معرفی سنسورهای حرارتی یا ترمیستورها

سایت دیفراست www.defrost.ir مرجع تعمیرکاران لوازم خانگی

کانال تلگرام گروه تولیدی دیفراست

Telegram.me/defrostgrop

باما همراه شوید

 

 

 

 

آشنایی با انواع ترمیستور :

ترمیستورها، حسگرها یا سنسورهای نیمه هادی (نیمه رسانا) هستند که دارای ضریب مقاومت گرمایی

زیادی بوده و در صنعت و مهندسی کاربرد خیلی زیادی دارند.

برای اندازه گیری و کنترل درجه حرارت، از این ترمیستورها استفاده های زیادی میشود.

ترمیستور مقاومت حساس به دما است و کلمه Thermistors مخفف وخلاصه شده ی عبارت

temperature Sensitive resistors است.

در کنترل خودکار (اتوماتیک) ودر علم رباتیک، فاصله سنجی و نیز در دماسنجهای خیلی دقیق وحساس به کار برده میشوند.

 

دماسنج مقاومتی یا بارتر Barette دستگاهی است برای اندازه گیری چگالی شار تابشی که مدتها در

ازمایشگاهها به کاربرده میشد. طرز کار آن برپایه تغییر مقاومت الکتریکی پیل حساس نیمه رسانایی در

موقع گرم کردن ان استوار است که قبلا آنها را از فلز میساختند ولی به سبب کاربرد گسترده شان،

مشکلات زیادی به بارمی آورند.

 

برای اینکه مقاومت بارتر را در مقایسه با مقاومت سیمهای رابط بالا ببرند، ناچار بودند بارتر را از سیم نازک

و دراز بسازند. به علاوه تغییر مقاومت فلزات با دما خیلی کم است، از این رو برای اندازه گیری دما به کمک

بارتر فلزی به اندازه گیری خیلی دقیق مقاومت نیاز است.

 

بارترهای نیمه رسانایی (ترمیستورها) این معایب را ندارند. مقاومت ویژه ی الکتریکی آنها آنچنان بالاست

که یک بارتر میتواند فقط چند میلیمتر طول داشته باشد. باچنین ابعاد کوچکی ، ترمیستور خیلی زود به

دمای محیط بیرون میرسد. همین امر به آن امکان میدهد که دمای اشیای کوچک (مثلا برگ گیاهان یا

ناحیه هایی روی پوست بدن ) را اندازه بگیرد.

 

• ترمیستورهای مدرن (ترمیستورهای نیم رسانا) :

حساسیت ترمیستورهای امروزی چنان بالاست که تغییری به اندازه یک میلیونیوم کلوین را میتوان به

کمک انها آشکارسازی و اندازه گیری کرد. این وضع عملی بودن کاربرد آنها را در دستگاه های جدید به

جای پیل های ترموالکتریک برای اندازه گیری شدت تابش خیلی ضعیف نشان میدهد.

 

• سنسورهای دما به نام ترمیستور معروفند که با تغییرات دما مقاومت آنها تغییر میکند. البته در حالت

کلی سنسورهای دما (ترمیستورها) المان های غیرخطی هستند.

اما مدل هایی از سنسورهای حرارتی هم وجود دارند که به صورت آی سی (تراشه) ساخته شده ، (مثلا

LM34 , LM35) که تقریبا به صورت خطی عمل میکنند و با افزایش دما ؛ مثلا از 0 تا 100 درجه مقاومت آنها

از 29 کیلو اهم تا 8/0 کیلواهم تغییر میکند (نوع منفی یا ntc) البته بسته به کاربردشان انواع مختلفی از

آنها در بازار موجود است.

 

• در ترمیستورهای نوع ptc ، با افزایش درجه حرارت ، مقدار مقاومت هم افزایش می یابد. برای آنکه

بتوان آنها را به کامپیوتر یا میکروپروسسور (میکروکنترلر) متصل کرد باید از آی سی های ADC استفاده

نمود. برای اتصال هر ADC (مبدل آنالوگ به دیجیتال) مثلا میتوان از IC از ADC804 استفاده کرد تا سیگنال

آنالوگ سنسور را به مقادیر دیجیتالی تبدیل کند و به سیستم کنترلی یا کامپیوتر ارسال نماید.

خود این IC آنالوگ به دیجیتال به پورت سریال کامپیوتر متصل شده و سیگنال دمای اندازه گیری شده به

وسیله سنسور حرارتی (ترمیستور) را از طریق پورت سریال به کامپیوتر وارد میکند.

