ترمیستور (Thermistor) یک نوع مقاومت است که مقاومت آن با دما تغییر می‌ کند. این قطعه الکترونیکی از مواد نیمه‌ رسانا ساخته شده است و در صنایع مختلف کاربردهای فراوانی دارد.

ترمیستور PTC چیست؟

ترمیستور (به انگلیسی: Thermistor) یا مقاومت گرمایی، مقاومت حساس به دما است. در واقع، مقاومتش با دما تغییر می‌کند. با اندازه‌گیری مقاومت یک ترمیستور، می‌توان دمای آنرا تعیین کرد. برای همین، از آن به‌عنوان سنسور دما استفاده می‌شود. ترمیستورها اغلب از نیمه‌رساناهایی با ضریب دمایی بالا ساخته شده‌اند. از این رو در دما بالا، خراب شده و عمر کوتاهی دارند.

ترمیستور PTC به معنای مقاومت با ضریب حرارتی مثبت است. این نوع ترمیستور با افزایش دما، مقاومت آن نیز افزایش می ‌یابد. ترمیستور ها انواع مختلفی دارند که هر کدام دارای ویژگی ‌های خاص خود هستند. ترمیستور های PTC یکی از پر کاربرد ترین انواع ترمیستور ها هستند که در صنایع مختلف کاربردهای فراوانی دارند.

ترمیستور PTC یک نوع ترمیستور است که دارای مقاومت ضریب دمایی مثبت است. این به این معناست که با افزایش دما، مقدار مقاومت این ترمیستور افزایش می‌یابد. این ویژگی باعث می‌شود که ترمیستور PTC برای کاربردهای مختلفی مانند حفاظت از مدارها در برابر افزایش دما و کنترل دمای دستگاه‌ها استفاده شود.

به عنوان مثال، در برخی از سیستم‌های خنک کننده، ترمیستور PTC به عنوان یک حفاظت در برابر افزایش دما و جلوگیری از آسیب به سیستم عمل می‌کند. همچنین، این ترمیستورها می‌توانند در دستگاه‌هایی که نیاز به کنترل دمای دقیق دارند مانند اجاق گاز و فر، استفاده شوند. در کل، ترمیستور PTC از تغییرات دما واکنش نشان می‌دهد و برای کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بیشتر بخوانید: سنسور NTC مخفف negative temperature coefficient (ضریب دمای منفی) است. این سنسورها توسط یک طراح و سازنده پیشرو تولید می‌شوند و شامل پروب‌ها و مجامع با دقت بالا می‌باشند. برای آشنایی بیشتر با این وسیله، بلاگ “سنسور NTC چیست؟” را مطالعه کنید.

PTC چه کاربردی دارد؟

یکی از کاربردهای مهم PTC‌ها، در گرماسازهای تنظیم شونده به صورت خودکار است. با استفاده از PTC‌ها، می‌توان دمای گرماساز را به طور دقیق تنظیم کرد و در صورت بالا رفتن دما به حدی خطرناک، آن را خاموش کرد.

علاوه بر این، PTCها همچنین در حفاظت در برابر اضافه جریان نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. در صورت بروز اضافه جریان در یک مدار الکتریکی، PTCها قادر به تشخیص آن هستند و جریان را به طور خودکار قطع می‌کنند.

همچنین، PTCها می‌توانند برای ایجاد تاخیر زمانی (Time Delay) در مدارها استفاده شوند. در نهایت، PTCها همچنین می‌توانند به عنوان راه انداز موتورها عمل کنند و با تغییر مقاومت خود، جریان مورد نیاز برای راه اندازی و کنترل موتور را ایجاد کنند.

ترمیستورهای PTC چه مزایایی دارد؟

ترمیستورهای PTC دارای مزایای بسیاری هستند. ابتدا، حجم آن‌ها بسیار کوچک بوده که باعث می‌شود بتوانند در فضاهای محدودی قرار گیرند. همچنین این ترمیستورها دارای حساسیت بالا هستند و قادر به کار در بازه زمانی کوچکی می‌باشند.

استفاده از آن‌ها نیز بسیار آسان بوده و به راحتی قابل نصب و استفاده است. زمان پاسخ گویی سریعی دارند که باعث می‌شود در برخی از کاربردها بسیار مناسب باشند. قیمت آن‌ها نیز بسیار مناسب و در دسترس برای اکثر کسانی که به آن‌ها نیاز دارند، است.

