ما هو جهاز استشعار درجة الحرارة NTC؟

ما هو جهاز استشعار درجة الحرارة NTC؟

لفهم وظيفة وتطبيق مستشعر درجة الحرارة NTC، يجب علينا أولاً أن نعرف ما هو الثرمستور NTC.
شرح بسيط لكيفية عمل مستشعر درجة الحرارة NTC
الموصلات الساخنة أو الموصلات الدافئة عبارة عن مقاومات إلكترونية ذات معاملات درجة حرارة سلبية (NTC للاختصار). إذا تدفق التيار عبر المكونات، فإن مقاومتها تنخفض مع زيادة درجات الحرارة. إذا انخفضت درجة الحرارة المحيطة (على سبيل المثال في غلاف الغمر)، فإن المكونات، من ناحية أخرى، تتفاعل بمقاومة متزايدة. وبسبب هذا السلوك الخاص، يشير الخبراء أيضًا إلى المقاوم NTC باسم NTC Thermistor.

تقل المقاومة الكهربائية عندما تتحرك الإلكترونات
تتكون مقاومات NTC من مواد شبه موصلة، تتراوح موصليتها بشكل عام بين الموصلات الكهربائية وغير الموصلات الكهربائية. إذا سخنت المكونات، تتحرر الإلكترونات من ذرات الشبكة. يتركون مكانهم في الهيكل وينقلون الكهرباء بشكل أفضل. النتيجة: مع زيادة درجة الحرارة، تقوم الثرمستورات بتوصيل الكهرباء بشكل أفضل بكثير، مما يؤدي إلى انخفاض مقاومتها الكهربائية. يتم استخدام المكونات، من بين أمور أخرى، كأجهزة استشعار لدرجة الحرارة، ولكن لهذا يجب أن تكون متصلة بمصدر الجهد ومقياس التيار الكهربائي.

تصنيع وخصائص الموصلات الساخنة والباردة
يمكن أن يتفاعل المقاوم NTC بشكل ضعيف جدًا، أو في مناطق معينة، بقوة شديدة مع التغيرات في درجات الحرارة المحيطة. يعتمد السلوك المحدد بشكل أساسي على تصنيع المكونات. وبهذه الطريقة، يقوم المنتجون بتكييف نسبة خلط الأكاسيد أو تطعيم أكاسيد المعادن مع الظروف المرغوبة. لكن خصائص المكونات يمكن أن تتأثر أيضًا بعملية التصنيع نفسها. على سبيل المثال، من خلال محتوى الأكسجين في جو الاشتعال أو معدل التبريد الفردي للعناصر.

مواد مختلفة لمقاوم NTC
يتم استخدام مواد أشباه الموصلات النقية أو أشباه الموصلات المركبة أو السبائك المعدنية للتأكد من أن الثرمستورات تظهر سلوكها المميز. وتتكون الأخيرة عادة من أكاسيد المعادن (مركبات المعادن والأكسجين) من المنغنيز والنيكل والكوبالت والحديد والنحاس أو التيتانيوم. يتم خلط المواد مع عوامل الربط والضغط والتلبد. يقوم المصنعون بتسخين المواد الخام تحت ضغط عالٍ إلى الحد الذي يتم فيه إنشاء قطع العمل ذات الخصائص المطلوبة.

الخصائص النموذجية للثرمستور في لمحة
المقاوم NTC متوفر في نطاقات من 1 أوم إلى 100 ميجا أوم. يمكن استخدام المكونات من -60 إلى زائد 200 درجة مئوية وتحقيق تفاوتات تتراوح من 0.1 إلى 20 بالمائة. عندما يتعلق الأمر باختيار الثرمستور، يجب أن تؤخذ المعلمات المختلفة في الاعتبار. واحدة من أهمها هي المقاومة الاسمية. يشير إلى قيمة المقاومة عند درجة حرارة اسمية معينة (عادة 25 درجة مئوية) ويتم تمييزها بحرف كبير R ودرجة الحرارة. على سبيل المثال، R25 لقيمة المقاومة عند 25 درجة مئوية. السلوك المحدد في درجات حرارة مختلفة مهم أيضًا. يمكن تحديد ذلك باستخدام الجداول أو الصيغ أو الرسومات ويجب أن يتطابق تمامًا مع التطبيق المطلوب. تتعلق القيم المميزة الإضافية لمقاومات NTC بالتفاوتات بالإضافة إلى حدود معينة لدرجة الحرارة والجهد.

مجالات تطبيق مختلفة لمقاوم NTC
تمامًا مثل مقاومة PTC، فإن مقاومة NTC مناسبة أيضًا لقياس درجة الحرارة. تتغير قيمة المقاومة حسب درجة الحرارة المحيطة. وحتى لا يتم تزوير النتائج يجب الحد من التسخين الذاتي قدر الإمكان. ومع ذلك، يمكن استخدام التسخين الذاتي أثناء تدفق التيار للحد من تدفق التيار. لأن المقاوم NTC يصبح باردًا بعد تشغيل الأجهزة الكهربائية، بحيث يتدفق تيار قليل فقط في البداية. بعد فترة من التشغيل، يسخن الثرمستور، وتنخفض المقاومة الكهربائية ويتدفق المزيد من التيار. وتحقق الأجهزة الكهربائية أداءها الكامل بهذه الطريقة مع تأخير زمني معين.

يقوم المقاوم NTC بتوصيل التيار الكهربائي بشكل سيء عند درجات الحرارة المنخفضة. إذا زادت درجة الحرارة المحيطة، فإن مقاومة ما يسمى بالموصلات الدافئة تنخفض بشكل ملحوظ. يمكن استخدام السلوك الخاص لعناصر أشباه الموصلات في المقام الأول لقياس درجة الحرارة، أو للحد من تدفق التيار أو لتأخير مختلف المقاولات.