ترمیستور NTC در ترمیستورهای با ضریب حرارتی منفی مقاومت یا NTC با افزایش دمای عملکرد مقدار مقاومت کاهش می‌یابد. به طور کلی، ترمیستورهای NTC رایج‌ترین نوع سنسورهای دما هستند، زیرا تقریباً در هر نوع تجهیزی که دما نقشی در آن دارد قابل استفاده‌اند. رابطه مقاومت الکتریکی در برابر دما (R/T) ترمیستورهای دمای NTC منفی است. پاسخ منفی نسبتاً بزرگ یک ترمیستور NTC به این معنی است که حتی یک تغییر کوچک دمایی می‌تواند تغییرات بزرگی در مقاومت الکتریکی آن ایجاد کند. این ویژگی، ترمیستورها را به گزینه ایده‌آلی برای اندازه‌گیری و کنترل دقیق تبدیل کرده است. گفتیم که ترمیستور یک قطعه الکترونیکی است که مقاومت آن بسیار وابسته به دما است. بنابراین، اگر جریان ثابتی از ترمیستور عبور کند و اختلاف ولتاژ دو سر آن را اندازه‌گیری کنیم، می‌توان مقاومت و دمای آن را تعیین کرد. مقاومت ترمیستورهای NTC با افزایش دما کاهش می‌یابد. این سنسورهای دما در مقاومت‌های پایه و منحنی‌های مختلفی موجود هستند. مشخصه ترمیستورها معمولاً با مقاومت پایه در دمای اتاق (۲۵ درجه سانتی‌گراد) داده می‌شود که یک نقطه مرجع برای آن است. یک مشخصه مهم دیگر ترمیستورها مقدار B است. مقدار B یک ضریب یا ثابتِ ماده است که با ماده سرامیکی تشکیل دهنده ترمیستور تعیین می‌شود و شیب منحنی مقاومتی (R/T) را در یک محدوده دمایی خاص بین دو نقطه توصیف می‌کند. هر ماده، ضریب خاص مربوط به خود را دارد و منحنی مقاومت بر حسب دمای مواد مختلف نیز متفاوت است.

این قسمت از مقاله بدلیل اینکه معادله بود نمیشد داخل ایتا بصورت متن ارسال شود

مثال : یک ترمیستور NTC را با مقدار ۱۰ کیلواهم در نظر بگیرید که مقدار B‌ آن برابر با 3455 بین محدوده دمایی ۲۵ تا 100 درجه سانتی‌گراد است. برای تبدیل مقیاس دما از درجه سانتی‌گراد به کلوین، آن را با عدد 273.15 جمع می‌کنیم. مقدار R1 برابر با مقاومت 10 کیلواهم پایه است. مقدار مقاومت R2 در ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد به صورت بالا محاسبه می‌شود 📌برترین کانال الکترونیک در#ایتا 🔸 @ELEC_PLUS 🛠 📌گروه الکترونیک پلاس + 🔸https://eitaa.com/Elec_plus/3838

خط گذرنده از دو مقدار مقاومت برحسب دما در شکل بالا رسم شده است. توجه کنید که در این مثال ساده، فقط مقادیر مربوط به دو نقطه را به دست آوردیم، اما معمولاً مقاومت ترمیستورها به صورت نمایی نسبت به تغییرات دما تغییر می‌کند و منحنی مشخصه آن‌ها غیرخطی است. در نتیجه، هرچه نقاط دمایی بیشتری را محاسبه کنیم، منحنی دقیق‌تر خواهد بود. 📌برترین کانال الکترونیک در#ایتا 🔸 @ELEC_PLUS 🛠 📌گروه الکترونیک پلاس + 🔸https://eitaa.com/Elec_plus/3838

برای یک ترمیستور NTC با مقدار 10 کیلو اهم میتوان یک منحنی دقیق رسم کرد که مقدار B آن برابر با 3455 است. شکل بالا ، منحنی مشخصه ترمیستور NTC مورد نظر را نشان می‌دهد. همان‌طور که در منحنی بالا می‌بینیم، با افزایش دما، مقاومت ترمیستور کاهش می‌یابد. 📌برترین کانال الکترونیک در#ایتا 🔸 @ELEC_PLUS 🛠 📌گروه الکترونیک پلاس + 🔸https://eitaa.com/Elec_plus/3838

