كيفية استخدام الثرمستور في دائرة تعويض درجة الحرارة؟

كمورد للثرمستور ، غالبًا ما يتم سؤالني عن التطبيق العملي للثرمستورات في دوائر تعويض درجة الحرارة. يعد تعويض درجة الحرارة أمرًا بالغ الأهمية في العديد من الأجهزة الإلكترونية ، لأنه يساعد في الحفاظ على استقرار ودقة أداء النظام في ظل ظروف درجات الحرارة المختلفة. في منشور المدونة هذا ، سأشارك بعض الأفكار حول كيفية استخدام الثرمستور بفعالية في دائرة تعويض درجة الحرارة.

فهم الثرمستور

قبل الخوض في دوائر تعويض درجة الحرارة ، من الضروري فهم ماهية الثرمستورات. الثرمستور هو نوع من المقاوم الذي تتغير مقاومته مع درجة الحرارة. هناك نوعان رئيسيان من الثرمستور: معامل درجة الحرارة السلبية (NTC) ومعامل درجة الحرارة الإيجابية (PTC). تنخفض الثرمستورات NTC في المقاومة مع زيادة درجة الحرارة ، في حين أن الثرمستورات PTC تظهر زيادة في المقاومة مع ارتفاع درجة الحرارة. في دوائر تعويض درجة الحرارة ، يتم استخدام الثرمستورات NTC بشكل أكثر شيوعًا بسبب حساسية عالية واستجابة خطية نسبيًا على نطاق درجة حرارة واسعة.

مبدأ تعويض درجة الحرارة

المبدأ الأساسي لتعويض درجة الحرارة هو مواجهة تأثيرات درجة الحرارة على المكونات الأخرى في الدائرة. على سبيل المثال ، في دائرة مرجعية للجهد ، قد يختلف جهد الخرج مع درجة الحرارة بسبب معامل درجة حرارة المقاومات أو المكونات النشطة الأخرى. عن طريق إضافة الثرمستور إلى الدائرة ، يمكننا ضبط المقاومة الكلية بطريقة تعوض التغيرات التي يسببها درجة الحرارة في المكونات الأخرى ، وبالتالي الحفاظ على ناتج مستقر.

تصميم دائرة تعويض درجة الحرارة مع الثرمستور

فيما يلي الخطوات العامة لتصميم دائرة تعويض درجة الحرارة باستخدام الثرمستور NTC:

الخطوة 1: تحديد المكون المراد تعويضه

أولاً ، تحتاج إلى تحديد المكون في الدائرة الأكثر تأثراً بدرجة الحرارة. قد يكون هذا مقاومًا أو مكثفًا أو جهازًا نشطًا مثل OP-AMP. قياس معامل درجة حرارة هذا المكون لفهم كيفية تغير أدائه مع درجة الحرارة.

الخطوة 2: حدد الثرمستور المناسب

استنادًا إلى نطاق درجة الحرارة ومتطلبات التعويض في الدائرة ، اختر الثرمستور NTC مع خصائص مناسبة. النظر في عوامل مثل قيمة المقاومة في درجة حرارة محددة (على سبيل المثال ، 25 درجة مئوية) ، والقيمة B (التي تصف علاقة مقاومة درجة الحرارة) ، والتسامح. على سبيل المثال ، إذا كنت تقوم بتصميم نظام إنذار الحريق ، فقد تفكر في استخدام أ100K الحريق التنبيه الثرمستورأو أمستشعر الثرمستور إنذار الحريق، والتي تم تصميمها خصيصًا للتطبيقات عالية الحرارة مع أوقات استجابة سريعة.

الخطوة 3: تحديد تكوين الدائرة

هناك عدة طرق لدمج الثرمستور في دائرة تعويض درجة الحرارة. إحدى الطرق الشائعة هي استخدام الثرمستور في تكوين مقسم الجهد. في مقسم الجهد ، يتم توصيل الثرمستور في سلسلة بمقاوم ثابت ، ويتم أخذ جهد الخرج عبر الثرمستور أو المقاوم الثابت. مع تغير درجة الحرارة ، تتغير مقاومة الثرمستور ، والتي بدورها تغير جهد الخرج لمقسم الجهد. يمكن بعد ذلك استخدام جهد الإخراج هذا لضبط التحيز أو كسب المكون الذي يتم تعويضه.