 

♦ سنسورها در رباتیک :

سنسورها اغلب برای درک اطلاعات تماسی ، تنشی، مجاورتی، بینایی، صوتی به کار میروند. عملکرد

سنسورها بدین گونه است که با توجه به تغییرات فاکتوری که نسبت به آن حساس هستند، سطوح

ولتاژی ناچیزی را در پاسخ ایجاد میکنند، که با پردازش این سیگنالهای الکتریکی میتوان اطلاعات دریافتی

را تفسیر کرده و برای تصمیم گیری های بعدی از آنها استفاده نمود.

 

• سنسورها را میتوان از دیدگاه های مختلف به دسته های متفاوتی تقسیم نمود :

♦ سنسورهای محیطی :

این سنسورها اطلاعات را از محیط خارج و وضعیت اشیای اطراف ربات دریافت می نمایند.

 

 

♦ سنسور بازخورد :

این سنسور اطلاعات وضعیت ربات ، از جمله موقعیت بازوها ، سرعت حرکت و شتاب آنها و نیروی وارد بر درایورها را دریافت می نمایند.

 

 

♦ سنسور فعال :

این سنسورها، هم گیرنده و هم فرستنده دارند و نحوه کار آنها بدین ترتیب است که سیگنالی توسط سنسور ارسال و سپس دریافت میشود.

 

 

♦ سنسور غیرفعال :

این سنسورها فقط گیرنده دارند و سیگنال ارسال شده از سوی منبعی خارجی را آشکار میکنند ؛ به همین دلیل ارزان تر ساده تر و دارای کارایی کمتری هستند.

 

 

با توجه به این توضیحات میتوان عملکرد آنها را به دسته های زیر تقسیم کرد:

 1) رسیدن به هدف

2) جلوگیری ازبرخورد

3) تشخیص یک شیء

 

 

• سنسورهای گرمایی Heat Sensors :

یکی از انواع سنسورهای گرمایی ترمیستورها هستند.

این سنسورها مقاومتشان متناسب با دمایشان تغییر میکند. بسته به اینکه در اثر گرما مقاومتشان

افزایش یا کاهش می یابد، برای آنها به ترتیب ضریب حرارتی مثبت و یا منفی را تعریف میکنند.

نوع دیگری از سنسورهای گرمایی ترموکوپل ها هستند که آنها نیز دراثر تغییر دمای محیط، ولتاژ کوچکی

را تولید میکنند. دراستفاده از این سنسورها معمولا یک سر ترموکوپل را به دمای مرجع وصل کرده و سر

دیگر را در نقطه ای که باید دمایش اندازه گیری شود، قرار میدهند.

 

 

• سنسورهای بویایی Smell sensors :

تاهمین اواخر سنسوری که بتواند مشابه حس بویایی انسان عمل کند،وجود نداشت. آنچه که موجود بود

یکسری سنسورهای حساس برای شناسایی گازها بود که اصولا هم برای شناساسس گازهای سمس کاربرد داشتند.

ساختمان این سنسورها به این صورت است که یک المان مقاومتی پسیو که ازمنع تغذیه ای مجزاف با

ولتاژ 5+ ولت تغذیه میشود، در کنار یک سنسور قرار دارد که با گرم شدن این المان حساسیت لازم برای

پاسخگویی سنسور به محرک های محیطی فراهم میشود. برای کالیبره کردن این دستگاه ابتدا مقدار

ناچیزی از هر بو یا عطر دلخواه را به سیستم اعمال کرده و پاسخ ان را ثبت میکنند وپس از آن این پاسخ را

به عنوان مرجعی برای قیاس در استفاده های بعدی به کار میبرند.

اصولا در ساختمان این سیستم چند سنسور، به طور همزمان عمل میکنند و سپس پاسخ های دریافتی از

آنها به شبکه عصبی ربات منتقل شده و تحلیل وپردازش لازم روی آن صورت میگیرد.

نکته ی مهم درباره ی کار این سنسورها در این است که آنها نمیتوانند یک بو یا عطر را به طور مطلق

اندازه بگیرند. بلکه با اندازه گیری اختلاف بین آنها به تشخیص بو می پردازند.

 

 

 

کلمات کلیدی :

آشنایی با سنسورهای حرارتی,انواع سنسورهای حرارتی ,معرفی انواع سنسورهای حرارتی یا ترمیستور, آشنایی با انواع ترمیستورها, ترمیستور چیست