কল্পনা করুন আপনার গাড়ির ইঞ্জিন স্বয়ংক্রিয়ভাবে জ্বালানী ইনজেকশনকে এমনভাবে সমন্বয় করছে যা শীতের জমাট বাঁধা সকালে মসৃণভাবে চালু হওয়া নিশ্চিত করে, অথবা আপনার স্মার্টফোন গ্রীষ্মের প্রচণ্ড গরমে অতিরিক্ত গরম হওয়া রোধ করতে বুদ্ধিমানের মতো তার স্ক্রিনকে ম্লান করে দিচ্ছে। এই আপাতদৃষ্টিতে সাধারণ বৈশিষ্ট্যগুলি একটি গুরুত্বপূর্ণ ইলেকট্রনিক উপাদানের উপর নির্ভর করে: NTC থার্মিস্টর। একটি অদৃশ্য অভিভাবক হিসাবে কাজ করে, এটি তাপমাত্রা সংবেদনে এবং সার্কিট সুরক্ষায় একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

NTC এর অর্থ হল "নেগেটিভ টেম্পারেচার কোয়েফিসিয়েন্ট”। একটি NTC থার্মিস্টর হল এমন একটি রোধক (resistor) যার তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে রোধ কমে যায়। এই অনন্য বৈশিষ্ট্যটি এটিকে তাপমাত্রা সংবেদন এবং কারেন্ট সীমিত করার জন্য আদর্শ করে তোলে। সিলিকন তাপমাত্রা সেন্সর এবং রেজিস্ট্যান্স টেম্পারেচার ডিটেক্টর (RTD)-এর তুলনায়, NTC থার্মিস্টরগুলি প্রায় পাঁচ থেকে দশ গুণ বেশি তাপমাত্রা সংবেদনশীলতা সহগ সরবরাহ করে, যা তাপমাত্রা পরিবর্তনের জন্য দ্রুত এবং আরও সুনির্দিষ্ট প্রতিক্রিয়া সক্ষম করে।

সাধারণত, NTC সেন্সরগুলি -55°C থেকে +200°C তাপমাত্রার মধ্যে কাজ করে। প্রাথমিক NTC রোধকগুলি তাদের অ-রৈখিক রোধ-তাপমাত্রা সম্পর্কের কারণে সমস্যার সম্মুখীন হয়েছিল, যা অ্যানালগ সার্কিটে সুনির্দিষ্ট তাপমাত্রা পরিমাপকে জটিল করে তোলে। যাইহোক, ডিজিটাল সার্কিটের অগ্রগতি এই সমস্যাটি সমাধান করেছে ইন্টারপোলেশন লুকআপ টেবিল বা সমীকরণগুলির মাধ্যমে যা সাধারণ NTC বক্ররেখার কাছাকাছি।

ধাতু দিয়ে তৈরি RTD-এর বিপরীতে, NTC থার্মিস্টর সাধারণত সিরামিক বা পলিমার দিয়ে তৈরি করা হয়। বিভিন্ন উপকরণ ভিন্ন তাপমাত্রা প্রতিক্রিয়া এবং কর্মক্ষমতা বৈশিষ্ট্য প্রদান করে।