دقت بالایی دارند و قابلیت تکرارپذیری بالایی نیز دارند. همچنین ترمیستورهای PTC قابلیت سازگاری بالایی با تغییرات دما دارند که باعث می‌شود در برخی از فرآیندها و کاربردها بسیار مورد نیاز باشند.

بیشتر بخوانید: ترانسمیتر دما یک تجهیز الکتریکی است که برای انتقال سیگنال دما از یک سنسور به دستگاه‌های کنترل استفاده می‌شود. این ترانسمیتر با اتصال به سنسور دما مانند ترموکوپل، RTD یا ترمیستور، سیگنال تولید شده توسط سنسور را تقویت و به دستگاه‌های کنترلی مانند PLC، DCS، PC، کنترلر حلقه، دیتا لاگر، نمایشگر یا رکوردر منتقل می‌کند. ادامه این مطلب را میتوانید در بلاگ “ترانسمیتر دما چیست؟” دنبال کنید.

ترمیستور PTC چه معایبی دارد؟

اولین معایب ترمیستور PTC این است که عملکرد آن به شدت غیر خطی است. به عبارت دیگر، تغییرات دما باعث تغییرات ناگهانی در مقاومت آن می‌شود که می‌تواند باعث اختلال در سیستم شود.

علاوه بر این، ترمیستور PTC مصرف کننده توان است و از این رو ممکن است منجر به افزایش هزینه‌های انرژی شود. همچنین، این نوع ترمیستور نامناسب برای بازه‌های دمایی وسیع است و در بازه‌های دمایی محدود عمل می‌کند.

به عنوان مثال، در دماهای بسیار پایین یا بسیار بالا، عملکرد آن به خوبی صورت نمی‌پذیرد. در مقایسه با سایر انواع سنسورها مانند RTD، ترمیستور PTC بازه‌ی دمایی محدودتری را پوشش می‌دهد.

انواع ترامیستور

ترمیستور ها دو نوع اصلی دارند:

• 1. ترمیستور های NTC (Negative Temperature Coefficient): ترمیستور های NTC در دماهای پایین مقاومت کمی دارند، اما با افزایش دما، مقاومت آنها کاهش می‌ یابد. این امر به دلیل افزایش تعداد حاملان بار در مواد نیمه ‌رسانا با افزایش دما است. قیمت و دقت اندازه گیری این ترمیستور بالا تر از ترمیستور PTC است.

• 2. ترمیستور های PTC (Positive Temperature Coefficient): ترمیستور PTC برعکس ترمیستور NTC رابطه مستقیم با دما دارد و در ادامه به معرفی آن می پردازیم.

بیشتر بخوانید: در سنسور PT100 برخلاف ترموکوپل ها، سه تا پایه داریم، که دوتا پایه مشترک و یک پایه تکی می باشد. در صورت درست بودن سنسور دما صنعتی، هر دوتا پایه مشترک با همدیگر صدای بیزر یا بازر (Buzzer) را در می آرورند و به یکدیگر راه می دهند. در غیر این صورت، هر پایه مشترک با پایه تک، عدد 109 رو در مولتی متر نمایش می دهد. بلاگ “تست سلامت سنسور pt100” را مطالعه کنید و بیشتر با این وسیله کاربردی آشنا شوید.

تفاوت بین ترمیستور PTC سیلیکونی و PTC سوئیچینگ

تفاوت اصلی بین ترمیستور PTC سیلیکونی و سوئیچینگ، منحنی مقاومت-دما آن ها است.

ترمیستورهای سیلیکونی دارای منحنی مقاومت-دما خطی هستند که باعث می شود که مقاومت آنها با افزایش دما به طور پیوسته افزایش یابد. پس، معمولا در دماهای پایین تر استفاده می شوند و برای سنسور های دما و کنترل کننده های دما کاربرد دارند.

ترمیستورهای سوئیچینگ PTC برای کاربردهایی که نیاز به عملکرد سوئیچینگ دارند، مانند محافظت از مدار و کنترل دمای خودکار، مناسب هستند. آنها دارای منحنی مقاومت-دما غیر خطی هستند که باعث می شود که مقاومت آنها با افزایش دما ابتدا کاهش یابد و سپس با افزایش بیشتر دما به طور چشم گیری افزایش یابد.