استفاده از ترمیستور برای اندازه‌گیری دما از ترمیستورها می‌توان برای اندازه‌گیری دما نیز استفاده کرد. همان‌طور که می‌دانیم، ترمیستور یک قطعه مقاومتی است و به همین دلیل، طبق قانون اهم، اگر جریانی از آن بگذرد، سبب ایجاد افت ولتاژ خواهد شد. از آن‌جایی که ترمیستور یک سنسور پسیو است، هر گونه تغییر در مقاومت آن در اثر تغییر دما منجر به تغییر ولتاژ می‌شود. ساده‌ترین راه برای استفاده از ترمیستور، به کار بردن آن به عنوان بخشی یک مدار مقسم ولتاژ است. همان‌طور که در شکل بالا می‌بینیم، یک ولتاژ ثابت به مقاومت و ترمیستور سری با آن اعمال شده و ولتاژ خروجی ترمیستور اندازه‌گیری می‌شود. اگر برای مثال از یک ترمیستور ۱۰ کیلواهمی با یک مقاومت سری ۱۰ کیلواهمی استفاده کنیم، آن‌گاه ولتاژ خروجی در دمای پایه ۲۵ درجه سانتی‌گراد برابر با نصف ولتاژ منبع خواهد بود. وقتی مقاومت ترمیستور به دلیل تغییر دما تغییر کند، بخشی از ولتاژ منبع که روی ترمیستور قرار دارد نیز تغییر کرده و ولتاژی را تولید خواهد کرد که متناسب با کسری از مقاومت سری کل بین ترمینال‌های خروجی است. مدار مقسم ولتاژ مثالی از یک مبدل مقاومت به ولتاژ‌ است که در آن، مقاومت ترمیستور با دما تغییر می‌کند و در نتیجه، ولتاژ خروجی تولیدی متناسب با دما خواهد بود. بنابراین، هرچه ترمیستور گرم‌تر شود، ولتاژ کمتر می‌شود. اگر جای مقاومت سری RS را با ترمیستور RTH تعویض کنیم، آن‌گاه ولتاژ خروجی در جهت مخالف تغییر خواهد کرد؛ یعنی اگر ترمیستور داغ‌تر شود، ولتاژ خروجی بیشتر می‌شود. 📌برترین کانال الکترونیک در#ایتا 🔸 @ELEC_PLUS 🛠

می‌توان از ترمیستورهای NTC به عنوان بخشی از یک پیکربندی اندازه‌گیری دمای پایه با استفاده از مدار پل شکل بالا بهره برد. 📌برترین کانال الکترونیک در#ایتا 🔸 @ELEC_PLUS 🛠 📌گروه الکترونیک پلاس + 🔸https://eitaa.com/Elec_plus/3838

رابطه بین R 1 R 1 ​ و R 2 R 2 ​ ولتاژ مرجع V R E F V REF ​ را در مقدار مورد نیاز تنظیم می‌کند. برای مثال، اگر هر دو مقاومت R 1 R 1 ​ و R 2 R 2 ​ مقدار یکسانی داشته باشند، ولتاژ مرجع برابر با نصف ولتاژ منبع تغذیه، یعنی V S / 2 V S ​ /2 خواهد بود. وقتی دما و در نتیجه مقاومت ترمیستور تغییر کند، ولتاژ نیز از مقدار V T H V TH ​ به مقداری بالاتر یا پایین‌تر از V R E F V REF ​ تغییر می‌کند و یک سیگنال خروجی مثبت یا منفی تولید خواهد کرد که به تقویت کننده متصل به آن وارد می‌شود. برای آنکه حساسیت و تقویت کنندگی بالا باشد، مدار تقویت کننده که در این مدار پایه پلِ حسِ دما به کار می‌رود، یک تقویت کننده تفاضلی است یا برای آنکه سوئیچینگ ON/OFF انجام شود، یک مدار ساده اشمیت-تریگر (Schmitt-Trigger) خواهد بود. مشکلی که در عبور جریان از تریستور در این شرایط وجود دارد، این است که گرمای تولیدی ناشی از هبور جریان در ترمیستور که اثر خودگرمایی نامیده می‌شود، ممکن است روی مقدار مقاومت ترمیستور تأثیر داشته و نتیج اشتباهی تولید کند. بنابراین، ممکن است اگر جریان گذرنده از ترمیستور خیلی بالا باشد، توان اتلافی افزایش یافته و در نتیجه دما زیاد شود و مقاومت را کاهش دهد. این کم شدن مقاومت سبب عبور جریان بیشتری می‌شود و در نتیجه دما افزایش خواهد یافت که به «فرار حرارتی» یا «مهارگسیختگی گرمایی» (Thermal Runaway) معروف است. به عبارت دیگر، می‌خواهیم ترمیستور در اثر دمای خارجی داغ شود و اندازه‌گیری‌ها و نتایج بر این اساس باشد، نه براساس افزایش دمای خودش. برای حل این مشکل، مقدار مقاومت R S R S ​ باید به گونه‌ای انتخاب شود که یک پاسخ منطقی گسترده برای محدوده وسیعی از دماها فراهم کند که در آن‌ها ترمیستور به خوبی مورد استفاده قرار گیرد و به طور همزمان جریان را در بالاترین دما در یک مقدار ایمن محدود کند. یک راه برای بهبود این وضعیت و داشتن یک تبدیل دقیق‌تر مقاومت در برابر دما (R/T)، راه‌اندازی ترمیستور با یک منبع جریان ثابت است. تغییر مقاومت را می‌توان با استفاده از یک جریان مستقیم کوچک و معین (اندازه‌گیری شده) و عبور آن از ترمیستور اندازه‌گیری کرد.

