การทดสอบ

การตรวจสอบ

การใช้งาน เทอมิสเตอร์ 10K ( Thermister ) วัดอุณหภูมิ

การควบคุมกระแสไฟฟ้าในการเปิด - ปิด พัดลม

ประเภทของเทอร์มิสเตอร์

          เทอร์มิสเตอร์เป็นตัววัดอุณหภูมิแบบสารกึ่งตัวนำ ที่ใช้หลักการการเปลี่ยนแปลงความต้านทานเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไปแต่จะมี 2 ประเภทคือการเปลี่ยนแปลงแบบสัมพันธ์ตรง และการเปลี่ยนแปลงแบบสัมพันธ์ผกผัน

โครงสร้างของเทอร์มิสเตอร์

          1. เทอร์มิสเตอร์ที่มีสัมประสิทธิ์ความต้านทานต่ออุณหภูมิเป็นลบ หรือเทอร์มิสเตอร์แบบการเปลี่ยนแปลงแบบสัมพันธ์ผกผัน (Negative Temperature Coefficient : NTC) เป็นเทอร์มิสเตอร์ที่ความต้านทานลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น แต่มีการเปลี่ยนแปลงความต้านทานสูงมากเมื่อเทียบกับ (RTD) ตัวอย่างเช่น ที่อุณหภูมิ 0 ํC (NTC) มีความต้านทาน 10kΩ แต่ที่อุณหภูมิ 100 °C (NTC) จะมีความต้านทานลดลงเหลือเพียง 200Ω เท่านั้น ด้วยความไวต่อการเปลี่ยนแปลงมาก เทอร์มิสเตอร์แบบนี้จึงเหมาะกับงานที่ต้องการวัดความแตกต่างของอุณหภูมิที่ชัดเจน แต่เทอร์มิสเตอร์มีคุณสมบัติไม่เป็นเชิงเส้น ดังนั้นช่วงอุณหภูมิที่ใช้งานจึงจำกัดอยู่ในช่วงแคบ ๆ เป็นช่วง ๆ ไปเช่น ช่วง 50-150 °C หรือ 150-250 °C เป็นต้น

             2. เทอร์มิสเตอร์ที่มีสัมประสิทธิ์ความต้านทานต่ออุณหภูมิเป็นบวก หรือเทอร์มิสเตอร์แบบการเปลี่ยนแปลงแบบสัมพันธ์ตรง (Positive Temperature Coefficient : PTC) เป็นเทอร์มิสเตอร์ที่ความต้านทานเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น โดยค่าความต้านทานของ (PTC) จะมีค่าต่ำที่อุณหภูมิต่ำ แต่จะเปลี่ยนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วมากเมื่ออุณหภูมิถึงจุด ๆ หนึ่ง (PTC) บางชนิดมีการเติมสารเจือปนลงไปเพื่อให้มีความเป็นเชิงเส้น และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบเรียบขึ้นได้ (PTC) ส่วนมากจะนำไปตัดต่อวงจรให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าด้วยหลักการที่ขณะที่กระแสปกติอุณหภูมิที่ (PTC) จะต่ำ แต่เมื่อกระแสสูงเกินกำหนดความต้านของ (PTC) จะสูงมากจนเปรียบเสมือนการตัดวงจรออกไป เมื่อ (PTC) จะเย็นลงและความต้านทานก็จะลดลงทำให้วงจรกลับมาต่ออีกครั้ง

กราฟแสดงคุณสมบัติของเทอร์มิสเตอร์ประเภท PTC และ NTC

( ที่มา : http://phchitchai.wbvschool.net/archives/1139 )

                  เทอร์มิสเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่มีความละเอียดสูงในการตรวจจับอุณหภูมิ (ความละเอียดของเทอร์มิสเตอร์จะขึ้นอยู่กับโมเดล(model)และรายละเอียดของผู้ผลิตอุปกรณ์ยี่ห้อหรือนั้นๆ) แต่อย่างไรก็ตามเทอร์มิสเตอร์จะค่อนข้างมีข้อจำกัดเกี่ยวกับย่านการตรวจจับอุณหภูมิ (โดยทั่วไปจะมีย่านการใช้งานปกติที่ 0°C ถึง 100°C ) และคงทนต่อสภาวะทางเคมีและไม่มีผลกระทบต่อการใช้งานนานๆ

ที่มา
: http://iq-technician.blogspot.com/2012/03/thermister.html

เทอร์มิสเตอร์ (thermister)

          เทอร์มิสเตอร์มาจากคำว่า Thermo + Resistor คำว่า Thermo นั้นหมายถึง ความร้อนดังนั้น เทอร์มิสเตอร์จึงเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า “ตัวต้านทานความร้อน” (Thermal Resistor) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ตรวจจับอุณหภูมิ (Temperature-sensing) เป็นสารกึ่งตัวนำที่ทำมาจากโลหะออกไซด์ เช่น แมงกานีส, นิกเกิล, โคบอลด์, ทองแดงและยูเรเนียม เป็นต้น โดยสารเหล่านี้จะมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ เทอร์มิสเตอร์เตอร์จึงมีคุณสมบัติที่เปลี่ยนแปลงค่าความต้านทาน ตามอุณหภูมิโดยใช้ตัวย่อ “TH”