نحوه عملکرد ترمیستور PTC

ترمیستور PTC از مواد نیمه‌ رسانا ساخته شده است. مواد نیمه ‌رسانا در دمای پایین مقاومت کمی دارند، اما با افزایش دما، مقاومت آنها افزایش می ‌یابد. این امر به دلیل تغییر شکل ساختار مواد نیمه‌ رسانا با افزایش دما است.

هنگامی که یک ترمیستور PTC به یک مدار الکتریکی متصل می‌ شود، جریان الکتریکی از آن عبور می ‌کند. این جریان باعث گرم شدن ترمیستور می ‌شود. با افزایش دما، مقاومت ترمیستور نیز افزایش می ‌یابد. این امر باعث کاهش جریان الکتریکی عبوری از ترمیستور می‌ شود.

استفاده از PTC برای کاهش جریان های هجومی

جریان هجومی جریانی است که در هنگام راه اندازی یک مدار یا دستگاه الکتریکی به دلیل خازن های موجود در مدار جریان می یابد. این جریان می تواند بسیار زیاد باشد و به قطعات مدار آسیب برساند. ترمیستور پی تی سی با افزایش مقاومت خود در هنگام افزایش دما، جریان هجومی را کاهش می دهد و از آسیب رسیدن به قطعات مدار جلوگیری می کند.

بیشتر بخوانید: سیم‌ها به عنوان یکی از وسایل بسیار کاربردی در بسیاری از امور مورد استفاده قرار می‌گیرند. انواع مختلفی از سیم‌ها وجود دارند، اما یک نوع رایج آن‌ها سیم‌های المنت حرارتی می‌باشند. این سیم‌ها از مقاومت بیار بالایی برخوردار هستند و معمولا جنس آن‌ها از کروم نیکل تشکیل شده است. در ادامه بلاگ “سیم نیکروم چیست؟” به بررسی دقیق این سیم پرداخته ایم.

کاربرد پی تی سی در راه انداز موتورهای صنعتی

موتور های الکتریکی صنعتی در هنگام راه اندازی، جریانی بسیار بالاتر از جریان نامی خود مصرف می کنند. این جریان بالا می تواند باعث آسیب به موتور و دیگر تجهیزات مدار شود.

به همین دلیل، در مدار راه انداز موتور های صنعتی، از وسایلی برای محدود کردن جریان راه اندازی استفاده می شود. یکی از این وسایل، ترمیستور پی تی سی است.

در مدار راه انداز موتور، ترمیستور PTC به صورت سری با سیم پیچ راه انداز قرار می گیرد. در ابتدا، مقاومت ترمیستور کم است و جریان راه انداز از مدار عبور می کند. با افزایش دمای ترمیستور، مقاومت آن افزایش می یابد و جریان راه انداز کاهش می یابد.

زمانی که مقاومت ترمیستور به حدی رسید که جریان راه انداز به جریان نامی موتور رسید، مدار راه انداز قطع می شود.

کاربرد پی تی سی در هیترهای خود تنظیم کننده

در یک هیتر خود تنظیم کننده، ترمیستور PTC به صورت سری با هیتر بسته می شود. هنگامی که هیتر روشن می شود، جریان از طریق ترمیستور PTC نیز جریان می یابد. با افزایش دمای هیتر، مقاومت ترمیستور PTC نیز افزایش می یابد. این افزایش مقاومت باعث کاهش جریانی می شود که از طریق هیتر جریان می یابد.

در نتیجه، هیتر کم تر گرم می شود. این روند تا زمانی که دمای هیتر به دمای تنظیم شده برسد ادامه می یابد. هنگامی که دمای هیتر به دمای تنظیم شده رسید، مقاومت ترمیستور به حداکثر می رسد و جریان از طریق هیتر به صفر می رسد. در این حالت، هیتر خاموش می شود.

با سرد شدن هیتر، مقاومت ترمیستور PTC نیز کاهش می یابد. این کاهش مقاومت باعث افزایش جریانی می شود که از طریق هیتر جریان می یابد. در نتیجه، هیتر دوباره گرم می شود و روند تنظیم دما دوباره آغاز می شود.

مزیت اصلی استفاده از ترمیستور های PTC در هیتر های خود تنظیم کننده این است که نیازی به استفاده از مدار کنترل خارجی نیست. این امر باعث کاهش هزینه و پیچیدگی هیتر می شود.

برای اطلاع از قیمت و خرید ترموکوپل، خرید ترموستات دما، المنت و انواع سنسور دما صنعتی میتوانید به سایت فروشگاه دنیای حرارت مراجعه کنید و با ما در ارتباط باشید.