¿qué es un termistor y cómo funciona?

La temperatura ocupa una posición elemental dentro del funcionamiento de cualquier circuito digital. Cada elemento digital tiene su limitación térmica y una temperatura variable que debe mantenerse para un funcionamiento adecuado y correcto. Para observar la temperatura, se utilizan numerosos sensores durante los cuales un termistor es una resolución respetuosa con el medio ambiente y de precio eficiente.

La demanda de elementos o aparatos correctos (termistores) ha aumentado en los últimos tiempos. Los termistores miden la temperatura con precisión y funcionan con éxito durante años.

¿Qué es un termistor?

O termistor (o resistencia térmica) se perfila como un tipo de resistencia cuya resistencia se modifica rápidamente con poco cambio de temperatura. En otras palabras, es un tipo de resistencia durante la cual la circulación de la corriente eléctrica presenta modificaciones rápidas con un pequeño cambio de temperatura. La expresión «termistor» procede de la mezcla de las expresiones «térmico» y «resistencia».

Los termistores son elementos pasivos que no necesitan un suministro extra de energía para funcionar. Son una técnica correcta, barata y robusta para medir la temperatura.

Aunque los termistores no funcionan bien a temperaturas extraordinariamente excesivas o bajas, son el sensor alternativo para muchas funciones totalmente diferentes.

Imagen

La imagen de la normal americana y la normal mundial del termistor se demuestra dentro de la siguiente determinación.

símbolo del termistor

Desarrollo

Para fabricar un termistor, se combinan dos o más polvos semiconductores de óxidos de acero con un aglutinante para hacer una pasta.

Se moldean pequeñas gotas de esta pasta en los cables de plomo. Para que se seque, debe introducirse en un horno de sinterización.

A lo largo de este recorrido, la pasta se encoge en los hilos conductores para realizar una conexión eléctrica.

Este óxido de acero procesado se sella colocándolo sobre un revestimiento de vidrio. Este revestimiento de vidrio confiere una propiedad impermeable a los termistores, lo que contribuye a aumentar su estabilidad.

En el mercado se pueden encontrar termistores de diferentes tamaños y estilos. Hay termistores más pequeños que pueden formarse como perlas con un diámetro de 0,15 milímetros a 1,5 milímetros.

Los termistores también estarán en forma de discos y arandelas fabricados urgentemente por los materiales del termistor por debajo de la tensión excesiva en formas cilíndricas planas con un diámetro entre 3 milímetros y 25 milímetros.

Los termistores accesibles comercialmente tienen valores nominales de 1K, 2K, 10K, 20K, 100K, etc. Este valor significa que la resistencia vale a una temperatura de 25°C.

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Los termistores se pueden encontrar de varias formas: tipo perla, tipo varilla, tipo disco, etc. Las principales ventajas de los termistores son su pequeño tamaño y su valor comparativamente bajo.

¿cómo funciona un termistor?

El precepto de funcionamiento de un termistor es que su resistencia depende de su temperatura. Mediremos la resistencia de un termistor con un óhmetro.

Funcionamiento del termistor

Si todos conocemos la relación precisa entre el efecto de los cambios de temperatura sobre la resistencia del termistor, entonces midiendo la resistencia del termistor obtendremos su temperatura.

La variación de la resistencia depende del tipo de materiales utilizados en el termistor. La relación entre la temperatura y la resistencia de un termistor no es lineal. A continuación se muestra un gráfico típico de un termistor:

gráfico de un termistor

Si tuviéramos un termistor con la gráfica de temperatura anterior, podríamos simplemente alinear la resistencia medida por el óhmetro con la temperatura indicada en la gráfica.

Trazando una línea horizontal a través de la resistencia en el eje y, y trazando una línea vertical desde donde esta línea horizontal interseca el gráfico, obtendremos la temperatura del termistor.

Tipos de termistores

tipos de termistores

Los termistores se clasifican en dos variedades basadas principalmente en cómo se comportan con los cambios de temperatura:

  • Termistor NTC (coeficiente de temperatura desfavorable)
  • Termistor PTC (coeficiente de temperatura constructivo)

Para entender la distinción esencial entre los termistores NTC y PTC, utilicemos esta ecuación lineal para la conexión entre el cambio de temperatura y la resistencia.

dR = ok dT

Lugar:

  • dR = Cambio de resistencia
  • ok = Coeficiente de temperatura
  • dT = Cambio de temperatura

El coeficiente de temperatura puede ser constructivo o desfavorable y modifica totalmente {la propiedad eléctrica} del elemento. Un termistor que tiene un coeficiente constructivo conocido como PTC, mientras que un termistor de coeficiente desfavorable conocido como NTC.

Termistores de coeficiente de temperatura destructivo (NTC)

La resistencia de los termistores NTC (Coeficiente de Temperatura Destructiva) disminuye al aumentar la temperatura. En otras palabras, la circulación eléctrica que presentan los termistores NTC (Coeficiente de Temperatura Destructiva) aumentará con el incremento de la temperatura.

La mayoría de los termistores NTC se fabrican a partir de un disco prensado, una varilla o un chip fundido de materiales semiconductores, similares a estos óxidos metálicos sinterizado.

termistor de coeficiente de temperatura negativo

En los termistores NTC, los portadores de coste se generan mediante un curso de dopaje. Como resultado de este curso de dopaje, se generan numerosos portadores de costes portadores de carga.

