થર્મિસ્ટર શું છે, તેમની જાતો, કામગીરીના સિદ્ધાંત અને કામગીરી માટે પરીક્ષણની પદ્ધતિઓ

કોઈપણ વાહકનો પ્રતિકાર સામાન્ય રીતે તાપમાન પર આધાર રાખે છે. ગરમી સાથે ધાતુઓનો પ્રતિકાર વધે છે. ભૌતિકશાસ્ત્રના દૃષ્ટિકોણથી, આ સ્ફટિક જાળીના તત્વોના થર્મલ સ્પંદનોના કંપનવિસ્તારમાં વધારો અને નિર્દેશિત ઇલેક્ટ્રોન પ્રવાહની હિલચાલના પ્રતિકારમાં વધારો દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે. જ્યારે ગરમ થાય છે ત્યારે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ અને સેમિકન્ડક્ટરનો પ્રતિકાર ઘટે છે - આ અન્ય પ્રક્રિયાઓ દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે.

થર્મિસ્ટર કેવી રીતે કાર્ય કરે છે

ઘણા કિસ્સાઓમાં, પ્રતિકારની તાપમાન નિર્ભરતાની ઘટના હાનિકારક છે. તેથી, ઠંડી સ્થિતિમાં અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવાના ફિલામેન્ટનો ઓછો પ્રતિકાર સ્વિચ કરવાની ક્ષણે બર્નઆઉટનું કારણ બને છે. હીટિંગ અથવા ઠંડક દરમિયાન સ્થિર રેઝિસ્ટર્સના પ્રતિકારના મૂલ્યમાં ફેરફાર કરવાથી સર્કિટના પરિમાણોમાં ફેરફાર થાય છે.

વિકાસકર્તાઓ આ ઘટના સાથે સંઘર્ષ કરી રહ્યા છે, પ્રતિરોધકો ઘટાડેલા TCR સાથે ઉત્પન્ન થાય છે - પ્રતિકારનું તાપમાન ગુણાંક. આવી વસ્તુઓ સામાન્ય કરતાં વધુ મોંઘી હોય છે. પરંતુ આવા ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો છે જેમાં તાપમાન પર પ્રતિકારની અવલંબન ઉચ્ચારવામાં આવે છે અને સામાન્ય થાય છે. આ તત્વોને થર્મિસ્ટર્સ (થર્મલ રેઝિસ્ટન્સ) અથવા થર્મિસ્ટર્સ કહેવામાં આવે છે.

થર્મિસ્ટર્સના પ્રકારો અને ઉપકરણ

તાપમાનના ફેરફારોના પ્રતિભાવ અનુસાર થર્મિસ્ટર્સને બે મોટા જૂથોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે:

• જો ગરમ થવા પર પ્રતિકાર ઘટી જાય, તો આવા થર્મિસ્ટર્સ કહેવામાં આવે છે એનટીસી થર્મિસ્ટર્સ (પ્રતિરોધકના નકારાત્મક તાપમાન ગુણાંક સાથે);
• જો હીટિંગ દરમિયાન પ્રતિકાર વધે છે, તો થર્મિસ્ટરમાં હકારાત્મક TCR (PTC લાક્ષણિકતા) હોય છે - આવા તત્વોને પણ કહેવામાં આવે છે પોસ્ટર્સ.

થર્મિસ્ટરનો પ્રકાર તે સામગ્રીના ગુણધર્મો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે જેમાંથી થર્મિસ્ટર્સ બનાવવામાં આવે છે. જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે ધાતુઓ પ્રતિકાર વધારે છે, તેથી, તેમના આધારે (વધુ સ્પષ્ટ રીતે, મેટલ ઓક્સાઇડના આધારે), હકારાત્મક TCR સાથે થર્મલ પ્રતિકાર ઉત્પન્ન થાય છે. સેમિકન્ડક્ટર્સમાં વ્યસ્ત સંબંધ હોય છે, તેથી NTC તત્વો તેમાંથી બનાવવામાં આવે છે. નકારાત્મક TCR સાથે થર્મલી આશ્રિત તત્વો સૈદ્ધાંતિક રીતે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સના આધારે બનાવી શકાય છે, પરંતુ વ્યવહારમાં આ વિકલ્પ અત્યંત અસુવિધાજનક છે. તેમનું વિશિષ્ટ સ્થાન પ્રયોગશાળા સંશોધન છે.

