Θερμίστορ: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

Τα θερμίστορ διαφέρουν από τους [[Resistance thermometer|μετρητές θερμότηταςθερμοκρασίας τύπου αντίστασης]] (RTDs) στο ότι το υλικό που χρησιμοποιείται στα θερμίστορ είναι γενικά ένα κεραμικό ή πολυμερές, ενώ RTDs χρησιμοποιούν καθαρά μέταλλα. Η θερμοκρασιακή συμπεριφορά είναι επίσης διαφορετική: Τα RTDs είναι χρήσιμα πάνω σε μεγάλες περιοχές θερμοκρασιών, ενώ τα θερμίστορ τυπικά πετυχαίνουν μεγαλύτερεςμεγάλες ακρίβειες μέσα σε περιορισμένη περιοχή θερμοκρασιών, τυπικά από −90&nbsp;°C έως 130&nbsp;°C.<ref>[http://www.microchiptechno.com/ntc_thermistors.php "NTC Thermistors"]. Micro-chip Technologies. 2010.</ref>

ΥποθέτονταςΣε μία προσέγγιση πρώτης-τάξης, οπότε η σχέση ανάμεσα στην αντίσταση και τη θερμοκρασία είναι [[γραμμική]], τότεισχύει:

Τα θερμίστορ μπορούν να ταξινομηθούν σε δύο τύπους, ανάλογα με την κατάταξη του ''<math>k</math>''. Εάν το ''<math>k</math>'' είναι [[Positive number|θετικό]], η αντίσταηαντίσταση αυξάνειαυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας και,οπότε η συσκευή καλείται θερμίστορ [[Temperature coefficient#Positive temperature coefficient of resistance|θετικού συντελεστή θερμοκρασίας]] ('''PTC''') , ή '''posistor'''. Εάν το ''<math>k</math>'' είναι αρνητικό, η αντίσταση μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας και η συσκευή καλείται θερμίστορ [[Temperature coefficient#Negative temperature coefficient|αρνητικού συσντελεστήσυντελεστή θερμοκρασίας]] ('''NTC'''). Οι αντιστάσεις οι οποίες δεν είναι θερμίστορ, κατασκευάζονται να έχουν ''<math>k</math>'' όσο είναι δυνατόν ποπιοπιο κοντά στο 0, έτσι ώστε ηαη αντίστασή τους να παραμένει σχεδόν σταθερή σε μία πλατιά περιοχή θερμοκρασιών.

Αντί για τον θερμικό συντελεστή ''k'', μερικές φορές χρησιμοποιείται ο '' θερμικός συντελεστής της αντίστασης '' <math>\alpha_T</math> (a με δείκτη T). Ορίζεται με τη σχήσησχέση: <ref name="Thermistor Terminology">[http://www.ussensor.com/terminology.html Thermistor Terminology]. U.S. Sensor</ref>

Αυτός ο συντελεστής <math>\alpha_T</math>, δεν πρέπει να συγχέεται με την παράμετρο <math>a</math> που αναφέρεται παρακάτω.

Στην πράξη, η γραμμική προσέγγιση που αναφέρθηκε παραπάνω ισχύει μόνο σε μικρές περιοχές θερμοκρασιών.

Για ακριβείς μετρήσεις θερμοκρασιών η καμπύλη θερμοκρασίας/αντίστασης πρέπει να περιγραφεί με περισσότερη λεπτομέρεια. Η [[εξίσωση Steinhart–Hart]] είναι μία ευρέως χρησιμοποιούμενη προσέγγιση τρίτης τάξης:

όπου ''a'', ''b'' and ''και c'' είναι οι καλούμενες παράμετροι Steinhart–Hart, και που πρέπει να καθοριστούν για κάθε συγκεκριμένη συσκευή., ''T'' είναι η [[απόλυτη θερμοκρασία]] και ''R'' είναι η αντίσταση.

