Sensor Suhu Termistor Hemat Biaya

Salah satu jenis sensor suhu yang paling umum di pasaran adalah termistor, versi singkat dari "resistor sensitif termal." Termistor adalah sensor murah yang sangat kasar dan kuat. Termistor adalah sensor suhu pilihan untuk aplikasi yang membutuhkan sensitivitas tinggi dan akurasi yang baik. Termistor terbatas pada aplikasi rentang suhu operasional kecil karena respons non-linearnya terhadap suhu.

Konstruksi

Termistor adalah dua komponen kawat yang terbuat dari oksida logam yang disinter yang tersedia dalam beberapa jenis paket untuk mendukung berbagai aplikasi. Paket termistor yang paling umum adalah manik kaca kecil dengan diameter 0,5 hingga 5mm dengan dua kabel. Termistor juga tersedia dalam paket mountable permukaan, cakram, dan tertanam dalam probe logam tabung. Termistor bead kaca cukup kasar dan kuat, dengan mode kegagalan yang paling umum adalah kerusakan pada dua kabel utama. Namun, untuk aplikasi yang membutuhkan tingkat ruggedization yang lebih besar, tabung metal probe gaya thermistor memberikan perlindungan yang lebih besar.

Manfaat

Termistor memiliki beberapa keunggulan, termasuk akurasi, sensitivitas, stabilitas, waktu respons yang cepat, elektronik sederhana, dan biaya rendah. Sirkuit ke antarmuka dengan termistor dapat sesederhana resistor pull-up dan mengukur tegangan di termistor. Namun, respon termistor terhadap suhu sangat non-linear dan mereka sering disetel ke rentang temperatur kecil yang membatasi akurasi mereka ke jendela kecil kecuali sirkuit linearisasi atau teknik kompensasi lainnya yang digunakan. Respons non-linear membuat termistor sangat sensitif terhadap perubahan suhu. Juga, ukuran kecil dan massa termistor memberi mereka massa termal kecil yang memungkinkan termistor untuk merespon cepat terhadap perubahan suhu.

Tingkah laku

Termistor tersedia dengan koefisien temperatur negatif atau positif (NTC atau PTC). Sebuah termistor dengan coeffecient temperatur negatif menjadi kurang resistif karena suhu meningkat sementara termistor dengan coeffecient suhu positif meningkatkan resistansi ketika temperaturnya meningkat. Termistor PTC sering digunakan secara seri dengan komponen-komponen dimana lonjakan arus dapat menyebabkan kerusakan. Sebagai komponen resistif, ketika arus berjalan melalui mereka, termistor menghasilkan panas yang menyebabkan perubahan resistensi. Karena termistor memerlukan sumber arus atau sumber tegangan untuk bekerja, pemanasan sendiri menyebabkan perubahan resistansi adalah realitas yang tak terelakkan dengan termistor. Dalam kebanyakan kasus, efek pemanasan sendiri minimal dan kompensasi hanya diperlukan ketika akurasi tinggi diperlukan.

Mode Operasional

Termistor digunakan dalam dua mode operasional di luar mode mode perlawanan vs temperatur tipikal. Modus tegangan-vs-saat ini menggunakan termistor dalam pemanasan sendiri, kondisi steady state. Mode ini sering digunakan untuk pengukur aliran di mana perubahan aliran fluida melintasi termistor akan menyebabkan perubahan daya yang hilang oleh termistor, hambatannya, dan arus atau tegangan tergantung pada bagaimana ia digerakkan. Termistor juga dapat dioperasikan dalam mode arus-over-time di mana termistor dikenakan arus. Arus akan menyebabkan termistor menjadi panas sendiri, meningkatkan ketahanan dalam kasus termistor NTC dan melindungi sirkuit dari lonjakan tegangan tinggi. Kemungkinan lain, termistor PTC dalam aplikasi yang sama dapat digunakan untuk melindungi dari gelombang arus tinggi.

Aplikasi

Termistor memiliki berbagai aplikasi, dengan yang paling umum adalah penginderaan suhu langsung dan penindasan lonjakan. Karakteristik termistor NTC dan PTC memungkinkan aplikasi termasuk:

Linearisasi

Karena respons non-linear dari termistor, sirkuit linearisasi sering diperlukan untuk menghasilkan akurasi yang baik di berbagai suhu. Respon resistansi non-linier terhadap suhu termistor diberikan oleh persamaan Steinhart-Hart yang memberikan ketahanan yang baik terhadap kecocokan kurva suhu. Namun, sifat non-linear menghasilkan akurasi yang buruk dalam praktiknya kecuali konversi analog ke digital resolusi tinggi digunakan. Menerapkan linier hardware sederhana baik paralel, seri, atau paralel dan resistansi seri dengan termistor secara drastis meningkatkan linearitas respon termistor dan memperluas jendela suhu operasional termistor dengan biaya beberapa akurasi. Nilai resistansi yang digunakan dalam sirkuit linearisasi harus dipilih untuk memusatkan jendela suhu untuk efektivitas maksimum.