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Ein Thermistor, auch Thermowiderstand genannt, ist ein passives elektronisches Bauteil, dessen Widerstand sich bei einer Temperaturänderung ändert.
Was ist ein Thermowiderstand?
Die Widerstandswerte der Widerstände ändern sich mit der Temperatur, aber der Bereich dieser Änderungen ist relativ klein. Eine Ausnahme von dieser Regel bildet der Thermistor, also der Thermowiderstand, der sich durch seine hohe Empfindlichkeit und sein schnelles Ansprechen auf Temperaturänderungen auszeichnet. Sensoren dieser Art sind nicht nur präzise, sondern auch zuverlässig und relativ preiswert. Die Kombination dieser Eigenschaften hat dazu geführt, dass thermische Widerstände unter anderem in der Elektronik weit verbreitet sind. Sie werden in Schaltkreisen als passive Elemente verwendet, d. h. als Elemente, die keinen Strom erzeugen.
Thermische Widerstände sind nur bei sehr niedrigen und sehr hohen Temperaturen einsetzbar. Jeder Thermistor hat einen bestimmten Betriebstemperaturbereich, in dem er präzise, wiederholbar und stabil arbeitet.
Thermistor - zusätzliche Informationen
Der Widerstand des thermischen Widerstands ist stark temperaturabhängig. Diese Abweichung hängt vom Material ab, das zur Herstellung des Thermistors verwendet wird. Die Beziehung zwischen dem Widerstand und dem Widerstand eines thermischen Widerstands ist nichtlinear.
Bei der Herstellung von Thermistoren werden Halbleiterpulver und ein Bindemittel verwendet. Ein Wärmebehandlungsverfahren (z. B. mit speziellen Öfen) ist ebenfalls erforderlich. Außerdem sind die Thermistoren durch eine Glasbeschichtung geschützt, um sie vor äußeren Einflüssen, einschließlich Wasser, zu schützen. Thermische Widerstände gibt es in einer Vielzahl von Größen und Formen. Die gebräuchlichsten Komponenten dieses Typs ähneln Scheiben, Stäben oder Kugeln.
Welche Arten von Thermistoren gibt es?
Die verschiedenen Typen von Thermistoren unterscheiden sich in ihrer Funktionsweise und damit in ihrer Anwendung. Der NTC-Thermowiderstand (Negative Temperature Coefficient) zeichnet sich durch seinen negativen Temperaturkoeffizienten aus. Das heißt, wenn die Temperatur steigt, sinkt der Widerstand des Thermistors und umgekehrt. Wenn die Temperatur sinkt, steigt der Widerstand des thermischen Widerstands. Dieses Bauteil wird auch als Anlaufthermistor bezeichnet. Die wichtigste Aufgabe dieses Geräts ist es, das System wirksam vor zu hohen Temperaturen zu schützen. Der NTC-Thermowiderstand kann als Temperatursensor dienen.
PTC-Thermistoren (Positive Temperature Coefficient) hingegen zeichnen sich durch ihren positiven Temperaturkoeffizienten aus. Steigt die Temperatur des thermischen Widerstands, erhöht sich auch der Widerstandswert. Wenn die Temperatur sinkt, nimmt auch der Widerstand ab. PTC-Thermowiderstände werden u. a. zum Schutz von Schaltkreisen vor Überlastung durch Strombegrenzung eingesetzt. Mit anderen Worten: Wenn der fließende Strom zunimmt, steigt auch der Widerstand, der ihn begrenzt.
Eine andere Art von Thermowiderstand ist der CTR (Critical Temperature Resistor). Thermistoren dieses Typs zeichnen sich durch eine sprunghafte Änderung des Widerstands aus. In der Praxis bedeutet dies, dass ein Temperaturanstieg bis zu einem bestimmten Wert zu einer sofortigen Änderung des Widerstands führt. CTR-Thermistoren, die unter anderem aus Polymeren hergestellt werden, erhöhen den Widerstand sprunghaft, wenn die Temperatur auf einen bestimmten Wert ansteigt. Im Gegensatz dazu senken keramische Wärmewiderstände mit Bariumverbindungen den Widerstand um ein Vielfaches.
Technische Daten des Thermistors
Die Beschreibung des Thermistors sollte Angaben zu seinem Widerstand enthalten, der normalerweise bei 25°C gemessen wird. Die gebräuchlichsten Thermistoren unterscheiden sich durch Widerstandsstufen von 1KΩ, 2KΩ, 10KΩ, 20KΩ, 47KΩ und 100 KΩ. Ein weiterer wichtiger Parameter ist die in Prozent angegebene Toleranz. Zu beachten ist auch die Länge der Leitungen in Form von Drahtfüßen. Ausgewählte Thermistoren sind mit 30 mm langen Leitungen ausgestattet.
Besonders hervorzuheben sind die Thermistoren mit einem Einführungsanschluss in Form eines BLS-Steckers. Es handelt sich um fertige Sets, die sofort an kompatible Steckverbinder angeschlossen werden können. Weitere Vorschläge sind fertige Düsen-Thermistoren, die mit ausgewählten 3D-Druckern kompatibel sind. Bei dieser Art von Komponenten handelt es sich um Ersatzteile, die für ausgewählte Modelle von Geräten für den 3D-Druck bestimmt sind.
Wie prüfe ich, ob der Thermistor richtig funktioniert?
Um zu prüfen, ob der Thermostat ordnungsgemäß funktioniert, benötigen Sie eine Stromquelle, z. B. ein Labornetzgerät, ein Voltmeter oder ein Universalmessgerät um die Spannung zu messen. Es ist wichtig, die maximale Spannung des Thermistors zu kennen, bevor man mit dem Prüfverfahren beginnt. Während der Prüfung darf der Grenzwert nicht überschritten werden. Nach dem Anlegen der Spannung an den Thermowiderstand schließen Sie ein Universalmessgerät (muss auf Spannungsmessung eingestellt sein) oder ein Voltmeter an. Der Anschluss der Messgeräte muss parallel erfolgen. Ein Strommessgerät (ein einfaches Amperemeter reicht aus) sollte dann hinter der Schleife angeschlossen werden. Der Messwert kann von diesem Gerät abgelesen werden.
Verwendung von Thermowiderständen
Thermistoren zeichnen sich durch ihren vielseitigen Einsatz nicht nur in der Unterhaltungselektronik, sondern auch in professionellen Systemen der Industrie aus. Thermische Widerstände werden als NTC- oder PTC-Sensoren für präzise Temperatur- und Sauerstoffmessungen eingesetzt.
Außerdem werden sie in digitalen Thermometern und in verschiedenen Haushaltsgeräten (einschließlich Kühlschränken und Öfen) verwendet. Weitere Anwendungen sind Batterien und Messgeräte zur Messung der Wärmeleitfähigkeit verschiedener elektrischer Materialien. Thermistoren werden u. a. auch in der Automobilindustrie eingesetzt. für die kontinuierliche Messung der Kühlmittel- und Motoröltemperatur.