ภาพแสดงสัญลักษณ์และรูปร่างของเทอร์มิสเตอร์

(ที่มา : http://phchitchai.wbvschool.net/archives/1139)

          เทอร์มิสเตอร์ (thermister) เป็นทรานสดิวเซอร์ประเภทพาสซีว์บ (passive transducer) ใช้สำหรับการวัดอุณหภูมิ (temperature measurement) ทรานสดิวเซอร์ประเภทนี้จำเป็นต้องมีแหล่งจ่ายไฟภายนอก ทำงานโดยอาศัยหลักการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานไฟฟ้าของวัสดุเช่นเดียวกับอาร์ทีดี (RTD) แต่อยู่ในลักษณะแปรผกผันกับอุณหภูมิ (Negative Temperature Coefficient, NTC) โดยค่าความต้านทานภายในของวัสดุมีค่าลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น เทอร์มิสเตอร์มีหลายรูปแบบ ได้แก่ แบบลูกปัด (bead) ซึ่งมีขนาดเล็กที่สุด มักติดตั้งที่บริเวณปลายแท่งแก้วแข็งเพื่อสะดวกในการใช้งาน แบบแผ่นกลม แบบวงแหวน และแบบแท่ง เป็นต้น

ตัวอย่างเทอร์มิสเตอร์รูปแบบต่าง ๆ

(ที่มา: นวภัทรา และ ทวีพล , 2555) 

เทอร์มิสเตอร์ชนิดลูกปัด (bead thermistor)

(ที่มา:http://www.directindustry.com/prod/qti/glass-coated-ntc-bead-thermistors-61337-538984.html)

เทอร์มิสเตอร์เเบบเเท่ง

(ที่มา: http://www.selcoproducts.com/news/31/78/Customized-NTC-Thermistor-Assemblies-Provide-Turnkey-Solutions)

ลักษณะของเทอร์มิสเตอร์รูปแบบต่าง ๆ

(ที่มา: http://www.diytrade.com/china/pd/2842279/NTC_thermistor_leaded_sensor.html#normal_img)

          ตัวอย่างวัสดุที่ใช้ทำเทอร์มิสเตอร์ ได้แก่ คาร์บอน และสารกึ่งตัวนำ (semiconductor) ออกไซด์ของโลหะ (นิกเกิล เจอร์เมเนียม แมงกานิส ทองแดง) เป็นต้น วัสดุบางชนิดมีค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง ทำให้เทอร์มิสเตอร์เป็นเครื่องมือวัดอุณหภูมิที่มีค่าความไว (sensitivity) ต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่ดีมาก โดยเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นหรือลดลงเพียง 1 องศาเซลเซียส สามารถเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานภายในได้มากถึง 156 ทำให้เทอร์มิสเตอร์มีย่านการวัด (range) อุณหภูมิค่อนข้างแคบเมื่อเปรียบเทียบกับเทอร์โมคัปเปิล (thermocouple) และอาร์ทีดี (RTD) (ดังรูป) โดยมีย่านการใช้งานที่เหมาะสมอยู่ในช่วงอุณหภูมิต่ำ (<100 องศาเซลเซียส) อย่างไรก็ตาม เทอร์มิสเตอร์บางประเภทสามารถวัดอุณหภูมิได้สูงถึง 300 องศาเซลเซียส และนอกจากการใช้เทอร์มิสเตอร์เป็นอุปกรณ์วัดอุณหภูมิโดยตรงแล้วยังสามารถใช้เป็นตัวชดเชยการทำงานของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ได้อีกด้วย

              เปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงสมบัติทางไฟฟ้าระหว่างเทอร์โมคัปเปิล (thermocouple) อาร์ทีดี (RTD) และเทอร์มิสเตอร์

(ที่มา: นวภัทรา และ ทวีพล , 2555)

ที่มา

: การวัดและเครื่องมือวัด ประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร (นวภัทรา และ ทวีพล , 2555)
: http://www.directindustry.com/prod/qti/glass-coated-ntc-bead-thermistors-61337-538984.html
: http://www.diytrade.com/china/pd/2842279/NTC_thermistor_leaded_sensor.html#normal_img
: http://www.selcoproducts.com/news/31/78/Customized-NTC-Thermistor-Assemblies-Provide-Turnkey-Solutions
: http://www.foodnetworksolution.com/wiki/word/4261/thermister-%E0%B9%80%E0%B8%97%E0%B8%AD%E0%B8%A3%E0%B9%8C%E0%B8%A1%E0%B8%B4%E0%B8%AA%E0%B9%80%E0%B8%95%E0%B8%AD%E0%B8%A3%E0%B9%8C