Закрыть

Позисторы параметры: Позистор: определение электронного элемента + схемы включения прибора

Содержание

Терморезисторы принцип работы — Electrik-Ufa.ru

Терморезисторы. Виды и устройство. Работа и параметры

Полупроводниковые резисторы, сопротивление которых зависит от температуры называются терморезисторы. Они имеют свойство значительного температурного коэффициента сопротивления, величина которого больше, чем у металлов во много раз. Они широко применяются в электротехнике.

На электрических схемах терморезисторы обозначаются:

Устройство и работа

Они имеют простую конструкцию, выпускаются разных размеров и формы.

В полупроводниках есть свободные носители заряда двух видов: электроны и дырки. При неизменной температуре эти носители произвольно образуются и исчезают. Среднее количество свободных носителей находится в динамическом равновесии, то есть неизменно.

При изменении температуры равновесие нарушается. Если температура повышается, то число носителей заряда также увеличивается, а при снижении температуры концентрация носителей уменьшается. На удельное сопротивление полупроводника оказывает влияние температура.

Если температура подходит к абсолютному нулю, то полупроводник имеет свойство диэлектрика. При сильном нагревании он идеально проводит ток. Основной особенностью терморезистора является то, что его сопротивление наиболее заметно зависит от температуры в обычном интервале температур (-50 +100 градусов).

Популярные терморезисторы производятся в виде стержня из полупроводника, который покрыт эмалью. К нему подведены электроды и колпачки для контакта. Такие резисторы применяются в сухих местах.

Некоторые терморезисторы располагают в металлическом герметичном корпусе. Поэтому они могут использоваться во влажных местах с агрессивной внешней средой.

Герметичность корпуса создается при помощи олова и стекла. Стержни из полупроводника обернуты металлизированной фольгой. Для подключения тока применяется проволока из никеля. Величина номинального сопротивления составляет 1-200 кОм, температура работы -100 +129 градусов.

Принцип действия терморезистора основан на свойстве изменения сопротивления от температуры. Для изготовления используются чистые металлы: медь и платина.

Основные параметры
  • ТКС – термический коэффициент сопротивления , равен изменению сопротивления участка цепи при изменении температуры на 1 градус. Если ТКС положительный, то терморезисторы называют позисторами (РТС-термисторы) . А если ТКС отрицательный, то термисторами (NТС-термисторы) . У позисторов при повышении температуры повышается и сопротивление, а у термисторов все происходит наоборот.
  • Номинальное сопротивление – это величина сопротивления при 0 градусах.
  • Диапазон работы . Резисторы делят на низкотемпературные (менее 170К), среднетемпературные (от 170 до 510 К), высокотемпературные (более 570К).
  • Мощность рассеяния . Это величина мощности, в пределах которой терморезистор во время работы обеспечивает сохранение заданных параметров по техническим условиям.
Виды и особенности терморезисторов

Все датчики температуры на производстве работают по принципу преобразования температуры в сигнал электрического тока, который можно передавать с большой скоростью на дальние расстояния. Любые величины можно преобразовать в электрические сигналы, переведя их в цифровой код. Они передаются с высокой точностью, и обрабатываются вычислительной техникой.

Металлические терморезисторы

Материалом для терморезисторов можно использовать далеко не любые проводники тока, так как к терморезисторам предъявляются некоторые требования. Материал для их изготовления должен иметь высокий ТКС, а сопротивление должно зависеть от температуры по линейному графику в большом интервале температур.

Также проводник из металла должен обладать инертностью к агрессивным действиям внешней среды и качественно воспроизводить характеристики, что дает возможность менять датчики без особых настроек и измерительных приборов.

Для таких требований хорошо подходят медь и платина, не считая их высокой стоимости. Терморезисторы на их основе называют платиновыми и медными. ТСП (платиновые) термосопротивления работают при температурах -260 — 1100 градусов. Если температура в пределах от 0 до 650 градусов, то такие датчики применяют в качестве образцов и эталонов, так как в этом интервале нестабильность составляет не более 0,001 градусов.

Из недостатков платиновых терморезисторов можно назвать нелинейность преобразования и высокую стоимость. Поэтому точные замеры параметров возможны только в рабочем диапазоне.

Практически широко применяются недорогие медные образцы терморезисторов ТСМ, у которых линейность зависимости сопротивления от температуры намного выше. Их недостатком является малое удельное сопротивление и неустойчивость к повышенным температурам, быстрая окисляемость. В связи с этим термосопротивления на основе меди имеют ограниченное использование, не более 180 градусов.

