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thermister

◆ thermister서미스터(Thermister)는 Thermally sensitive resistor의 합성어로서 온도변화에 의해 소자의 전기저항이 큰폭으로 변화하는 금속산화물반도체의 감온소자를 말한다.원래 미국 웨스턴사의 상품명이었으나 근래에는 온도검출용 반도체소자의 대명사로 일반화되었다.서미스터를 기본적 특성에 따라 분류하면 온도가 상승하면 전기저항이 감소하는 부온도특성(NTC:Negative Temperature Coefficient)서미스터와 이와반대로 온도가 상승함에 따라 저항값이 증가하는 정온도특성(PTC:Positive Temperature Coefficient)서미스터가 있다.또 NTC와 같은 특성이긴 하나 어떤 온도역(온도범위)에서 전기저항이 급격히(현저하게) 감소하는 CTR서미스터도 있다.일반적으로 서미스터라하면 NTC를 가리키며 니켈(NiO)·코발트(CoO)·망간(MnO) 등의 산화물을 적당한 비율로 혼합하여 소결(산화물가루를 어떤 형태로압축·가열하여 굳힘)한 반도체로 주위의 온도상승에 민감하게 반응하여 전기저항이 감소하는 전자회로용 소자다.온도가 높아지면 저항값이 증가하는 PTC는 티탄산바륨(BaTiO3)을 주성분으로하여 만들며 CTR는 산화바라듐(VO2)을 주성분으로 하여 만든다.구조적으로는 직접 열을 감온하는 직열형과 좀 떨어져서 열을 감온하는 방열형, 서서히 열을 감온하는 지연형으로 분류되며 크기는 깨알만한 것에서부터 드롭스(사탕)크기만한 것까지 여러가지가 있다.◆ 온도 센서도체에 있어서 전기저항은 온도의 변화에 따라 변화한다. 이러한 특성을 이용, 단위온도 변화에 대한 저항 변동율을 안다면 변동되는 저항치 만으로 해당 온도를 측정할 수 있게 된다. 여기서 단위온도에 대한 저항 변동율은 온도계수라 하며, 온도 증가시 저항치가 증가하면 정의 온도계수 저항치가 감소하면 부의 온도계수라고 한다. 주로 온도측정에 사용하는 금속 재질은 정의 온도계수를 갖고 있으며 이중에서도 온도측정에 사용되는 재질은 백금, 니켈, 동 등이며 재질이 순수한식에 비해 낮음응답 속도? 늦음? 접촉 방식에 비해 빠름기타이상적인 온도 센서는 측정 범위가 넓고 정확하며 소형이며 값이 싸야 되지만 이러한 모든 조건을 만족시키는 만능형 센서는 존재하지 않는다. 따라서 측정대상물의 종류 , 측정 범위 요구 정밀도 , 가격등을 잘 고려해 적합한 온도 센서를 선택하여 사용하여야 한다. 온도센서의 종류와 특성에 대해 알아보면[접촉식 온도 센서의 종류와 특성]종 류원 리사 용 온 도비 고유리 온도계열팽창-50~500저가격백금저항 온도 센서저항 변화-200~500고정밀도, 직진성 우수, 고가써미스터저항 변화-150~1300고감도, 직선성 나쁨, 응답속도 빠름열전대열기전력-200~1600직선성 우수,저감도, 응답 속도 빠름IC온도계반도체 물성-200~1600직선성 우수방사(복사) 온도계비접촉식가. 백금저항온도센서온도에 따라 백금의 저항치가 변하는 원리를 이용한 것으로 현존하는 온도센서중 가장 정확도가 높아 -260~630'C 영역에서는 표준온도센서로 사용된다.대부분 절연물질이 충진된 보호관에 넣어 사용하며 정밀한 측정이 요구되는 염색, 화학공업이나 프로세서 제어용으로 많이 사용하고 있으나 가격이 다소 비싼 것이 흠이다.도체에 있어서 전기저항은 온도의 변화에 따라 변화한다. (금속에서 하전입자 즉, 전자의 수는 온도에 별로 의존하지 않고 격자의 열진동에 의한 하전입자의 산란, 결함 및 불순물 등 격자의 불규칙성에 의한 산란등에 의존한다.) 