Senin, 25 September 2017
Gambar sumber : LinkedIn
Termistor untuk pengukuran suhu
Termistor NTC memberikan solusi yang sangat baik dalam aplikasi yang membutuhkan pengukuran suhu yang akurat. Karena sensitivitasnya yang tinggi , Termistor NTC ideal untuk mendeteksi perubahan suhu yang kecil. Namun, kurva karakteristik untuk termistor ini sangat non linier. Resistansi umumnya merupakan fungsi eksponensial suhu , seperti yang ditunjukkan pada Persamaan (1)
di mana R 0 adalah resistansi pada suhu acuan, T0, sedangkan ß adalah konstan, karakteristik materi, T 0 , suhu referensi, umumnya diambil sebagai 298 ° K (25 ° C).
Jika pengguna dapat mengukur resistansi secara elektrik, pemecahan untuk suhu mudah dengan kurva resistensi versus suhu yang disediakan Ametherm untuk termistor NTC tertentu.
Namun, jika termistor disisipkan di sirkuit, perubahan resistansi dicatat dalam kaitannya dengan voltaseatau perubahan arus yang sesuai . Dalam kasus ini, pengguna harus mengukur jumlah listrik (misalnya voltase) terlebih dahulu sebelum menghitung suhu dari sengatan listrik tersebut.
Mengapa Jembatan Wheatstone?
Jembatan Wheatstone , juga disebut pembanding nol, digunakan untuk mengukur ketahanan yang akurat.
Di jembatan Wheatstone pada Gambar 1, R 1 , R 2 , dan R3 diketahui dan R x adalah hambatan yang tidak diketahui. Bila potensial (tegangan) P1 (lihat gambar) sama dengan P2 potensial, jembatan konon seimbang.
Dalam kondisi ini, tidak ada arus yang mengalir (seperti yang ditunjukkan oleh pembacaan meteran "nol") melalui galvanometer dan rasio ketahanan di jalur R l - R 2 harus sama dengan rasio pada jalur R 3 - R x .
Tantangan utama pengukuran resistensi yang akurat adalah mengurangi efek pemuatan rangkaian oleh meteran.
Ketidaktepatan seperti itu disebabkan oleh penggambaran daya oleh meter, meskipun jumlah daya yang ditarik sangat kecil, dari sirkuit, meski memiliki impedansi yang sangat tinggi (misalnya 10 M:9).
Untuk pengukuran R x yang akurat , jembatan Wheatstone memainkan peran yang hebat, karena galvanometer , dalam kondisi seimbang, tidak menarik kekuatan apapun dari sirkuit. Hal ini meningkatkan akurasi dengan mengurangi efek "pemuatan" rangkaian oleh meteran.
Jembatan Wheatstone disebut pembanding nol karena membuat pengukuran dengan membandingkan dua kuantitas , satu dari nilai yang diketahui, yang lainnya tidak diketahui.
Nilai yang tidak diketahui disesuaikan sampai sama dengan nilai yang diketahui dan detektor yang ditempatkan di atasnya memberi pembacaan nol atau nol.
Kondisi berikut berlaku untuk jembatan Wheatstone yang seimbang:
Mengukur Suhu Dengan Jembatan Wheatstone
Untuk mengukur suhu, jembatan Wheatstone digunakan di luar keseimbangan dimana voltase out-of-balance , 94V, dapat diukur dan terkait dengan ketahanan termistor. Lihat rangkaian jembatan DC sederhana seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2 yang digunakan untuk pengukuran presisi seperti menggunakan termistor. Sebuah pilihan yang benar dari resistor R 2 dan R 3 akan menghapus nilai DC rata-rata 94V.
Gambar 2. Pengukuran Suhu Menggunakan Termistor
Mengingat rangkaian ini, sekarang kita mendapatkan hubungan antara T dan .V. Secara umum,
Asumsikan R1 = R3. Kemudian,
Menata ulang RT,
Hubungan antara T dan RT diberikan oleh,
atau,
Mengganti RT dari Persamaan 5, kita punya
Jika kita lanjutkan R1 = R2 = R3 = Rb, kita miliki
Meskipun T bukan fungsi linier tegangan , untuk rentang kecil pada suhu, ini dapat dianggap sebagai linier dan kesalahannya dapat diabaikan dalam menghitung suhu (lihat Gambar 3). Ametherm memberikan nilai R0 dan ß dari Persamaan 9.
Gambar 3: Kurva suhu tegangan khas dari sirkuit jembatan
catatan:
Termistor juga tunduk pada efek pemanasan sendiri yang tidak dibahas disini. Pilihan resistor di sirkuit Wheatstone Bridge bergantung pada aplikasi dan pada rentang pengukuran suhu.
Diterjemahkan dari : https://www.ametherm.com/thermistor/ntc-thermistors-temperature-measurement-with-wheatstone-bridge