[121회 소방기술사] 3교시 답안작성 연습(서미스터(Thermistor) 저항변화 특성, 적용 감지기 작동 메커니즘)

 

화재감지기 감지소자로 적용되는 서미스터(Thermistor)의 저항변화 특성을 저항-온도 그래프를 이용하여 종류별로 설명하고 서미스터가 적용된 감지기의 작동 메커니즘에 대하여 쓰시오

 

1. 서미스터(Thermistor) 의 개요

 
1. 서미스터란 온도가 변하면 전기 저항값이 민감하게 변하는 반도체이다.
2. 측온 저항체 또는 열가변 저항기 라고도 한다.
3. 회로의 온도를 감지하는 소자로써 이용되며 소방에서는 주로 감지기에 유용하게 사용한다.
 

2. 서미스터의 종류

 

[그림-1] 서미스터 저항-온도 그래프

 1. NTC(Negative Temperature Coefficient) 
  ㄱ. 온도가 상승하면 저항값이 낮아지고, 반대로 온도가 낮아지면 저항값이 증가하는 특성
  ㄴ. 센서의 응답속도가 빠르고 신뢰성이 높다
  ㄷ. 차동식 감지기에 적용할 수 있다
 
 2. PTC(Positive Temperature Coefficient)
  ㄱ. 온도가 상승하면 저항값도 상승하고, 온도가 낮아지면 저항값도 낮아지는 특성
  ㄴ. 전류가 흐르면 줄열에 의해 온도 상승후 일정 온도가 되면 저항이 급격히 상승한다
  ㄷ. 온풍기, 다리미 등에 사용된다
 
 3. CTR(Critical Temperature Resistor)
  ㄱ. 일정 온도값에서 저항값이 급격히 변화(감소)하는 특성
  ㄴ. 정온식 감지기에 적용할 수 있다

3. 서미스터의 작동 원리

 

[그림-2] 휘트스톤 브리지

 

1. 휘트스톤 브리지를 이용해 정상상태의 경우 다음의 식을 만족하도록 회로를 구성한다.

2. 온도가 변화하면 서미스터의 저항이 변화하므로 위 등식이 성립하지 않게 된다.

3. 이러한 저항의 변화를 감지해서 신호를 보내도록 한다.

 

4. 서미스터 적용된 감지기의 작동 메커니즘

 

1. 차동식 스포트형 감지기(열반도체식)

 ㄱ. 감지기 내·외부 설치된 서미스터에 도달하는 온도 상승의 시간 차를 검출한다.

 ㄴ. 급격한 온도 상승 -> 서미스터(NTC) 저항 감소 -> 감지 후 수신기에 신호 송신

 

2. 정온식 스포트형 감지기(반도체식)

 ㄱ. 서미스터 1개를 외부에 설치해서 공칭 작동온도 도달 시 화재 신호를 전달한다.

 ㄴ. 급격한 온도 상승 -> 서미스터 저항(NTC,CTR) 감소 -> 특정 저항값 이하로 떨어지면 수신기에 신호 송신
 

 

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