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Si la temperatura apenas aumenta, numerosos portadores de costes (electrones libres) chocan con los electrones de valencia de diferentes átomos y les proporcionan la vitalidad adecuada. Los electrones de valencia que adquieren la vitalidad adecuada rompen el enlace con el átomo tutor y se transfieren libremente de un lugar a otro. Los electrones que se transfieren libremente de un lugar a otro se conocen como electrones libres. Estos electrones transportan el presente eléctrico cuando se trasladan de un lugar a otro. El electrón de valencia que se convierte en un electrón libre choca de nuevo con los electrones de valencia opuestos y los hace libres.

Del mismo modo, una pequeña mejora de la temperatura produce miles y miles de electrones libres. Los electrones libres adicionales o portadores de costes significan una presencia eléctrica adicional. Debido a este hecho, una pequeña mejora de la temperatura disminuirá rápidamente la resistencia del termistor NTC y permitirá que haya una cantidad considerable de electricidad.

Termistores de coeficiente de temperatura optimizado (PTC)

La resistencia de los termistores de coeficiente de temperatura constructivo (PTC) aumenta con el incremento de la temperatura. La mayoría de los termistores de coeficiente de temperatura constructivo (PTC) se fabrican con cerámica policristalina dopada. Los termistores PTC se conocen también como postistores.

termistor de coeficiente de temperatura positivo

Utiliza termistores

Los termistores tienen todo tipo de funciones. Se utilizan ampliamente como técnica para medir la temperatura en diversos entornos similares a los líquidos y el aire. Algunos de los más comunes hacen uso de los termistores abrazados:

  • Termómetros digitales (termostatos)
  • Funciones para coches (para medir la temperatura del aceite y del refrigerante en coches y furgonetas)
  • Equipamiento doméstico familiar (similar a microondas, frigoríficos y hornos)
  • Seguridad de los circuitos (por ejemplo, seguridad contra la sobretensión)
  • Baterías recargables (garantiza el mantenimiento de la temperatura correcta de las baterías)
  • Para medir la conductividad térmica {del suministro eléctrico}
  • Útil en muchos circuitos digitales fundamentales (por ejemplo, como parte de un kit de inicio de Arduino para principiantes)
  • Compensación de temperatura (es decir, resistencia de mantenimiento para compensar los resultados producidos por las modificaciones de temperatura en otros lugares del circuito)
  • Se utiliza en los circuitos de puente de Wheatstone

Opciones

La conexión que rige las trazas de un termistor es la siguiente:

ecuación del termistor

Lugar:

  • R1 = resistencia del termistor sobre la temperatura absoluta T1[°K]
  • R2 = resistencia del termistor a la temperatura T2 [°K]
  • β = fijo, según los materiales del transductor (por ejemplo, transductor oscilante)
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Veremos en la ecuación anterior que la relación entre la temperatura y la resistencia es extremadamente no lineal. Un termistor NTC típico suele tener un coeficiente de temperatura de resistencia térmica desfavorable de aproximadamente 0,05/°C.

La historia de los termistores

El termistor NTC primario fue encontrado por Michael Faraday en 1833. Michael Faraday observó que la resistencia del sulfuro de plata disminuía rápidamente al aumentar la temperatura.

Termistor vs Termopar

Las principales variaciones entre un termistor y un termopar son

Termistores

  • La detección más estrecha varía (de 55 a +150°C, aunque esto varía según el modelo)
  • Parámetro de detección = Resistencia
  • Relación no lineal entre el parámetro de detección (resistencia) y la temperatura
  • Los termistores NTC tienen una resistencia aproximadamente exponencial con el aumento de la temperatura
  • Son buenos para detectar pequeñas modificaciones de temperatura (es problemático utilizar un termistor con excesiva precisión y decisión en un rango de temperaturas superior a 50°C).
  • El circuito de detección es fácil y no necesita amplificación y puede ser muy fácil
  • Normalmente, es problemático adquirir una precisión de más de 1°C con la calibración desactivada

Termopares

  • Tienen un amplio rango de temperatura (Tipo T = -200-350°C; Tipo J = 95-760°C; Tipo Okay = 95-1260°C; diferentes variedades alcanzan temperaturas incluso superiores)
  • Suelen ser muy precisos
  • Parámetro de detección = tensión generada por las juntas a temperaturas totalmente diferentes
  • La tensión del termopar es comparativamente baja
  • Tienen una relación lineal entre el parámetro de detección (tensión) y la temperatura

Termistor vs RTD

Los detectores de temperatura por resistencia (a menudo conocidos como sensores RTD) son similares a los termistores. Cada RTD y cada termistor tienen una resistencia variable que depende de la temperatura.

La principal distinción entre ambos es el tipo de materiales con los que se fabrican. Los termistores suelen fabricarse con materiales cerámicos o polímeromientras que los RTD se fabrican con metales puros. En cuanto a la eficiencia, los termistores ganan en prácticamente todos los aspectos.

Los termistores son más correctos, más baratos y tienen tiempos de respuesta más rápidos que los RTD. La única desventaja real de un termistor frente a un RTD está relacionada con las variaciones de temperatura. Los RTD pueden medir la temperatura en una variación mayor que un termistor.

Aparte de esto, no hay ninguna razón para utilizar un termistor frente a un RTD.

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