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感温抵抗器・サーミスタ 2

サーミスタ

「サーミスタ」とは、温度により抵抗値が変化する素子です。温度が上がると抵抗値が下がる「負特性サーミスタNT73」と、これとは逆に温度が上がると抵抗値が上昇する「正特性サーミスタPT72」があります。計測器の他、家電製品や工業製品にも多く使用されています。携帯電話などでは2次電池の充電制御にも使われています。

「負特性サーミスタ」の温度特性
t℃における抵抗値Rは近似的に下記で与えられます。

R = Ro・exp{B(1/t-1/To)}
R:温度T(K)における抵抗値 * T(K) = t(℃)+ 273.15
Ro:温度To(K)における抵抗値
B:B定数と云われるもので単位は(K)
サーミスタのカタログにはRoとして25℃における抵抗値が記載されています。

サーミスタのリニアライズ

温度が広範囲の場合はサーミスタの抵抗値の変化幅が広くなりすぎて、扱いにくくなるため、サーミスタのリニアライズを行って変化幅を圧縮して使用します。
リニアライズには温度変化に対して正のスロープの出力電圧が得られる電圧モードと、負のスロープの出力電圧が得られる抵抗モードがあります。

リニアライズ用の抵抗について、電圧モードで説明します。
使用温度の下限をT、使用温度の上限をTHとしたとき使用温度範囲の下限より10%上の温度をT10、使用温度範囲の中央の温度をT50、使用温度範囲の上限より10%下の温度をT90とします。
そうすると、直列抵抗R1は次式で求められます。

NT732ATD22kΩを使用してリニアライズ行った例
使用温度範囲上限 : 100℃ 、 使用温度範囲下限 : 0℃としたとき
B定数=3800 、 Ro(at25℃)=22kΩ
R=Ro exp{B(1/T-1/To)}より
RT10=43.21kΩ 、RT50=8.21kΩ  、RT90=2.25kΩ
したがって R1=6.51kΩ
Vin=1[V]としてVoutを求めると次のグラフのようになります。
0~100℃において、うまくリニアライズされているのが判ります。

「負特性サーミスタNT73」による液晶表示パネルの温度補償

携帯電話や各種OA機器などの液晶表示装置には多くのサーミスタが使用されています。液晶は温度によって諸特性が大きく変化し、コントラストが変わります。そこでサーミスタを使って周囲温度を検出し、パネル印加電圧を調整します。

液晶パネルの温度補償
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