이러한 특성을 이용, 단위온도 변화에 대한 저항 변동율을 안다면 변동되는 저항치 만으로 해당 온도를 측정할 수 있게 된다. 여기서 단위온도에 대한 저항 변동율은 온도계수라 하며, 온도 증가시 저항치가 증가하면 정의 온도계수 저항치가 감소하면 부의 온도계수라고 한다. 주로 온도측정에 사용하는 금속 재질은 정의 온도계수를 갖고 있으며 이중에서도 온도측정에 사용되는 재질은 백금, 니켈, 동 등이며 재질이 순수한 것일수록 온도계수는 커지고 그 값도 일정해진다. 1871년 윌리엄 지멘스가 백금을 이용 저항 온도전용의 콘버터를 사용하여야 한다.측온 저항체는 저항 소자 양단에 각 1개의 도선을 연결한 2선식, 도선 저항분을 제거하기 위하여 한쪽에 2개의 도선을 연결한 3선식, 양단에 각 2개씩의 도선을 연결한 4선식으로 분류되며, 도선 수가 많을수록 고 정확도용으로 이용된다. 보통 현장에서는 3선식이 주류를 이루고 있으나 최근 제어장비의 발달에 따른 정확도 향상으로 선진국에서는 4선식의 사용이 늘어나고 있는 점도 주목할만 하다. 만약 현장형 온도 전송기를 선택할 경우는 향후를 대비하여 4선식까지 사용이 가능한 제품을 선정할 필요가 있다. 백금의 100옴에서 공칭 오차한계는 +/- 0.06옴 정도 이다.[배금선 저항 온도센서의 구조]자기보호관형 백금선 센서의 구조는 고순도의 가는 백금선을 마이카나 석영에 감고 , 자기 또는 유리로 만들어진 보호관에 넣은 것이다. 최근에는 박막 기술의 발전에 따라 백금 박막을 이용한 온도 센서가 개발되어 사용되고 있는데 저항값을 크게 할 수 있고 회로와 함께 직접화시킬 수 있어 그 활용이 확대되고 있다.나. 써미스터금속산화물을 소결하여 만들며 온도에따라 저항치가 변하는 특성을 이용한 것으로 부특성(NTC) 서미스터, 정특성(PTC) 서미스터로 나눈다.현재 온도센서로 가장 많이, 그리고 널리 사용되고 있으며 값이 싸고 소형이지만 직선성, 감도, 기준온도등이 문제가 된다.NTC 서미스터는 주로 온도감지, 온도보상, 액위/풍속/진공검출, 돌입전류방지, 지연소자등으로 사용되고 있으며 PTC 서미스터는 모터기동, 자기소거, 정온발열, 과전류보호용으로 사용된다.최근에는 기술개발의 진보로 극저온, 저온, 고온용의 서미스터들이 개발되어 사용중에 있으며 응용범위도 폭넓게 확대되고 있다.다. 열전대 (Thermocouple)두종류 금속선의 접합점양단에서 발생하는 기전력변화를 이용한 것으로 철강, 발전소, 중화학등 공업용으로 많이 사용되고 있으나 대체로 백금저항온도센서나 복사온도계에 비해 정확도가 떨어진다.그러나, 열전대는 IPTS(국제실용온도측도)에서 63Constantan(CC)등이 있다.[열전대 특징]공업용열전대는 다른 온도계와 비교하여 다음과 같은 특징을 가지고 있다? 응답속도가 빠르며 오차가 비교적 적다.? 적절한 열전대를 선정하기가 용이하며 0℃에서 2,6000℃까지의 온도범위를 측정도 가능하다.? 특정한 곳이나 좁은 장소의 온도측정도 가능? 온도가 열기전력으로 검출되므로 측정, 조절,제어, 변화등의 정보처리에 용이하다다른 온도계에 비하여 가격이 저렴하며 구입이용이하다.? 전원을 필요로 하지 않는다.? 저온 영역에서 열기전력이 작으므로 주로 고온 측정에 사용된다.? 대체로 백금저항온도센서나 복사온도계에 비해 정확도가 떨어진다.[열전대의 구성재료와 특징]종류구성 재료최고온도한계특징결점+각-각B로듐 30%를 함유하는 백금로듐합금로듐 6%를 함유하는 백금로듐합금1700? 