فيما يلي مثال بسيط لدائرة مقسم الجهد مع الثرمستور NTC:

+VCC | R1 | +--- Vout | الثرمستور (NTC) | GND

في هذه الدائرة ، R1 عبارة عن مقاوم ثابت ، ويتم توصيل الثرمستور في سلسلة معها. يمكن حساب VOUT لجهد الخرج باستخدام صيغة مقسم الجهد:

[V_ {out} = v_ {cc} \ times \ frac {r_ {thermistor}} {r_ {1}+r_ {thermistor}}]

مع زيادة درجة الحرارة ، تنخفض مقاومة الثرمستور NTC ، مما يتسبب في تغيير Vout وفقًا لذلك.

الخطوة 4: حساب معلمات الدائرة

لتحسين تأثير التعويض ، تحتاج إلى حساب قيم المقاوم الثابت R1 والمكونات الأخرى في الدائرة. يتضمن ذلك استخدام معامل درجة الحرارة للمكون الذي يتم تعويضه وعلاقة مقاومة درجة الحرارة من الثرمستور. يمكنك استخدام النماذج الرياضية أو أدوات المحاكاة لإجراء هذه الحسابات.

على سبيل المثال ، إذا كنت تعرف معامل درجة الحرارة للمقاوم R2 الذي تريد تعويضه ، وقمت باختيار الثرمستور NTC مع قيمة B معروفة ، فيمكنك حساب قيمة R1 بحيث التغيير في Vout بسبب تغيير مقاومة الثرمستور للتغيير في أداء R2 على نطاق درجة الحرارة المرغوبة.

الخطوة 5: اختبار الدائرة وضبطها

بمجرد قيامك ببناء دائرة تعويض درجة الحرارة ، اختبرها في ظل ظروف درجات حرارة مختلفة لتقييم أدائها. قياس إخراج المكون يجري تعويضه ومقارنته بالقيمة المطلوبة. إذا لزم الأمر ، قم بإجراء تعديلات على معلمات الدائرة ، مثل قيمة R1 أو اختيار الثرمستور ، لتحقيق أفضل تأثير تعويض.

اعتبارات عملية

عند استخدام الثرمستور في دائرة تعويض درجة الحرارة ، هناك العديد من الاعتبارات العملية التي يجب وضعها في الاعتبار:

اقتران حراري

تأكد من أن الثرمستور على اتصال حراري جيد مع المكون الذي يتم تعويضه. يمكن تحقيق ذلك باستخدام العجينة الحرارية أو عن طريق تركيب الثرمستور الجسدي بالقرب من المكون. يمكن أن يؤدي الاقتران الحراري الضعيف إلى تعويض غير دقيق ، لأن الثرمستور قد لا يشعر بدقة درجة حرارة المكون.

تسخين ذاتي

يمكن أن تولد الثرمستورات الحرارة عندما يتدفق التيار من خلالها ، مما يمكن أن يؤثر على مقاومتهم وإدخال الأخطاء في التعويض. لتقليل التسخين الذاتي ، استخدم تيارًا منخفضًا في الدائرة أو تحديد الثرمستور مع تصنيف الطاقة المنخفض.

الضوضاء والتداخل

يمكن أن تكون الثرمستورات حساسة للضوضاء الكهربائية والتداخل ، والتي يمكن أن تؤثر على دقة التعويض. استخدم تقنيات التدريع والتصفية المناسبة لتقليل الضوضاء والتداخل في الدائرة.

خاتمة

يعد استخدام الثرمستور في دائرة تعويض درجة الحرارة وسيلة فعالة لتحسين استقرار ودقة الأجهزة الإلكترونية في ظل ظروف درجات حرارة متفاوتة. من خلال اتباع الخطوات الموضحة في منشور المدونة هذا والنظر في الاعتبارات العملية ، يمكنك تصميم وتنفيذ دائرة تعويض درجة حرارة موثوقة.

إذا كنت مهتمًا بشراء الثرمستورات لتطبيقات تعويض درجة الحرارة الخاصة بك ، أو إذا كان لديك أي أسئلة حول اختيار الثرمستور أو تصميم الدائرة ، فلا تتردد في الاتصال بنا. نحن مورد حرفي محترف مع مجموعة واسعة من المنتجات والخبرة الفنية لتلبية احتياجاتك.

مراجع

• "كتيب الثرمستور" - متاح من الشركات المصنعة لكبار الثرمستور.
• "تصميم الدائرة الإلكترونية للحصول على تعويض درجة الحرارة" - كتب مدرسية مختلفة عن تصميم الدائرة الإلكترونية.