مقارنة مقاومات PTC وNTC
```html
مقارنة مقاومات الحرارة PTC و NTC
المقاوم الحراري، اختصار لعبارة THERMally sensitive resiSTOR.
PTC، اختصار لمعنى معامل الحرارة الإيجابي.
NTC، اختصار لمعنى معامل الحرارة السلبي.
للمزيد من المعلومات، يرجى زيارة
لكن بعيدًا عن ذلك، يمكننا الآن الحديث عن المستشعرات الحرارية! دعونا نلقي نظرة على ما سيتم تغطيته في هذه المقالة: المستشعر الحراري هو دمج بين كلمتين: حراري ومقاومة، مما يجعله حرفيًا مقاومة حساسة لدرجة الحرارة! الأمر بهذه البساطة، فهو في الأساس مقاومة ولكنه نوع خاص من المقاومات. مثل اسمه، المستشعرات الحرارية هي مقاومات تعتمد على درجة الحرارة. مما يعني أنها تستجيب لأدنى تغير في درجة الحرارة. فكيف تستجيب لدرجة الحرارة؟ المستشعر الحراري مصنوع من شبه موصل وعازل، حيث يمكن العثور على المقاومة بين العازل والموصل. يتم اختيار خليط من أكاسيد المعادن، مثل الحديد، اليورانيوم، النحاس وما إلى ذلك، جنبًا إلى جنب مع عازل يغطي شبه الموصل. وهو متوفر بأشكال مختلفة أيضًا! عادة في شكل كرة، قرص وقضيب. لقد قمنا بإدراج عدد لا بأس به من أنواع المستشعرات الحرارية هنا، ولكن NTC و PTC تُستخدم بشكل أكثر شيوعًا: يعتبر NTC هو الأكثر استخدامًا بين المستشعرات الحرارية، خاصة مستشعر NTC بقيمة 10KΩ. إنه شائع أيضًا بسبب موثوقيته وسرعة استجابته. بعض الخصائص التي يتمتع بها هي: الأستخدام لمستشعر PTC هو عكس الاستخدام لمستشعر NTC تمامًا، وعلى الرغم من أنها ليست مستخدمة بشكل شائع، إلا أنها عادةً ما تُستخدم للعناصر الحرارية ذات تنظيم ذاتي/إعادة ضبط ذاتية. بعض الخصائص التي يتمتع بها هي: المزدوج الحراري هو حساس درجة حرارة يحتوي على سلكين من معادن مختلفة موصلة عند نقطتين. كما أنه يعد الأكثر اتساعًا في نطاق درجة الحرارة بين جميع مجسات الحرارة! نظرًا لأننا تحدثنا عن مقاومات NTC و PTC سابقًا، دعونا نلقي نظرة على علاقتهما باستخدام رسم بياني لتمثيل ذلك: كما يمكنك أن ترى من الرسم البياني، فإن لديهم منحنيات متعارضة تظهر معامل درجة حرارتهم. بالنسبة لـ NTC، تتناقص المقاومة عندما تزيد درجة الحرارة. بالنسبة لـ PTC، تزداد المقاومة عندما تزيد درجة الحرارة. يمكن أيضًا تمثيل رموزهم على هذا النحو: كما نعلم جميعًا حتى هذه النقطة، المستشعرات الحرارية هي أجهزة مقاومة وأداة لقياس درجات الحرارة. فكيف نستخدمها؟ الأمر بسيط جدًا، يمكنك فعلاً استخدام المستشعر الحراري في دائرة مقسم الجهد! على سبيل المثال، إذا استخدمت مستشعر NTC قياسي بقيمة 10kΩ مع مقاومة متسلسلة بقيمة 10kΩ، ستكون الجهد الناتج عند درجة الحرارة الأساسية 25 درجة مئوية نصف جهد الإمداد حيث 10Ω/(10Ω+10Ω) = 0.5. هل أنت مهتم بتعلم المزيد عن مبدأ عمل مستشعر PTC الحراري؟ اتصل بنا اليوم للحصول على استشارة الخبراء!
نظرة عامة على المستشعرات الحرارية
ما هو المستشعر الحراري؟
كيف يعمل المستشعر الحراري؟
أنواع المستشعرات الحرارية
مستشعر حراري ذو معامل درجة حرارة سلبي (NTC)
مستشعر حراري ذو معامل درجة حرارة إيجابي (PTC)
المزدوج الحراري
NTC مقابل PTC من المستشعرات الحرارية
العلاقات والحسابات
كيف تقيس درجة الحرارة باستخدام مستشعر حراري؟
الأجهزة المنزلية
معادلة ستاينهارت-هارت
تساعد معادلة ستاينهارت-هارت في نمذجة درجات حرارة المستشعرات الحرارية بسهولة ودقة. تم استخدامها بشكل عام في الماضي قبل وجود الحواسيب، أما الآن يمكن حسابها تلقائيًا باستخدام البرمجيات!