• তাপমাত্রা প্রতিক্রিয়া: বেশিরভাগ NTC থার্মিস্টর -55°C থেকে 200°C এর জন্য অপ্টিমাইজ করা হয়েছে, যা এই সীমার মধ্যে সবচেয়ে সঠিক রিডিং প্রদান করে। বিশেষায়িত প্রকারগুলি পরম শূন্যের কাছাকাছি (-273.15°C) বা 150°C এর বেশি পরিবেশে কাজ করতে পারে।
• তাপমাত্রা সংবেদনশীলতা: "% পরিবর্তন প্রতি °C" বা "% পরিবর্তন প্রতি কেলভিন”-এ প্রকাশ করা হয়, NTC সেন্সরগুলি সাধারণত -3% থেকে -6%/°C এর মধ্যে মান দেখায়, যা উপকরণ এবং উত্পাদন প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করে।
• অন্যান্য সেন্সরগুলির সাথে তুলনা: NTC থার্মিস্টরগুলি আকার, প্রতিক্রিয়ার গতি, শক প্রতিরোধ এবং খরচের ক্ষেত্রে প্ল্যাটিনাম RTD-এর চেয়ে ভালো পারফর্ম করে। RTD-এর চেয়ে সামান্য কম নির্ভুল হলেও, তারা নির্ভুলতার ক্ষেত্রে থার্মোকাপলের সাথে মেলে। যাইহোক, থার্মোকাপলগুলি উচ্চ-তাপমাত্রার অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে (600°C পর্যন্ত) ভালো কাজ করে। কম তাপমাত্রায়, NTC থার্মিস্টরগুলি ন্যূনতম অতিরিক্ত সার্কিট্রির সাথে উচ্চতর সংবেদনশীলতা, স্থিতিশীলতা এবং নির্ভুলতা প্রদান করে।
• স্ব-উত্তাপ প্রভাব: একটি NTC থার্মিস্টরের মধ্য দিয়ে কারেন্ট প্রবাহ তাপ উৎপন্ন করে, যা পরিমাপের নির্ভুলতাকে প্রভাবিত করে। এই প্রভাব কারেন্টের পরিমাণ, পরিবেশগত অবস্থা (তরল/গ্যাস, প্রবাহের উপস্থিতি), তাপমাত্রা সহগ এবং পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের উপর নির্ভর করে। এই বৈশিষ্ট্যটি প্রায়শই ট্যাঙ্ক সেন্সরগুলির মতো তরল উপস্থিতি ডিটেক্টরগুলিতে ব্যবহার করা হয়।
• তাপ ক্ষমতা: mJ/°C-এ পরিমাপ করা হয়, তাপ ক্ষমতা একটি থার্মিস্টরের তাপমাত্রা 1°C বাড়াতে প্রয়োজনীয় শক্তি নির্দেশ করে। এই প্যারামিটারটি সার্ge কারেন্ট সীমিত করার অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এটি প্রতিক্রিয়ার গতি নির্ধারণ করে।

একটি থার্মিস্টর নির্বাচন করার জন্য অপচয় ধ্রুবক, তাপীয় সময় ধ্রুবক, প্রতিরোধের মান, প্রতিরোধ-তাপমাত্রা বক্ররেখা এবং সহনশীলতা বিবেচনা করতে হয়। অত্যন্ত অ-রৈখিক R-T সম্পর্কের কারণে, ব্যবহারিক সিস্টেম ডিজাইনগুলি আনুমানিক পদ্ধতি ব্যবহার করে।

• প্রথম-ক্রমের অনুমান: সবচেয়ে সহজ পদ্ধতি, ΔR = k · ΔT, যেখানে k হল নেগেটিভ তাপমাত্রা সহগ। শুধুমাত্র সংকীর্ণ তাপমাত্রা সীমার মধ্যে কার্যকর যেখানে k প্রায় ধ্রুবক থাকে।
• বিটা সূত্র: একটি উপাদান ধ্রুবক β ব্যবহার করে 0°C থেকে +100°C এর মধ্যে ±1°C নির্ভুলতা প্রদান করে: R(T) = R(T0) · e^(β(1/T - 1/T0))। দুই-পয়েন্ট ক্রমাঙ্কন প্রয়োজন কিন্তু সাধারণত কার্যকর পরিসরে ±5°C নির্ভুলতা বজায় রাখে।
• স্টেইনহার্ট-হার্ট সূত্র: 1968 সাল থেকে সোনার মান: 1/T = A + B · ln(R) + C · (ln(R))^3। সহগ (A, B, C) ডেটাশিটে প্রদান করা হয়। -50°C থেকে +150°C পর্যন্ত ±0.15°C নির্ভুলতা প্রদান করে এবং 0°C থেকে +100°C পরিসরে ±0.01°C পর্যন্ত।
• সঠিক অনুমান নির্বাচন করা: নির্বাচন গণনামূলক সংস্থান এবং সহনশীলতার প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে। কিছু অ্যাপ্লিকেশন প্রথম-ক্রমের অনুমানগুলির সাথে যথেষ্ট, অন্যরা লুকআপ টেবিলের সাথে সম্পূর্ণ ক্রমাঙ্কন প্রয়োজন হতে পারে।

