển mạch, thì nó sẽ ổn định ở một nhiệt độ nhất định. Có nghĩa là nếu nhiệt độ giảm, tỷ lệ với điện trở, cho phép dòng điện chạy qua nhiều hơn, thì thiết bị sẽ bị nóng lên. Nếu nhiệt độ tăng đến mức giới hạn dòng điện đi qua thiết bị, thiết bị sẽ bị nguội.
Các điện trở nhiệt PTC được sử dụng làm bộ hẹn giờ trong mạch cuộn khử khí của màn hình CRT. Mạch khử khí bằng nhiệt điện trở PTC đơn giản, đáng tin cậy và không tốn kém.
NTC Thermistor
Một nhiệt điện trở có hệ số nhiệt độ âm có nghĩa là điện trở giảm khi nhiệt độ tăng. Các nhiệt điện trở này được làm từ một chip đúc của vật liệu bán dẫn chẳng hạn như một oxit kim loại thiêu kết.
NTC Thermistor
Các oxit được sử dụng phổ biến nhất cho các nhiệt điện trở này là mangan, niken, coban, sắt, đồng và titan. Các nhiệt điện trở này được phân thành hai nhóm tùy thuộc vào phương pháp mà các điện cực được gắn vào thân gốm. Họ đang:
- Nhiệt điện trở loại hạt
- Tiếp điểm bề mặt kim loại hóa
Nhiệt điện trở loại hạt được làm bằng hợp kim bạch kim và dây dẫn được thiêu kết trực tiếp vào thân gốm. Nhiệt điện trở dạng hạt mang lại độ ổn định cao, thời gian phản hồi nhanh và hoạt động ở nhiệt độ cao. Các nhiệt điện trở này có sẵn với kích thước nhỏ và thể hiện hằng số tiêu tán tương đối thấp. Các nhiệt điện trở này thường đạt được bằng cách kết nối chúng trong các mạch nối tiếp hoặc song song. Nhiệt điện trở loại hạt bao gồm các loại sau:
- Hạt trần
- Hạt tráng thủy tinh
- Hạt chắc chắn
- Hạt thủy tinh thu nhỏ
- Đầu dò thủy tinh
- Que thủy tinh
- Hạt trong Vỏ kính
Nhóm thứ hai của nhiệt điện trở có các tiếp điểm bề mặt được kim loại hóa được tạo sẵn với các dây dẫn hướng tâm hoặc dọc trục cũng như không có dây dẫn để lắp - bằng các tiếp điểm lò xo. Nhiều lớp phủ có sẵn cho các nhiệt điện trở này. Phần tiếp xúc bề mặt được kim loại hóa có thể được sơn, phun hoặc nhúng theo yêu cầu và phần tiếp xúc được cố định vào thân gốm. Các nhiệt điện trở này bao gồm các loại sau:
- Đĩa
- Khoai tây chiên
- Giá đỡ bề mặt
- Vảy
- Que
- Vòng đệm
Đặc điểm tiêu biểu của NTC Thermistor
Có ba đặc tính điện được tính đến cho tất cả các ứng dụng mà nhiệt điện trở NTC được sử dụng.
- Đặc tính điện trở-nhiệt độ
- Đặc tính thời gian hiện tại
- Đặc tính điện áp-hiện tại
1. Đặc điểm nhiệt độ kháng
Nhiệt điện trở NTC thể hiện các đặc tính nhiệt độ âm khi điện trở tăng khi nhiệt độ giảm nhẹ, như trong hình.
Đặc tính nhiệt độ kháng
2. Đặc điểm thời gian hiện tại
Tốc độ thay đổi của dòng điện thấp do điện trở nhiệt cao. Cuối cùng, khi thiết bị đạt đến điều kiện cân bằng, tốc độ thay đổi dòng điện sẽ giảm khi nó đạt đến giá trị cuối cùng của thời gian được hiển thị bên dưới, trong hình.
Đặc điểm thời gian hiện tại
3. Đặc tính điện áp-hiện tại
Khi một nhiệt điện trở tự đốt nóng đạt đến điều kiện cân bằng, tốc độ mất nhiệt từ thiết bị bằng công suất cung cấp. Trong hình dưới đây, chúng ta có thể quan sát mối quan hệ của hai thông số này, trong đó, chúng ta có thể quan sát thấy sự giảm điện áp ở dòng điện 0,01 MA và một lần nữa điện áp tăng ở dòng điện đỉnh là 1,0 MA, và sau đó giảm ở giá trị dòng điện 100 MA.
Đặc tính điện áp-hiện tại
Các ứng dụng của NTC Thermistor
1. Bảo vệ đột biến: Khi một điện trở nhiệt NTC được bật, nó sẽ hấp thụ dòng điện tăng vọt qua thiết bị và bảo vệ nó bằng cách thay đổi điện trở của nó.
2. Kiểm soát và báo động nhiệt độ: Nhiệt điện trở NTC có thể được sử dụng như một hệ thống kiểm soát nhiệt độ hoặc hệ thống báo động nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng và điện trở của nhiệt điện trở giảm - dòng điện trở nên cao và đưa ra cảnh báo hoặc bật hệ thống sưởi.
Đây là hai loại nhiệt điện trở chính được sử dụng cho các ứng dụng cảm biến nhiệt độ khác nhau. Hy vọng rằng các đặc điểm và ứng dụng của nhiệt điện trở, ngoài các loại, có thể giúp bạn hiểu rõ hơn và bổ ích hơn về chủ đề hoặc các dự án điện và điện tử. Vui lòng viết đề xuất và nhận xét của bạn trong phần bình luận dưới đây.
Tín ảnh:
Thermistor loại bằng người sử dụng
PTC Thermistor của paumanokgroup
Sự phụ thuộc nhiệt độ của điện trở bằng epcos
Đặc điểm thời gian hiện tại của mật
NTC Thermistor của diytrade
Đặc điểm thời gian hiện tại của amwei
Điện áp Đặc tính hiện tại: bởi cantherm