رابطه بین R1 و R2 ولتاژ مرجع VREF را در مقدار مورد نیاز تنظیم می‌کند. برای مثال، اگر هر دو مقاومت R1 و R2 مقدار یکسانی داشته باشند، ولتاژ مرجع برابر با نصف ولتاژ منبع تغذیه، یعنی VS/2 خواهد بود. وقتی دما و در نتیجه مقاومت ترمیستور تغییر کند، ولتاژ نیز از مقدار VTH به مقداری بالاتر یا پایین‌تر از VREF تغییر می‌کند و یک سیگنال خروجی مثبت یا منفی تولید خواهد کرد که به تقویت کننده متصل به آن وارد می‌شود. برای آنکه حساسیت و تقویت کنندگی بالا باشد، مدار تقویت کننده که در این مدار پایه پلِ حسِ دما به کار می‌رود، یک تقویت کننده تفاضلی است یا برای آنکه سوئیچینگ ON/OFF انجام شود، یک مدار ساده اشمیت-تریگر (Schmitt-Trigger) خواهد بود. مشکلی که در عبور جریان از تریستور در این شرایط وجود دارد، این است که گرمای تولیدی ناشی از هبور جریان در ترمیستور که اثر خودگرمایی نامیده می‌شود، ممکن است روی مقدار مقاومت ترمیستور تأثیر داشته و نتیج اشتباهی تولید کند. بنابراین، ممکن است اگر جریان گذرنده از ترمیستور خیلی بالا باشد، توان اتلافی افزایش یافته و در نتیجه دما زیاد شود و مقاومت را کاهش دهد. این کم شدن مقاومت سبب عبور جریان بیشتری می‌شود و در نتیجه دما افزایش خواهد یافت که به «فرار حرارتی» یا «مهارگسیختگی گرمایی» (Thermal Runaway) معروف است. به عبارت دیگر، می‌خواهیم ترمیستور در اثر دمای خارجی داغ شود و اندازه‌گیری‌ها و نتایج بر این اساس باشد، نه براساس افزایش دمای خودش. برای حل این مشکل، مقدار مقاومت RS باید به گونه‌ای انتخاب شود که یک پاسخ منطقی گسترده برای محدوده وسیعی از دماها فراهم کند که در آن‌ها ترمیستور به خوبی مورد استفاده قرار گیرد و به طور همزمان جریان را در بالاترین دما در یک مقدار ایمن محدود کند. یک راه برای بهبود این وضعیت و داشتن یک تبدیل دقیق‌تر مقاومت در برابر دما (R/T)، راه‌اندازی ترمیستور با یک منبع جریان ثابت است. تغییر مقاومت را می‌توان با استفاده از یک جریان مستقیم کوچک و معین (اندازه‌گیری شده) و عبور آن از ترمیستور اندازه‌گیری کرد. 📌برترین کانال الکترونیک در#ایتا 🔸 @ELEC_PLUS 🛠 📌گروه الکترونیک پلاس + 🔸https://eitaa.com/Elec_plus/3838

مقابله با جریان‌های هجومی همان‌طور که دیدیم، از ترمیستورها به عنوان ترنسدیوسرهای حساس به دمای مقاومتی استفاده می‌شود. اما نکته‌ای وجود دارد و آن این است که مقاومت یک ترمیستور نه تنها در اثر تغییر دمای محیط، بلکه با تغییر دمای ناشی از جریان گذرنده از خودش که سبب تولید گرما می‌شود نیز تغییر می‌کند. طبق قانون اهم، وقتی در اثر اعمال یک اختلاف ولتاژ، جریان از مقاومت R عبور کند، توانی به شکل گرما و طبق رابطه I²R تلف خواهد شد. به دلیل این اثر خودگرمایی، مقاومت تریستور در اثر عبور جریان تغییر می‌کند. تجهیزات الکتریکی سلفی یا القایی مانند موتورها، ترانسفورماتورها، بالاست لامپ و... در هنگام روشن شدن، جریان هجومی بالایی می‌کشند. با اتصال ترمیستورهای سری می‌توان به طور قابل توجهی این جریان‌های اولیه بزرگ را به یک مقدار ایمن کاهش داد. ترمیستورهای NTC با مقادیر کم مقاومت سرد (در ۲۵ درجه سانتی‌گراد)، معمولاً برای تنظیم جریان مورد استفاده قرار می‌گیرند. نمودارهای شکل زیر، تأثیر ترمیستور را در محدود کردن جریان هجومی نشان می‌دهند. 📌برترین کانال الکترونیک در#ایتا 🔸 @ELEC_PLUS 🛠 📌گروه الکترونیک پلاس + 🔸https://eitaa.com/Elec_plus/3838