NTC রোধকগুলি প্ল্যাটিনাম, নিকেল, কোবাল্ট, লোহা এবং সিলিকনের অক্সাইড ব্যবহার করে, বিশুদ্ধ মৌলিক, সিরামিক বা পলিমার আকারে তৈরি করা হয়। উৎপাদন পদ্ধতি তাদের তিনটি বিভাগে শ্রেণীবদ্ধ করে:

• বিড থার্মিস্টর: প্ল্যাটিনাম খাদ লিড সরাসরি সিরামিক বডিতে সিন্টার করা হয়। ডিস্ক/চিপ প্রকারের চেয়ে দ্রুত প্রতিক্রিয়া সময়, ভালো স্থিতিশীলতা এবং উচ্চতর অপারেটিং তাপমাত্রা প্রদান করে তবে আরও ভঙ্গুর। প্রায়শই সুরক্ষার জন্য কাঁচ-এনক্যাপসুলেটেড, যার ব্যাস 0.075–5 মিমি পর্যন্ত।
• ডিস্ক এবং চিপ থার্মিস্টর: ধাতুপৃষ্টের যোগাযোগ বৈশিষ্ট্যযুক্ত। বৃহত্তর আকার প্রতিক্রিয়ার সময় কমিয়ে দেয় তবে অপচয় ধ্রুবক উন্নত করে, যা উচ্চ কারেন্ট হ্যান্ডলিং সক্ষম করে। ডিস্কগুলি অক্সাইড পাউডার থেকে চাপানো হয় এবং সিন্টার করা হয়; চিপগুলি টেপ কাস্টিংয়ের মাধ্যমে তৈরি করা হয়। সাধারণ ব্যাস: 0.25–25 মিমি।
• গ্লাস-এনক্যাপসুলেটেড NTC থার্মিস্টর: উচ্চ-তাপমাত্রা (>150°C) বা রুক্ষ PCB অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য কাঁচের বাল্বে হারমেটিকভাবে সিল করা হয়। স্থিতিশীলতা এবং পরিবেশগত প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি করে, যার ব্যাস 0.4–10 মিমি।

NTC থার্মিস্টর তাপমাত্রা পরিমাপ, নিয়ন্ত্রণ, ক্ষতিপূরণ, তরল সনাক্তকরণ, কারেন্ট সীমিতকরণ এবং স্বয়ংচালিত পর্যবেক্ষণের মতো বিভিন্ন উদ্দেশ্যে কাজ করে। অ্যাপ্লিকেশনগুলি শোষিত বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য দ্বারা শ্রেণীবদ্ধ করা হয়:

• প্রতিরোধ-তাপমাত্রা বৈশিষ্ট্য: তাপমাত্রা পরিমাপ/নিয়ন্ত্রণ/ক্ষতিপূরণে ব্যবহৃত হয়। স্ব-উত্তাপ এড়াতে ন্যূনতম কারেন্ট প্রয়োজন।
• কারেন্ট-সময় বৈশিষ্ট্য: সময় বিলম্ব, সার্ge কারেন্ট সীমিতকরণ এবং দমন-এ প্রয়োগ করা হয়। তাপ ক্ষমতা এবং অপচয় ধ্রুবকের উপর নির্ভর করে, যেখানে কারেন্ট-প্ররোচিত গরম সার্কিট পরিবর্তনকে ট্রিগার করে।
• ভোল্টেজ-কারেন্ট বৈশিষ্ট্য: কারেন্ট সীমিতকরণ বা তাপমাত্রা ক্ষতিপূরণ/পরিমাপের জন্য পরিবেশগত/সার্কিট পরিবর্তনের কারণে অপারেটিং পয়েন্ট শিফট ব্যবহার করে।