المعادلة كما هو موضح:
حيث،
- T1 = نقطة الحرارة الأولى بالكلفن (الوحدة الدولية للحرارة)
- T2 = نقطة الحرارة الثانية بالكلفن
- R1 = مقاومة المستشعرات الحرارية عند T1 بالأوم
- R2 = مقاومة المستشعرات الحرارية عند T2 بالأوم
لمساعدتك في فهم كيفية استخدامها يدويًا، دعنا نلقي نظرة على مثال!
السؤال: يمتلك مستشعر NTC بقيمة 10kΩ قيمة B ضمن نطاق درجة الحرارة من 25oC إلى 100oC. احسب قيمته المقاومة عند 25 درجة مئوية وعند 100oC.
الآن، المعلومات التي لدينا هي B = ، R1 = 10kΩ عند 25 درجة مئوية. ومع ذلك، نحتاج إلى الكلفن بدلاً من درجة مئوية، لذا نضيف 273.15 كلفن إلى درجة حرارة 25 مئوية الأصلية. أضف جميع القيم ويجب أن تبدو هكذا:
مع الإجابة، يمكنك بعد ذلك رسم مخطط الخصائص ذو نقطتين:
ملاحظة: على الرغم من أنه قد تم رسم نقطتين فقط، ولكن في التجارب الفعلية، فإن عدد نقاط الحرارة التي تقوم برسمها يحدد دقة القراءة الخاصة بك!
تطبيقات المستشعرات الحرارية
على الرغم من أن المستشعرات الحرارية هي نوع محدد جدًا من المقاومات، وتساعد بشكل أساسي في تنظيم درجات الحرارة، إلا أن بعضنا يستخدمها يوميًا!
الميكروويف
أنا متأكد أن هذا منتج منزلي شائع جدًا وغالبًا ما نستخدمه لتسخين الطعام المتبقي أو الأطعمة القابلة للطهي في الميكروويف! تُستخدم المستشعرات الحرارية (أو بشكل أكثر دقة PTCs) في الميكروويف لتحديد والمحافظة على درجة حرارته الداخلية. بدونها، قد يحدث ارتفاع في درجة الحرارة ويمكن أن يؤدي إلى خطر نشوب حريق!
الثيرمومترات الرقمية
بالحديث عن المستشعرات الحرارية، كيف لا يمكنك التحدث عن الثرمومترات؟ حسنًا، بشكل خاص الرقمية. النوع الآخر من الثرمومترات هو الثرمومترات الزئبقية، التي تستخدم الزئبق بدلاً من المستشعر الحراري. تستخدم الثرمومترات الرقمية NTC لقياس درجة الحرارة وعرض القراءات بدقة!
مشاريع باستخدام المستشعرات الحرارية
الآن بعد أن عرفنا كيف تعمل المستشعرات الحرارية، يمكننا الانتقال إلى بعض المشاريع الممتعة لاستخدام المستشعرات الحرارية الخاصة بك!
دائرة استشعار البرودة
هل أنت مهتم بدائرة مستشعر حراري لمساعدتك في مراقبة درجة حرارة ثلاجتك؟ سيسمح لك هذا المشروع بتعلم كيفية مراقبة المستشعرات الحرارية لمستويات الحرارة في بيئة مضبوطة، مع مساعدة من مكونات إلكترونية أخرى!
ما ستحتاجه:
- مستشعر NTC الحراري
- 2 من مصابيح LED (حمراء وصفراء)
- جرس
- بطاريات
- 4 مقاومات
- أسلاك
للحصول على مخطط ومعلومات أكثر تفصيلاً، انقر هنا!
صنع مستشعر درجة الحرارة باستخدامArduino
إذا كنت تمتلك جهاز Arduino وترغب في توصيل المستشعر الحراري الخاص بك، فإن هذا الدليل البسيط للمبتدئين سهل الفهم! علاوة على ذلك، يتضمن الدليل أيضًا بعض المعرفة الأساسية حول المستشعرات الحرارية والحسابات!
ما ستحتاجه:
- Arduino UNO
- أسلاك توصيل
- شاشة LCD مضاءة
- مقاومة (100k أوم)
- مقياس مقاومة (100k أوم)
هل يبدو الأمر مثيرًا؟ تعلم المزيد هنا!
ملخص
وهذا كل شيء عن المستشعرات الحرارية! هل تعلمت شيئًا جديدًا؟ تحدثنا عن المستشعرات الحرارية PTC وNTC، وعلاقاتها ومعادلة ستاينهارت-هارت. نأمل من خلال هذه المقالة، أن تكون قادرًا على استخدام المستشعرات الحرارية في مشاريعك!
هل تريد المزيد من المعلومات عن سخان PTC 12 فولت؟ لا تتردد في الاتصال بنا.