Jedan od najčešćih tipova senzora temperature na tržištu je termistor, skraćena verzija "termički osjetljivog otpornika". Termistori su jeftini senzori koji su veoma robusni i robustni. Termistor je senzor temperature koji se može odabrati za aplikacije koje zahtevaju visoku osjetljivost i dobru tačnost. Termistori su ograničeni na male operativne opsege temperature zbog njihovog nelinearnog odgovora na temperaturu.
Izgradnja
Termistori su dvodelne komponente napravljene od sinterovanih metalnih oksida koji su dostupni u nekoliko vrsta paketa kako bi podržali različite primjene. Najčešći termistorski paket je mala staklena zrna prečnika od 0,5 do 5mm sa dve žice. Termistori su takođe dostupni u paketima za montiranje na površini, na diskovima i ugrađenim u cevaste metalne sonde. Termistori staklene perle su prilično robusni i robustni, a najčešći način otkaza je oštećenje dve provodne žice. Međutim, za aplikacije koje zahtevaju veći stepen nepropusnosti, termistori sonde metalne cevi pružaju veću zaštitu.
Prednosti
Termistori imaju nekoliko prednosti, uključujući tačnost, osetljivost, stabilnost, brzu reakciju, jednostavnu elektroniku i nisku cenu. Kolo za povezivanje sa termistorom može biti jednostavno kao otpornik za povlačenje i merenje napona preko termistora. Međutim, odziv termistora na temperaturu je vrlo nelinearan i često su podešeni na mali temperaturni opseg koji ograničava njihovu tačnost na mali prozor osim ako se ne koriste linije krugova ili druge tehnike kompenzacije. Nelinearni odgovor čini termistorima veoma osjetljivim na promjene temperature. Takođe, mala veličina i masa termistora daju im malu toplotnu masu koja dozvoljava termistoru da brzo reaguje na promjenu temperature.
Ponašanje
Termistori su dostupni sa negativnim ili pozitivnim temperaturnim koeficijentom (NTC ili PTC). Termistor sa negativnim koefekventnim temperaturama postaje manje otporan jer se temperatura povećava dok termistor sa pozitivnim temperaturnim koefekentima povećava otpor pri povećanju temperature. PTC termistori se često koriste u serijama sa komponentama u kojima bi strujne struje mogle izazvati oštećenja. Kao otporne komponente, kada struja prolazi kroz njih, termistori generišu toplotu koja uzrokuje promjenu otpora. S obzirom na to da termistori zahtevaju izvor struje ili izvora napona, promjena otpornosti izazvane samog zagrevanja je neizbežna realnost sa termistorima. U većini slučajeva, efekti samo-grijanja su minimalni i kompenzacija je potrebna samo kada je potrebna velika preciznost.
Operativni režimi
Termistori se koriste u dva operativna režima izvan tipičnog načina otpornosti prema temperaturi. Režim napona-vs-struja koristi termistor u samoregulativnom, stabilnom stanju. Ovaj režim se često koristi za merače protoka gde promena u toku fluida preko termistora dovede do promjene snage koja se otpušta termistor, njegov otpor i struja ili napon u zavisnosti od toga kako se upravlja. Termistor takođe može da radi u režimu trenutnog vremena preko kojih je termistor podvrgnut struji. Struja će uzrokovati da se termistor samo-zagreje, povećavajući otpor u slučaju NTC termistora i zaštitu sklopa od visokog napona. Alternativno, PTC termistor u istoj aplikaciji može se koristiti za zaštitu od visokih struja.
Aplikacije
Termistori imaju širok spektar primena, a najčešće su direktno senzor temperature i supresija prenapona. Karakteristike NTC i PTC termistora su namenjene aplikacijama koje uključuju:
- Indikatori nivoa tečnosti
- kompenzacija temperature
- Merenje protoka
- Vacuum Gages
- Termička zaštita
- Ampifier Gain Control
- Krugovi za odlaganje vremena
- Termalni prekidači
Linearizacija
Zbog nelinearnog odziva termistora, često su potrebni krugovi linearizacije da bi se obezbedila dobra preciznost u nizu temperatura. Nelinearni otporni odziv na temperaturu termistora dat je pomoću jednačine Steinhart-Hart-a koji pruža dobru otpornost na temperaturnu krivu. Međutim, nelinearna priroda rezultira lošom tačnošću u praksi, dok se ne koristi analogna digitalna konverzija visoke rezolucije. Sprovođenje jednostavne hardverske linearizacije paralelnog, serijskog ili paralelnog i serijskog otpora sa termistorima drastično poboljšava linearnost odziva termistora i produžava prozor operativne temperature termistora po cenu određene tačnosti. Vrednosti otpornosti koje se koriste u linijskim krugovima treba izabrati da centriraju prozor temperature za maksimalnu efikasnost.