1700까지의 고온 측정 가능? 안정성 양호? 환원성 분위기에서도 열화가 작음? 보상도선이 불필요? 단단해서 가공이 어려움? 고가(귀금속)? 0이하의 저온 측정 불가능R로듐 13%를 함유하는 백금로듐합금백금1600? 정밀도가 높고, 불균형이나 열화 작음? 내약품성, 내산화성 양호? 1000이상의 고온 측정 가능? 전기 저항이 낮음? 강도가 좋지 않다.? 기전력 특성의 직선성이 좋지 않음? 환원성 분위기에 약함? 0이하의 저온 측정 불가능? 고가(귀금속)S로듐 10%를 함유하는 백금로듐합금백금1600K니켈과 크롬을 주로한 합금니켈을 주로 한 합금1200? 열기전력 특성인 직선성이 양호? 1000이하에서 내산화성 양호? 비금속 열전쌍으로는 안정성이 양호? 환원성 분위기에 약함? 귀금속 열전쌍에 비해 안정성이 나쁨? 비금속 열전쌍으로는 고가? 전기 저항이 높음E니켈과 크롬을 주로한 합금동과 니켈을 주로 한 합금800? 강도가 현용 열전쌍에서 최고? J에 비교해서내식 내열성 양호? K에 비교해서 저가격? 환원성 분위기에 약함? 전기 저항이 높음J은동과 니켈을 주로 한 합금750? 환원성 분위기에서 사용 가능? K보다 20%정도 감도가 높음? K,E는 동의 산화 때문에 공기 중에서의 상용한도는 낮으나 습기가 많은 상태에서는 부식에 강하여 주로 영하의 온도 ( - 270도씨도 가능) 측정에 적합한 저온용 열전대 이다.라. 방사(복사) 온도계측정대상물의 표면에서 발생하는 열방사(복사)를 이용한 것으로 비접촉식이며 단색 파장대복사와 2개 파장대복사를 이용하는 방식이 있다.철강, 요업에서 많이 사용하며 최근에는 저온복사온도계가 실용화되어 열전대들을 대체해가고 있다.마. IC 온도센서서미스터나 열전대의 단점인 직선성, 감도, 기준온도등을 보완한 것이 IC온도센서이다.이것은 온도에따라 P-N접합부의 전류전압특성이 변하는 것을 이용한 것으로 전압출력형과 전류출력형이 있다.바. 기타바이메탈, 감온페라이트, 유리온도계, 수정온도계, NQR온도계등 많은 종류가 있으나 정밀도가 떨어지고 응용범위가 제한되어 있다.다만, 수정온도계는 매우 고감도이므로 아직은 특수용도로 많이 사용되고 있다.◆ 온도센서의 용도가. 가전제품* 조리기기 : 전자렌지, 오븐렌지, 가스취반기, 전자조리기, 커피메이커, 핫플레이트, 토스 터, 전기밥솥* 공조/냉난방기 : 히터, 솔라시스템, 냉/난방기, 에어컨, 온풍/환풍기, 급탕기* 건강/미용기 : 전자체온계, 온수세정변기, 아누스크리너, 미용정발기, 헤어드라이너, 전자 모기향, 전기모포* 기타 : 냉장고, 급탕기, 다리미, 시계, 의류/이불/식기건조기, TV, AV기기, 세탁기나. 사무기기복사기, FAX, 프린터, 카메라, 화재경보기, 출입감지컴퓨터, CTV, 모니터, 자동소등, 커텐 엘리베이터, 에스컬레이터 등다. 산업용* 농업 : 담배건조기, 제차, 온실재배, 양돈, 보일러* 공업 : 제빙기, 현상액, 탱크유면계, 기름온도, 콘크리트레벨, 로봇, 공작기계, 자동검사,모터* 어업 : 해수온도, 양어장 수온* 상업 : 냉동쇼케이스, 자동판매기, 융성설비라. 의료, 계측* 의료 : 진단, 피부표면온도, 보육기, 링겔액* 계측 : 해류, 기상관측, 표면온도, 인공위성마. 자동차흡기제어, 냉각수온, 엔진온도

공학/기술| 2003.11.04| 11페이지| 1,000원| 조회(1,021)

센서, 공학, 화학, thermister

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