થર્મિસ્ટર્સની ડિઝાઇન અલગ હોઈ શકે છે. તેઓ સિલિન્ડરો, માળા, વોશર વગેરેના સ્વરૂપમાં ઉત્પન્ન થાય છે. બે આઉટપુટ સાથે (જેમ કે પરંપરાગત રેઝિસ્ટર). તમે કાર્યસ્થળે ઇન્સ્ટોલેશન માટે સૌથી અનુકૂળ ફોર્મ પસંદ કરી શકો છો.

મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ

કોઈપણ થર્મિસ્ટરની સૌથી મહત્વની લાક્ષણિકતા તેના તાપમાનનો પ્રતિકાર ગુણાંક (TCR) છે.તે દર્શાવે છે કે જ્યારે 1 ડિગ્રી કેલ્વિન દ્વારા ગરમ અથવા ઠંડુ કરવામાં આવે ત્યારે પ્રતિકાર કેટલો બદલાય છે.

તેમ છતાં તાપમાનમાં ફેરફાર, કેલ્વિન ડિગ્રીમાં દર્શાવવામાં આવે છે, તે ડિગ્રી સેલ્સિયસમાં ફેરફાર સમાન છે, કેલ્વિન હજુ પણ થર્મલ પ્રતિકારની લાક્ષણિકતાઓમાં વપરાય છે. આ ગણતરીમાં સ્ટેનહાર્ટ-હાર્ટ સમીકરણના વ્યાપક ઉપયોગને કારણે છે, અને તેમાં K માં તાપમાનનો સમાવેશ થાય છે.

NTC થર્મિસ્ટર્સ માટે TCR નેગેટિવ છે અને PTC થર્મિસ્ટર્સ માટે પોઝિટિવ છે.

અન્ય મહત્વની લાક્ષણિકતા એ નજીવી પ્રતિકાર છે. આ 25°C પર પ્રતિકારક મૂલ્ય છે. આ પરિમાણોને જાણીને, ચોક્કસ સર્કિટ માટે થર્મલ પ્રતિકારની લાગુતા નક્કી કરવી સરળ છે.

ઉપરાંત, થર્મિસ્ટર્સના ઉપયોગ માટે, રેટેડ અને મહત્તમ ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ જેવી લાક્ષણિકતાઓ મહત્વપૂર્ણ છે. પ્રથમ પરિમાણ તે વોલ્ટેજ નક્કી કરે છે કે જેના પર તત્વ લાંબા સમય સુધી કાર્ય કરી શકે છે, અને બીજું - વોલ્ટેજ જેની ઉપર થર્મલ પ્રતિકારની કામગીરીની ખાતરી આપવામાં આવતી નથી.

પોઝિસ્ટર માટે, એક મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ એ સંદર્ભ તાપમાન છે - હીટિંગ પર પ્રતિકારની અવલંબનના ગ્રાફ પરનો બિંદુ, જેના પર લાક્ષણિકતા બદલાય છે. તે પીટીસી પ્રતિકારના કાર્યક્ષેત્રને વ્યાખ્યાયિત કરે છે.

થર્મિસ્ટર પસંદ કરતી વખતે, તમારે તેની તાપમાન શ્રેણી પર ધ્યાન આપવાની જરૂર છે. ઉત્પાદક દ્વારા નિર્દિષ્ટ વિસ્તારની બહાર, તેની લાક્ષણિકતા પ્રમાણિત નથી (આ સાધનોના સંચાલનમાં ભૂલો તરફ દોરી શકે છે) અથવા થર્મિસ્ટર ત્યાં સામાન્ય રીતે નિષ્ક્રિય હોય છે.

શરતી ગ્રાફિક હોદ્દો

આકૃતિઓ પર, થર્મિસ્ટરનો UGO થોડો અલગ હોઈ શકે છે, પરંતુ થર્મલ પ્રતિકારનું મુખ્ય ચિહ્ન t એ પ્રતીક છે. રેઝિસ્ટરનું પ્રતીક કરતા લંબચોરસની બાજુમાં.આ પ્રતીક વિના, પ્રતિકાર શેના પર નિર્ભર છે તે નિર્ધારિત કરવું અશક્ય છે - સમાન UGO પાસે છે, ઉદાહરણ તરીકે, varistors (પ્રતિકાર લાગુ વોલ્ટેજ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે) અને અન્ય તત્વો.

કેટલીકવાર યુજીઓ પર વધારાના હોદ્દો લાગુ કરવામાં આવે છે, જે થર્મિસ્ટરની શ્રેણી નક્કી કરે છે:

• એનટીસી નકારાત્મક TCS ધરાવતા તત્વો માટે;
• પીટીસી પોસ્ટર્સ માટે.

