Un dos tipos máis comúns de sensores de temperatura do mercado é o termistor, unha versión abreviada de "resistencia térmica sensible". Os termistores son sensores de baixo custo que son moi robustos e robustos. O termistor é o sensor de temperatura de elección para aplicacións que requiren alta sensibilidade e boa precisión. Os termistores están limitados a unhas pequenas aplicacións de rango de temperatura operativa debido á súa resposta non lineal á temperatura.
Construción
Os termistores son dous compoñentes de fíos fabricados con óxidos de metal sinterizados que están dispoñibles en varios tipos de paquetes para soportar diversas aplicacións. O paquete de termistor máis común é un pequeno cordón de vidro cun diámetro de 0,5 a 5 mm con dous fíos. Os termistores tamén están dispoñibles en paquetes de montaxe de superficie, discos e incrustados en sondas de metal tubular. Os termístores de esfera de vidro son bastante robustos e robustos, o modo de fallo máis común é o dano aos dous cables de chumbo. Non obstante, para as aplicacións que requiren un maior grao de rugosidade, os termístores de estilo da sonda do tubo de metal proporcionan maior protección.
Beneficios
Os termistores teñen varias vantaxes, incluíndo precisión, sensibilidade, estabilidade, tempo de resposta rápida, electrónica simple e baixo custo. O circuíto para a interface cun termistor pode ser tan simple como unha resistencia de extracción e medir a tensión a través do termistor. Non obstante, a resposta de termistores á temperatura é moi non lineal e adoitan estar atentos a un pequeno rango de temperatura que limita a súa precisión á pequena fiestra a menos que se utilicen circuítos de linealización ou outras técnicas de compensación. A resposta non lineal fai que os termistores sexan moi sensibles aos cambios de temperatura. Ademais, o pequeno tamaño e masa dun termistor dálles unha pequena masa térmica que permite que un termistor responda rapidamente a un cambio de temperatura.
Comportamento
Os termistores están dispoñibles con un coeficiente de temperatura negativo ou positivo (NTC ou PTC). Un termistor con temperatura negativa coeficiente tórnase menos resistivo a medida que a temperatura aumenta mentres que un termistor cunha temperatura positiva coeficiente aumenta de resistencia a medida que a temperatura aumenta. Os termístores PTC adoitan empregarse en series con compoñentes nos que as pugas actuais poden causar danos. Como compoñentes resistivos, cando a corrente pasa por eles, os termistores producen calor provocando un cambio de resistencia. Dado que os termistores requiren unha fonte de corrente ou unha fonte de tensión para o traballo, o cambio de resistencia inducido por auto-calefacción é unha realidade inevitable con termistores. Na maioría dos casos, os efectos de auto-calefacción son mínimos e só é necesario unha compensación cando se requira alta precisión.
Modos operativos
Os termistores son utilizados en dous modos operativos máis aló do tipo de operación resistente vs temperatura. O modo tensión-vs-actual usa o termistor nunha condición de auto-calefacción e estado estacionario. Este modo úsase a miúdo para medidores de caudal onde un cambio no fluxo dun fluído a través do termistor provocará un cambio de potencia disipado polo termistor, a súa resistencia e a súa corrente ou tensión segundo a súa condución. Un termistor tamén se pode operar no modo actual durante o tempo no que o termistor está sometido a unha corrente. A corrente fará que o termistor se auto-Calefacción, aumentando a resistencia no caso dun termistor NTC e protexendo un circuíto a partir dun espiga de alta tensión. Alternativamente, pódese usar un termistor PTC na mesma aplicación para protexerse das picos de alta intensidade.
Aplicacións
Os termistores dispoñen dun amplo abano de aplicacións, sendo o máis frecuente a detección directa de temperatura ea supresión de sobretensións. As características dos termístores NTC e PTC préstanse a aplicacións que inclúen:
- Indicadores de nivel líquido
- compensación de temperatura
- Medición de fluxo
- Gages de baleiro
- Protección térmica
- Ampifier Gain Control
- Circuítos de atraso de tempo
- Interruptores térmicos
Linealización
Debido á resposta non lineal dos termistores, normalmente requírense circuítos de linealización para proporcionar unha boa precisión nunha variedade de temperaturas. A resposta de resistencia non lineal á temperatura dun termistor está dada pola ecuación de Steinhart-Hart que proporciona unha boa resistencia ao axuste da curva de temperatura. Non obstante, a natureza non lineal resulta en pouca precisión na práctica, a menos que se use a conversión analóxica de alta resolución á dixital. Implementar unha simple linealización de hardware dunha resistencia paralela, serie ou paralela e serie co termistor mellora drásticamente a linealidade dunha resposta de termistores e amplía a temperatura operativa do termistor cun custo de certa precisión. Os valores de resistencia empregados nos circuítos de linealización deben ser escollidos para centrar a xanela de temperatura para a máxima efectividade.