Για να δίνει την αντίσταση με την θερμοκτρασίαθερμοκρασία, η παραπάνωνπαραπάνω εξίσωση πρέπει να επιλυθεί ως προς R:

Το λάθος στην εξίσωση Steinhart–Hart είναι γενικότερα λιγότερο από 0.02&nbsp;°C σε μετρήσεις της θερμοκρασίας σε μία περιοχή πάνω από 200&nbsp;°C.<ref>[http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5965-7822E.pdf "Practical Temperature Measurements"]. Agilent Application Note. Agilent Semiconductor.</ref>

Σαν παράδειγμα τυπικές τιμές για ένα τρανζίστορθερμίστορ με αντίσταση 3&nbsp;kΩ σε θερμοκρασία δωματίου (25&nbsp;°C = 298.15&nbsp;K) είναι:

Τα NTC θερμίστορ μπορούν να χαρακτηριστικούχαρακτηριστούν και από την εξίσωση των παραμέτρων ''B'' (ή ''β''), η οποία είναι ουσιαστικά [[η εξίσωση Steinhart–Hart]] με <math>a = (1/T_{0}) - (1/B) \ln(R_{0})</math>, <math>b = 1/B</math> and και<math>c = 0</math>,:

Η εξίσωση της παραμέτρου B-μπορεί να γραφεί και σαν <math>\ln R=B/T + \ln r_\infty</math>. Αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μετατροπή της συνάρτησης της αντίστασης ως προς τη θερμοκρασία, σε μία γραμμική συνάρτηση του <math>\ln R</math> ως προς. <math>1/T</math>. Η μέση κλίση αυτής της συνάρτησης μας δίνει μία εκτίμηση της τιμής της παραμέτρου ''B''.

Πολλά NTC θερμιστορ κατασκευάζονται από συμπιεσμένους δίσκους, ράβδούς, χάντρες ή [[casting|χύτευση]] [[semiconductor|ημιαγώγιμων υλικών]] όπως και [[sintering|σύντηξη]] μεταλλικών [[οξειδίων]]. Η λειτουργία τους οφείλεται στο ότι η ανύψωση της θερμοκρασίας ενόςτου ημιαγωγού, αυξάνει τον αριθμό των ενεργών They work because raising the temperature of a semiconductor increases the number of active [[φορέων φορτίου]]s – δηλ. τους προωθεί σε μία ''[[ζώνη αγωγιμότητας]]''. Όσο περισσότεροι φορείς είναι διαθέσιμοι, τόσο μεγαλύτερο ρεύμα [[current (electricity)| ρεύμα]] μπορεί να περάσει από το υλικό.

Σε μερικά υλικά όπως τα οξείδια του σιδήρου (Fe₂O₃) με προσμείξεις (Ti) σχηματίζεται ένας ημιαγωγός τύπου ''n'' και οι φορείς φορτίου είναι [[ηλεκτρόνια]].

Σε άλλα υλικά, όπως το οξείδιο του Νικελίου(NiO) με προσμείξεις Λιθίου (Li), δημιουργούνται ημιαγωγοί τύπου ''p'' όπου οι οι φορείς του φορτίου είναι οι [[Electron hole|οπές]] είναι οι φορείς του φορτίου.<ref name="EERB">{{cite book|title=Electronics Engineer's Reference Book|year=1976|publisher=Butterworths|isbn=0408001682|pages=6-29 to 6-41|edition=4|editor=L. W Turner}}</ref>

Σε μεγάλαμεγάλες εύρηπεριοχές θερμοκρασιών, είναι απαραίτητη η βαθμονόμηση. Σε μικρές μεταβολές θερμοκρασιών, εάν χρησιμοποιηθεί ο κατάλληλος ημιαγωγός η αντίσταση είναι γραμμικά ανάλογη με τη μεταβολή της θερμοκρασίας. Υπάρχουν πολλά διαφορετικήδιαφορετικά θερμίστορ ημιαγωγών με περιοχές θερμοκρασιών από περίπου 0.01 [[kelvin]] toέως 2,000 kelvins (−273.14&nbsp;°C to 1,700&nbsp;°C).