આ લાક્ષણિકતા ક્યારેક તીર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે:

• PTC માટે દિશાહીન;
• NTC માટે મલ્ટિડિરેક્શનલ.

અક્ષર હોદ્દો અલગ હોઈ શકે છે - આર, આરકે, ટીએચ, વગેરે.

કામગીરી માટે થર્મિસ્ટરને કેવી રીતે તપાસવું

થર્મિસ્ટરની પ્રથમ તપાસ પરંપરાગત મલ્ટિમીટર વડે નજીવા પ્રતિકારને માપવાનો છે. જો માપન ઓરડાના તાપમાને હાથ ધરવામાં આવે છે, જે +25 ° સે કરતા ખૂબ જ અલગ નથી, તો માપવામાં આવેલ પ્રતિકાર કેસ અથવા દસ્તાવેજોમાં દર્શાવેલ કરતા નોંધપાત્ર રીતે અલગ ન હોવો જોઈએ.

જો આજુબાજુનું તાપમાન નિર્દિષ્ટ મૂલ્ય કરતા વધારે અથવા ઓછું હોય, તો એક નાનો કરેક્શન લેવો આવશ્યક છે.

તમે થર્મિસ્ટરની તાપમાનની લાક્ષણિકતા લેવાનો પ્રયાસ કરી શકો છો - દસ્તાવેજીકરણમાં ઉલ્લેખિત સાથે તેની તુલના કરવા અથવા અજાણ્યા મૂળના તત્વ માટે તેને પુનઃસ્થાપિત કરવા માટે.

માપવાના સાધનો વિના પૂરતી ચોકસાઈ સાથે બનાવવા માટે ત્રણ તાપમાન ઉપલબ્ધ છે:

• પીગળતો બરફ (રેફ્રિજરેટરમાં લઈ શકાય છે) - લગભગ 0 ° સે;
• માનવ શરીર - લગભગ 36 ° સે;
• ઉકળતા પાણી - લગભગ 100 ° સે.

આ બિંદુઓ પરથી, તમે તાપમાન પર પ્રતિકારની અંદાજિત અવલંબન દોરી શકો છો, પરંતુ પોઝિસ્ટર માટે આ કામ કરી શકશે નહીં - તેમના TKS ના ગ્રાફ પર, એવા વિસ્તારો છે જ્યાં R તાપમાન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવતું નથી (સંદર્ભ તાપમાનની નીચે).જો ત્યાં થર્મોમીટર હોય, તો તમે ઘણા બિંદુઓ પર એક લાક્ષણિકતા લઈ શકો છો - થર્મિસ્ટરને પાણીમાં ઘટાડી અને તેને ગરમ કરીને. દર 15 ... 20 ડિગ્રી, પ્રતિકારને માપવા અને ગ્રાફ પર મૂલ્યનું પ્લોટ કરવું જરૂરી છે. જો તમારે 100 ડિગ્રીથી ઉપરના પરિમાણો લેવાની જરૂર હોય, તો પાણીને બદલે, તમે તેલનો ઉપયોગ કરી શકો છો (ઉદાહરણ તરીકે, ઓટોમોટિવ - મોટર અથવા ટ્રાન્સમિશન).

આ આંકડો તાપમાન પર પ્રતિકારની લાક્ષણિક અવલંબન દર્શાવે છે - PTC માટે નક્કર રેખા, NTC માટે ડેશવાળી રેખા.

જ્યાં લાગુ

થર્મિસ્ટર્સનો સૌથી સ્પષ્ટ ઉપયોગ એ છે તાપમાન સેન્સર્સ. NTC અને PTC થર્મિસ્ટર્સ બંને આ હેતુ માટે યોગ્ય છે. ફક્ત કાર્યકારી ક્ષેત્ર અનુસાર તત્વ પસંદ કરવું અને માપન ઉપકરણમાં થર્મિસ્ટરની લાક્ષણિકતાને ધ્યાનમાં લેવી જરૂરી છે.

તમે થર્મલ રિલે બનાવી શકો છો - જ્યારે પ્રતિકાર (વધુ સ્પષ્ટ રીતે, વોલ્ટેજ ડ્રોપ) આપેલ મૂલ્ય સાથે સરખાવવામાં આવે છે, અને જ્યારે થ્રેશોલ્ડ ઓળંગી જાય છે, ત્યારે આઉટપુટ સ્વિચ થાય છે. આવા ઉપકરણનો ઉપયોગ થર્મલ કંટ્રોલ ડિવાઇસ અથવા ફાયર ડિટેક્ટર તરીકે થઈ શકે છે. તાપમાન મીટરની રચના પરોક્ષ ગરમીની ઘટના પર આધારિત છે - જ્યારે થર્મિસ્ટરને બાહ્ય સ્ત્રોતમાંથી ગરમ કરવામાં આવે છે.

