サーミスタとは何ですか？どのように機能しますか？
画像: ジェレミー・クック | サーミスタにはさまざまな形やサイズがある
著者: ジェレミー・クック
サーミスタ （熱感知抵抗器の略）は、温度によって値が変化する 抵抗器 です。サーミスタは温度の変化に応じて抵抗を増加または減少させます。
サーミスタは大きく分けて2つのクラスに分けられます。
• NTCサーミスタ: 負の温度係数 - 温度が上昇すると抵抗が減少する
• PTCサーミスタ: 正の温度係数 - 温度が上昇すると抵抗が増加する
正または負の温度係数ラベルは、一次動作近似のk項を指します。
∆R = k∆T
ここで、Rは抵抗、Tは温度、kはこれら2つを関連付ける係数です。標準（サーミスタ以外）抵抗器では、kは理想的には可能な限り0に近くなり、広い温度範囲にわたって一定のRが維持されます。
この一次近似は、限られた温度範囲でのみ正確です。抵抗と温度の関係を表すより堅牢な表現は、半導体抵抗に関するSteinhart-Hart方程式に基づいており、次のように表されます。
1/T = A + BlnR + C(lnR)3
この式では、T (温度) とR (抵抗) の項が一次近似と一致します。A、B、C係数は、サーミスタの個々のサーミスタ特性に合わせて調整されます。
抵抗特性以外にも、サーミスタは、小型のSMD部品から小型のSMD部品まで、幅広いパッケージで提供されています。 ブレッドボード リモートセンシングの目的のためにリード線が接続されたデバイスに適用されます。サーミスタは温度測定に使用したり、直接回路制御に実装したりできます。
サーミスタは何に使用されますか?
画像: Jeremy Cook | サーミスタには小型パッケージと大型パッケージがあります。
サーミスタ温度検知はNTCサーミスタによって行われます。たとえば、3Dプリンターのホットエンドの温度は、通常、定格周囲温度 (25ºC/77ºF) 抵抗が100kΩ のNTCサーミスタで測定されます。3Dプリンターのコントローラーは、温度と相関関係にあるサーミスタの抵抗を測定します。この温度データにより、プリンターはPLAまたはその他の材料を溶かすために適切な量の電力を供給できます。
コントローラにデータを送信する以外にも、サーミスタはいくつかの方法で回路内で直接使用できます。
• PTCC : 回路保護のための電流制限。適切に指定されたPTC抵抗器に過剰な電流が流れると、熱が発生し、抵抗が増加します。したがって、これはリセット可能なヒューズとして機能し、高温のときに電流の流れを抑制し、通常の（より低温の）状態では電流の流れを許可します。
• NTC: 突入電流リミッター 。これらのデバイスの抵抗は最初は高いのですが、少量の電流がサーミスタを加熱すると、時間の経過とともに抵抗が低下します。抵抗が下がると、より多くの電流が流れ、制御された方法で増加します。
• 熱応答デバイスの作動: NTCサーミスタを使用して冷却ファンを制御し、高温時に電力を供給することができます。PTCサーミスタも同様の方法で使用して、空間が寒すぎる場合にヒーターを作動させることができます。どちらも直接制御が可能ですが、代わりにサーミスタを使用して測定する方が有利な場合があります。その後、 マイクロコントローラ 、スマートビルディングセットアップ、またはその他のスマートデバイスを使用して、より洗練された決定を下すことができます。
サーミスタ：測定と回路保護に役立つ
サーミスタはNTCとPTC に分類できますが、これらのコンポーネントを検討するより良い方法は、測定用か、直接動作/回路保護用かを検討することです。測定用サーミスタには、他の電子機器に接続するためのケーブルが付属していることがよくあります。ただし、「直接動作」サーミスタは、回路基板上の比較的小さな負荷で使用するために、小型の表面実装パッケージで提供されることがよくあります。より大きな負荷に対応するために、より大きなスルーホール スタイルのコンポーネントの形をとることもできます。
サーミスタは 数多くの有用な設計の可能性を提供するため、温度に敏感なアプリケーションや電子機器の保護を扱う際に考慮する必要があります。また、コスト効率が非常に高い傾向があり、プロジェクトを予算内に収めるのに役立ちます。