Для монтажа платиновых и медных датчиков применяют 2-проводную линию при расстоянии до прибора до 200 метров. Если удаление больше, то применяют трехжильный кабель, в котором третий проводник служит для компенсирования сопротивления проводов.

Из недостатков платиновых и медных терморезисторов можно отметить их малую скорость работы. Их тепловая инерция достигает нескольких минут. Существуют терморезисторы с малой инерционностью, время срабатывания которых не выше нескольких десятых секунды. Это достигается небольшими размерами датчиков. Такие термосопротивления производят из микропровода в стеклянной оболочке. Эти датчики имеют небольшую инерцию, герметичны и обладают высокой стабильностью. При небольших размерах они обладают сопротивлением в несколько кОм.

Полупроводниковые

Такие сопротивления имеют название термисторов. Если их сравнить с платиновыми и медными образцами, то они обладают повышенной чувствительностью и ТКС отрицательного значения. Это значит, что при возрастании температуры сопротивление резистора снижается. У термисторов ТКС намного больше, чем у платиновых и медных датчиков. При небольших размерах их сопротивление доходит до 1 мегома, что не позволяет оказывать влияние на измерение сопротивлению проводников.

Для осуществления замеров температуры большую популярность приобрели терморезисторы на полупроводниках КМТ, состоящих из оксидов кобальта и марганца, а также термосопротивления ММТ на основе оксидов меди и марганца. Зависимость сопротивления от температуры на графике имеет хорошую линейность в интервале температур -100 +200 градусов. Надежность терморезисторов на полупроводниках довольно высока, свойства имеют достаточную стабильность в течение длительного времени.

Основным их недостатком является такой факт, что при массовом изготовлении таких терморезисторов не получается обеспечить необходимую точность их характеристик. Поэтому один отдельно взятый резистор будет отличаться от другого образца, подобно транзисторам, которые из одной партии могут иметь различные коэффициенты усиления, трудно найти два одинаковых образца. Этот отрицательный момент создает необходимость дополнительной настройки аппаратуры при замене терморезистора.

Для подключения термисторов обычно применяют мостовую схему, в которой мост уравновешивается потенциометром. Во время изменения сопротивления резистора от действия температуры мост можно привести в равновесие путем регулировки потенциометра.

Такой метод ручной настройки используется в учебных лабораториях для демонстрации работы. Регулятор потенциометра оснащен шкалой, которая имеет градуировку в градусах. На практике в сложных схемах измерения эта регулировка происходит в автоматическом режиме.

Применение терморезисторов

В работе термодатчиков существует два режима действия. При первом режиме температура датчика определяется лишь температурой внешней среды. Протекающий по резистору ток маленький и не способен его нагреть.

При 2-м режиме термистор нагревается протекающим током, а его температура определяется условиями отдачи тепла, например, скоростью обдува, плотностью газа и т.д.

На схемах термисторы (NТС) и резисторы (РТС) имеют соответственно отрицательный и положительный коэффициенты сопротивления, и обозначаются следующим образом:

Что такое термистор (терморезистор)

Термистор представляет собой резистивный термометр или резистор, сопротивление которого зависит от температуры. Термин представляет собой комбинацию термо и резистор. Он изготовлен из оксидов металлов, спрессован в шарики, диски или цилиндрическую форму, а затем герметизирован непроницаемым материалом, таким как эпоксидная смола или стекло.

Существует два типа термисторов: отрицательный температурный коэффициент (NTC) и положительный температурный коэффициент (PTC). С термистором NTC, когда температура увеличивается, сопротивление уменьшается. И наоборот, когда температура снижается, сопротивление увеличивается. Этот тип термистора используется чаще всего.

Термистор PTC работает немного по-другому. Когда температура увеличивается, сопротивление увеличивается, а когда температура уменьшается, сопротивление уменьшается. Этот тип термистора обычно используется в качестве предохранителя. Огромный выбор терморезисторов вы можете посмотреть и приобрести на Алиэкспресс:

Как правило, термистор достигает высокой точности в ограниченном температурном диапазоне около 50ºC относительно целевой температуры. Этот диапазон зависит от базового сопротивления.

Термистор на схеме

Стрелка Т обозначает, что сопротивление является переменным в зависимости от температуры. Направление стрелки или полосы не имеет значения.

