ترمیستور (مقاومت گرمایی) به مقاومت های حساس به دما اطلاق میشود که از مواد نیمه رسانا ساخته شده اند. ترمیستور ها به منظور اندازه‌گیری دما در سیستم‌های گرمایش همچنین سیستم های تهویه هوا (HVAC) مورد کاربری هستند. ترمیستور اساساً یک ترنسدیوسر حالت جامد دو سر حساس به دما است. در ریشه کلمه Thermistor از ترکیب دو کلمه مقاومت (Resistor) و گرمایی (Thermal) استفاده شده است. این تجهیزات با داشتن قابلیت مقاومت متغیر با تغییر دما میتوانند در بسیاری از مدارهای آشکارساز دما استفاده گردند. این در شرایطی است که معمولا تغییر مقاومت به دلیل گرما در مقاومت‌های معمولی نامطلوب است. درحقیقت داخل ساختار ترمیستور نوعی مقاومت الکتریکی قرار داده شده است که بسته به دمای بیرون از آن، میزان این مقاومت تغییر کرده و با استفاده از این تغییرات می‌توان میزان تغییر دما را اندازه زد.
مقاومت الکتریکی ترمیستور با دما به طور غیر خطی تغییر می کند. بازه دمایی آن ها از 70- تا 150 و نهایتا 316 درجه سانتیگراد می باشد. در اکثر کاربردها مقاومت آن در دمای 25 درجه سانتیگراد بین 100 تا 100 کیلو اهم می باشد. ترمیستورها با نماد زیر در مدار نمایش داده می‌شوند:
نحوه ساخت ترمویستور
اغلب Thermistor ها از مخلوط اکسید فلزات متفاوت ساخته می‌شوند. دلیل این تفاوت آن است که تولید کنندگان این قطعات، هرکدام از ترکیب مواد متفاوتی استفاده می‌کنند که تنها انحصاری آن کمپانی میباشد. هر تولید کننده مخلوط اکسیدی خود را پس از ذوب به شکل یک سرامیک درآورده و در قالب نهایی ترمیستور قرار می‌دهند.
با توجه به مطلب ذکر شده مبنی بر استفاده تولید کنندگان از آلیاژهای انحصاری و به طبع تقویت در نحوه کالیبراسیون آنها، بایستی این نکته را در نظر گرفت که در صورت وجود خرابی در ترمیستور، باید مدل یکسانی را با نمونه قبلی تعویض کرد. البته ترمیستور ها عمر بهینه بالایی دارند و میتوانند در طول سالیان زیاد بدون اشکال عمل کنند.
انواع ترمیستور
ترمیستور ها به دو نوع ضریب دمایی منفی (NTC (Negative Temperature Coefficient و ضریب دمایی مثبت (PTC (Positive Temperature Coefficient تقسیم می شوند.
- NTC: در این دسته با افزایش دمای فرآیند مقدار مقاومت پایین می آید. همینطور ترمیستورهای NTC معمول ترین دسته سنسورهای دما می‌باشند زیرا که تقریباً در هر نوع تجهیزی که دما نقشی در آن دارد مورد استفاده قرار میگیرند.
- PTC: ها با توجه به نامشان و تعریف ذکر شده از NTC به طور عکسِ رقیبب خود عمل میکند.
کاربرد ترمیستور ها
• اندازه گیری دمای سطوح سیالات
• کاربرد های تجاری و صنعتی
• صنایع غذایی و آشامیدنی
• آزمایشگاه ها
• تشخیص وضعیت های آلارم های فرآیندی مانند دمای سیم پیچ موتورها، دمای یاتاقان‌ها
مزایا و معایب ترمیستورها
مزایا:
• ابعاد و سایز پایین
• استحکام و پایداری بالا
• طول عمر مفید طولانی
• دقت بالا در فرآیند اندازه گیری (بالاتر از ترموکوپل ها)
معایب:
• اندازه گیری دما به صورت غیرخطی
• ناتوانی در اندازه گیری دماهای بالا (محدوده دمایی کم)
نکات پایانی
جریان کاری یک مقاومت گرمایی بایستی به میزانی کم باشد تا هرگونه اثرات خودگرمایی از بین برود. اگر جریان گذرا از ترمیستور بسیار زیاد باشد، به طبع گرمای بیشتری تولید شده که سریعاً در ترمیستور تلف شده و امکان دارد منجر به نمایش نتایج اشتباه گردد. همچنین میتوانیم با سری کردن یک ترمیستور NTC با یک بار میزان جریان های هجوبی با قدرت بالا را به طور قابل توجهی کاهش داد و برای اندازه گیری یک دمای خارجی یا کنترل جریانی که سبب تولید گرما شده است بهره برد.