થર્મલ પ્રતિકારનો ઉપયોગ કરવાના ક્ષેત્રમાં પણ, ડાયરેક્ટ હીટિંગનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે - થર્મિસ્ટરને તેમાંથી પસાર થતા વર્તમાન દ્વારા ગરમ કરવામાં આવે છે. એનટીસી રેઝિસ્ટરનો ઉપયોગ વર્તમાનને મર્યાદિત કરવા માટે આ રીતે કરી શકાય છે - ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે ચાલુ હોય ત્યારે મોટા કેપેસિટરને ચાર્જ કરતી વખતે, તેમજ ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સના પ્રારંભિક પ્રવાહને મર્યાદિત કરવા વગેરે. ઠંડી સ્થિતિમાં, થર્મલી આશ્રિત તત્વોમાં મોટી પ્રતિકાર હોય છે.જ્યારે કેપેસિટર આંશિક રીતે ચાર્જ થાય છે (અથવા મોટર તેની રેટ કરેલી ઝડપે પહોંચે છે), ત્યારે થર્મિસ્ટરને વહેતા પ્રવાહ સાથે ગરમ થવાનો સમય મળશે, તેનો પ્રતિકાર ઘટશે, અને તે સર્કિટના સંચાલનને અસર કરશે નહીં.

તે જ રીતે, તમે તેની સાથે શ્રેણીમાં થર્મિસ્ટરનો સમાવેશ કરીને અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવાનું જીવન વધારી શકો છો. તે સૌથી મુશ્કેલ ક્ષણે વર્તમાનને મર્યાદિત કરશે - જ્યારે વોલ્ટેજ ચાલુ થાય છે (તે આ સમયે છે કે મોટાભાગના લેમ્પ નિષ્ફળ જાય છે). ગરમ થયા પછી, તે દીવાને અસર કરવાનું બંધ કરશે.

તેનાથી વિપરીત, સકારાત્મક લાક્ષણિકતાવાળા થર્મિસ્ટર્સનો ઉપયોગ ઓપરેશન દરમિયાન ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સને સુરક્ષિત કરવા માટે થાય છે. જો વિન્ડિંગ સર્કિટમાં વિદ્યુતપ્રવાહ અટકેલી મોટર અથવા વધુ પડતા શાફ્ટ લોડને કારણે વધે છે, તો પીટીસી રેઝિસ્ટર ગરમ થશે અને આ પ્રવાહને મર્યાદિત કરશે.

NTC થર્મિસ્ટર્સનો ઉપયોગ અન્ય ઘટકો માટે થર્મલ વળતર તરીકે પણ થઈ શકે છે. તેથી, જો એનટીસી થર્મિસ્ટરને રેઝિસ્ટર સાથે સમાંતર ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે જે ટ્રાન્ઝિસ્ટર મોડને સેટ કરે છે અને તેમાં હકારાત્મક TKS હોય છે, તો તાપમાનમાં ફેરફાર દરેક તત્વને વિપરીત રીતે અસર કરશે. પરિણામે, તાપમાનની અસરને વળતર આપવામાં આવે છે, અને ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું ઓપરેટિંગ બિંદુ બદલાતું નથી.

પરોક્ષ હીટિંગ સાથે થર્મિસ્ટર્સ તરીકે ઓળખાતા સંયુક્ત ઉપકરણો છે. તાપમાન આધારિત તત્વ અને હીટર આવા તત્વના એક આવાસમાં સ્થિત છે. તેમની વચ્ચે થર્મલ સંપર્ક છે, પરંતુ તેઓ ગેલ્વેનિકલી અલગ છે. હીટર દ્વારા વર્તમાનમાં ફેરફાર કરીને, પ્રતિકારને નિયંત્રિત કરી શકાય છે.

વિવિધ લાક્ષણિકતાઓ ધરાવતા થર્મિસ્ટર્સનો એન્જિનિયરિંગમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. પ્રમાણભૂત એપ્લિકેશનો ઉપરાંત, તેમના કાર્યનો વિસ્તાર વિસ્તૃત કરી શકાય છે.બધું ફક્ત વિકાસકર્તાની કલ્પના અને લાયકાતો દ્વારા મર્યાદિત છે.

સમાન લેખો: