What is a thermistor？

ما هو الثرمستور؟

الثرمستورات هي أجهزة استشعار المقاومات التي تتغير قيمة مقاومتها بتغير درجة الحرارة. تنقسم معاملات درجات الحرارة المختلفة إلى ثرمستور معامل درجة الحرارة الموجب (ثرمستور PTC، أي ثرمستور معامل درجة الحرارة الموجب) وثرمستور معامل درجة الحرارة السالب (ثرمستور NTC، أي ثرمستور معامل درجة الحرارة السالب). تزيد قيمة المقاومة مع ارتفاع درجة الحرارة، وتزداد قيمة المقاومة مع ارتفاع درجة الحرارة، وتقل قيمة المقاومة مع ارتفاع درجة الحرارة، وتنتمي إلى أجهزة أشباه الموصلات. تُستخدم على نطاق واسع في الكشف عن درجة الحرارة وتعويض درجة الحرارة وحماية التيار الزائد وسيناريوهات أخرى.

رموز الثرمستور وصيغ التطبيقات

The resistance-temperature characteristics of a thermistor can be approximated by the following formula: R=R0exp{B(1/T-1/T0)}: R: resistance at temperature T(K), Ro: resistance at temperature T0, (K), B: B value, *T(K)=t(ºC)+273.15. The B value of the thermistor is not constant, and the size of its variation varies depending on the material composition. The size of the change varies depending on the material composition, and the maximum can even be up to 5K/°C. Therefore, when applying Eq. 1 in a large temperature range, there will be a certain error between the measured value and the actual value. In this case, if the value of B in Eq. 1 is calculated as a function of temperature as shown in Eq. 2, the error between the measured value and the actual value can be reduced and considered to be approximately equal.
BT = CT2 + DT + E، الصيغة أعلاه C وD وE من الثوابت. بالإضافة إلى ذلك، سيؤدي تذبذب القيمة B الناجم عن ظروف الإنتاج المختلفة إلى تغير الثابت E، لكن الثوابت C و D تبقى دون تغيير. لذلك، عند استكشاف مقدار التذبذب في القيمة B، يجب مراعاة الثابت E فقط. حساب الثوابت C، D، E. يمكن حساب الثوابت C، D، E من بيانات (درجة الحرارة، قيمة المقاومة) لـ 4 نقاط (T0، R0). (T1، R1). (T2، R2) و(T3، R3)، محسوبة بالمعادلات من 3 إلى 6. أولاً، أوجد B1، B2، B3 من المعادلة 3 بناءً على قيم المقاومة لـ T0 و T1، T2، T3، ثم عوّض بها في كل من المعادلات التالية.
Resistance value calculation example: Try to find the resistance value of a thermistor with a resistance value of 5(kΩ) at 25°C and a B deviation of 50(K) at 10°C to 30°C based on the resistance-temperature characteristic table. Steps (1) From the resistance-temperature characteristics table, find the constants C, D, and E. To=25+273.15T1=10+273.15T2=20+273.15T3=30+273.15 (2) Substitute BT=CT2+DT+E+50 to find BT.(3) Substitute the values for R=5exp {(BT1/T -1/298.15)}, and find R. *T:10+273.15 to 30+273.15.

كيفية عمل الثرمستورات

تعمل الثرمستورات على أساس خصائص مقاومة درجات الحرارة للمواد شبه الموصلة:

1. التصنيف والخصائص:

• معامل درجة الحرارة الإيجابية (PTC): تزداد المقاومة مع ارتفاع درجة الحرارة (يستخدم بشكل أساسي لحماية التيار الزائد والصمامات ذاتية إعادة الضبط)
• معامل درجة الحرارة السالبة (NTC):تنخفض المقاومة مع ارتفاع درجة الحرارة (النوع الأكثر شيوعًا، ويستخدم على نطاق واسع لاستشعار درجة الحرارة)

1. المبدأ التشغيلي:
   في الظروف العادية، تبقى الثرمستورات في حالة مستقرة مع مقاومة قريبة من قيم درجة حرارة الغرفة. عندما تصل درجة الحرارة البيئية والتيار إلى المنطقة الحرجة (المنطقة C)، يدخل الجهاز في حالة شبه مستقرة حيث يقترب تبديد الحرارة من توليد الحرارة، مما قد يؤدي إلى تنشيطه.
   الميزات التشغيلية الرئيسية:

• عند درجة حرارة محيطة ثابتة، يتناقص زمن الاستجابة أضعافًا مضاعفة مع زيادة التيار
• تؤدي درجات الحرارة المحيطة المرتفعة إلى أزمنة استجابة أسرع وتيارات احتجاز/تشغيل أقل

1. آلية الحماية:
   أثناء التشغيل العادي:

• درجة حرارة الثرمستور تقارب درجة الحرارة المحيطة
• تمثل المقاومة المنخفضة مقاومة ضئيلة لتيار الدائرة الكهربائية
  أثناء ظروف العطل:
• يتسبب التيار الزائد في زيادة تبديد الطاقة
• ارتفاع درجة الحرارة عن عتبة التحويل (Ts)
• تزداد المقاومة بشكل كبير (من حيث الحجم)
• ينخفض تيار الدائرة بسرعة إلى مستويات آمنة

1. الميزات المتقدمة للبوليمر PTC:

• تسمح درجة حرارة التحويل القابلة للضبط (Ts) بضبط الحساسية بدقة
• تشغيل ثنائي الوظيفة: حماية متزامنة من الحرارة الزائدة والتيار الزائد في نفس الوقت
• مرونة تصميم ممتازة لحلول حماية مخصصة

1. مزايا الأداء:

• استجابة سريعة للظروف غير الطبيعية (عادةً ما تكون بالمللي ثانية)
• إعادة الضبط التلقائي بعد إزالة العطل تلقائياً
• الاستقرار والموثوقية على المدى الطويل
• حجم صغير للتطبيقات ذات المساحة المحدودة

What is the function of a thermistor？

1. قياس درجة الحرارة والتحكم فيها
   مستشعرات درجة الحرارة: تُستخدم الثرمستورات عادةً في مستشعرات درجة الحرارة للحصول على معلومات حول درجة حرارة بيئة أو جسم ما عن طريق قياس التغيرات في قيمة مقاومتها. على سبيل المثال، في أنظمة التحكم في درجة الحرارة، تكتشف الثرمستورات التغيرات في درجة الحرارة وتحولها إلى إشارات كهربائية تنتقل إلى وحدة التحكم لتنظيم معدات التدفئة أو التبريد.
   قياس عالي الدقة:يتميز الثرمستور NTC بمعامل درجة حرارة عالية واستجابة حساسة لتغير درجة الحرارة، ويمكن استخدامه لقياس درجة الحرارة بدقة عالية، مثل مقياس الحرارة الرقمي، وتعويض المزدوجات الحرارية.
2. الحماية من الحرارة الزائدة
   ثرمستور PTC: عندما تتجاوز درجة الحرارة العتبة المحددة، تزداد قيمة مقاومة الثرمستور PTC بشكل حاد، وبالتالي تحد من التيار أو تقطع التيار الكهربائي لتجنب تلف المعدات بسبب ارتفاع درجة الحرارة. على سبيل المثال، يتم استخدامه لحماية المحرك في الأدوات الكهربائية والمراوح الكهربائية وغيرها من المعدات.
   ثرمستورات NTC:في دارات البطارية أو دوائر إمداد الطاقة، يمكن استخدام ثرمستورات NTC لمراقبة درجة الحرارة وتشغيل آلية الحماية من الحرارة الزائدة.
3. الحد من التيار وكبح زيادة التيار
   ثرمستور NTC: عند بدء تشغيل مصدر الطاقة، تعمل قيمة المقاومة العالية الباردة لمقاوم الثرمستور NTC على كبح تيار التدفق وحماية الدائرة من الصدمات. ومع ارتفاع درجة الحرارة، تنخفض قيمة المقاومة، ويستقر التيار تدريجيًا.
   ثرمستور PTC:في الحماية من التيار الزائد، ترتفع قيمة مقاومة الثرمستور PTC مع زيادة التيار، وبالتالي تحد من التيار وتعمل كفتيل استرداد ذاتي.
4. تعويض درجة الحرارة
   ثبات الدائرة: يمكن استخدام الثرمستورات لتعويض تأثير تغيرات درجة الحرارة على أداء الدائرة. على سبيل المثال، في الترانزستورات أو المذبذبات أو البطاريات، يتم مواجهة انحراف درجة الحرارة عن طريق التغيرات في مقاومة الثرمستور، مما يحسن دقة الدائرة وموثوقيتها.
   الأدوات الدقيقة:في المعدات التي تتطلب تشغيلًا مستقرًا، تساعد الثرمستورات في الحفاظ على درجة حرارة تشغيل ثابتة.
5. تطبيقات أخرى
   تسخين بدرجة حرارة ثابتة: يمكن استخدام الثرمستورات PTC كعناصر تسخين، مثل سخانات الهواء، ومكاوي اللحام، وما إلى ذلك، مع كل من وظائف التحكم في درجة الحرارة.
   الترشيح وقمع الضوضاء:في بعض الدوائر عالية التردد، يمكن استخدام الثرمستورات لقمع الضوضاء وإشارات التجاوز.

هل الثرمستورات لها قطبية؟

الثرمستورات ليس لها قطبية.الخاصية الرئيسية للثرمستورات هي أنها تغير قيمة مقاومتها مع تغير درجة الحرارة الخارجية، وهذه الخاصية تجعل الثرمستورات مهمة جدًا في مختلف التطبيقات. على وجه التحديد، تُصنَّف الثرمستورات إلى نوعين: معامل درجة الحرارة الموجب (PTC) ومعامل درجة الحرارة السالب (NTC):
NTC thermistors: Their resistance value decreases significantly with increasing temperature, with a typical rate of change of 3% to 7% per degree Celsius. For example, an NTC sensor with a resistance value of 10kΩ at room temperature (25°C) may drop to 3kΩ~5kΩ when the temperature rises to 50°C.
ثرمستور PTC:تزداد قيمة مقاومته مع زيادة درجة الحرارة.وهذه الخاصية تجعل الثرمستورات PTC مفيدة جداً في تطبيقات مثل الحماية من التيار الزائد، وتعويض درجة الحرارة، إلخ.

احتياطات استخدام الثرمستورات

يجب ملاحظة النقاط التالية عند استخدام الثرمستورات:
توصيل الدائرة: يجب توصيل الثرمستورات بدوائر خارجية مثل مصدر الطاقة ومضخم الإشارة. عند التوصيل، تحتاج إلى التحقق من مخطط الدائرة بعناية للتأكد من صحة قطبية مصدر الطاقة وتوصيل أسلاك الإشارة بشكل صحيح لتجنب التلف الناجم عن صدمة التيار الزائد.
نطاق درجة الحرارة:الثرمستورات لها نطاق درجة حرارة محدد خاص بها، والطرازات المختلفة لها نطاقات درجة حرارة مختلفة.عند استخدام الثرمستور، يجب عليك التحقق من نطاق درجة الحرارة الخاص به للتأكد من استخدامه في ظروف درجة الحرارة المناسبة، لتجنب التلف أو القياس غير الدقيق الناجم عن تجاوز النطاق المطبق.
الضغط الميكانيكي: الثرمستورات حساسة للضغط الميكانيكي، لذا يجب التعامل معها برفق أثناء التركيب أو الاستخدام لتجنب الضغط الميكانيكي المفرط أو الصدم، حتى لا تؤثر على دقة القياس وثباته.
التأثير البيئي: يجب أن تتجنب الثرمستورات بيئة التغيرات السريعة في درجات الحرارة لمنع عملية الشيخوخة. وفي الوقت نفسه، ينبغي إيلاء الاهتمام لمقاومة الماء ومقاومة الرطوبة ومقاومة البرودة وغيرها من الخصائص، لضمان نتائج قياس مستقرة ودقيقة
Measurement conditions: Measurement should ensure that the ambient temperature is close to 25℃ to ensure the credibility of the test. Measurement power shall not exceed the specified value to avoid the error caused by the current thermal effect
الحث الكهرومغناطيسي:قيمة مقاومة الثرمستور كبيرة وعرضة للحث الكهرومغناطيسي.يمكن لف سلك محمي أو سلكين في سلك واحد لتقليل تأثير
المعايرة المنتظمة:قم بمعايرة الثرمستور بانتظام لضمان دقة القياس.تجنب التلف الميكانيكي، مثل الانحناء المفرط أو الصدمات.

مجالات التطبيق

تُستخدم الثرمستورات على نطاق واسع في مختلف المجالات نظرًا لخصائصها الفريدة الحساسة لدرجة الحرارة:
قياس درجة الحرارة والتحكم فيها: يستخدم لقياس درجة الحرارة والتحكم في الأجهزة المنزلية والسيارات والمعدات الطبية والأتمتة الصناعية وغيرها من المجالات. على سبيل المثال، درجة حرارة محرك السيارات، ودرجة حرارة نظام تكييف الهواء، ودرجة حرارة سخان المياه، إلخ.
المراقبة البيئية: لمراقبة درجة الحرارة في الأماكن المغلقة، وأنظمة التحكم في المناخ، ومراقبة درجة حرارة الدفيئة، إلخ.
حماية المعدات الإلكترونية: تستخدم في المعدات الإلكترونية للحماية من الحرارة الزائدة، عندما تتجاوز درجة حرارة المعدات العتبة المحددة، تتغير قيمة مقاومة الثرمستور، وبالتالي تشغيل آلية الحماية لمنع ارتفاع درجة حرارة المعدات وتلفها.
المجال الطبي: يستخدم في موازين الحرارة وأجهزة قياس ضغط الدم ومعدات التسريب وغيرها من المعدات الطبية لقياس درجة الحرارة ومراقبتها
الأتمتة الصناعية: للتحكم في درجة حرارة الأفران، وقياس السوائل، وأنظمة التبريد، إلخ.
إدارة الطاقة: تُستخدم في أنظمة إدارة الطاقة مثل سخانات المياه بالطاقة الشمسية وأنظمة الطاقة الشمسية وغيرها لمراقبة توليد الطاقة والتحكم في توليدها واستخدامها.