Термисторы просты в использовании, недороги, прочны и предсказуемо реагируют на изменения температуры. Хотя они не очень хорошо работают при чрезмерно высоких или низких температурах, они являются предпочтительным датчиком для применений, которые измеряют температуру в желаемой базовой точке. Они идеальны, когда требуются очень точные температуры.

Некоторые из наиболее распространенных применений термисторов используются в цифровых термометрах, в автомобилях для измерения температуры масла и охлаждающей жидкости, а также в бытовых приборах, таких как духовки и холодильники, но они также встречаются практически в любом приложении, где для обеспечения безопасности требуются защитные контуры отопления или охлаждения. Для более сложных приложений, таких как детекторы лазерной стабилизации, оптические блоки и устройства с зарядовой связью, встроен термистор. Например, термистор 10 кОм является стандартом, который встроен в лазерные пакеты.

История термистора

Майкл Фарадей — английский ученый впервые открыл понятие термисторов в 1833 году, сообщая о полупроводниковом поведении сульфида серебра. Благодаря своим исследованиям он заметил, что устойчивость к сульфидам серебра снижалась с повышением температуры. Это открытие впоследствии привело к коммерческому производству термисторов в 1930-х годах, когда Сэмюэль Рубен изобрел первый коммерческий термистор. С тех пор технология улучшилась; прокладывать дорогу к совершенствованию производственных процессов; наряду с доступностью более качественного материала.

Как работает термистор

Термистор на самом деле ничего не «читает», вместо этого сопротивление термистора меняется в зависимости от температуры. Степень изменения сопротивления зависит от типа материала, используемого в термисторе.

В отличие от других датчиков, термисторы являются нелинейными, то есть точки на графике, представляющие взаимосвязь между сопротивлением и температурой, не будут образовывать прямую линию. Расположение линии и степень ее изменения определяется конструкцией термистора. Типичный график термистора выглядит следующим образом:

Как изменение сопротивления преобразуется в измеримые данные, будет подробно рассмотрено ниже.

Разница между термистором и другими датчиками

В дополнение к термисторам используются несколько других типов датчиков температуры. Наиболее распространенными являются резистивные датчики температуры (RTD) и интегральные схемы (IC), такие как типы LM335 и AD590. Какой датчик лучше всего подходит для конкретного использования, зависит от многих факторов. В приведенной ниже таблице дано краткое сравнение преимуществ и недостатков каждого из них.

0. 05° С

0.01° С

0.01° С

ПараметрТермисторRTDLM335AD592
Разница температурВ пределах

50° С от заданной центральной температуры

От −260° C до + 850° CОт −40° C до + 100° CОт -20° C до + 105° C
Относительная стоимостьНедорогойСамый дорогойДорогойДорогой
Постоянная времениОт 6 до 14 секундОт 1 до 7 секундОт 1 до 3 секундОт 2 до 60 секунд
СтабильностьОчень стабильный, 0,0009° C
ЧувствительностьВысокоНизкийНизкийНизкий
ПреимуществаДолговечный
Долгоиграющий
Высокочувствительный
Маленький размер
Самая низкая
СтоимостьЛучше всего подходит для измерения температуры в одной точке
Лучшее время отклика
Линейный выход
Самый широкий диапазон рабочих температур
Лучше всего для измерения диапазона температур
Умеренно дорого
Линейный выход
Умеренно дорого
Линейный выход
НедостаткиНелинейный выход
Ограниченный температурный диапазон
Медленное время отклика
Дорого
Низкая чувствительность
Ограниченный температурный диапазон
Низкая чувствительность
Большой размер
Самое медленное время отклика
Ограниченный температурный диапазон
Низкая чувствительность
Большой размер

Температурный диапазон: приблизительный общий диапазон температур, в которых может использоваться тип датчика. В пределах заданного температурного диапазона некоторые датчики работают лучше, чем другие.

Относительная стоимость: относительная стоимость, поскольку эти датчики сравниваются друг с другом. Например, термисторы недороги по отношению к термометрам сопротивления, отчасти потому, что предпочтительным материалом для термопреобразователей сопротивления является платина.

Постоянная времени: приблизительное время, необходимое для перехода от одного значения температуры к другому. Это время в секундах, которое термистору требуется для достижения 63,2% разницы температур от начального показания до окончательного.

Стабильность: способность контроллера поддерживать постоянную температуру на основе обратной связи датчика температуры.

Чувствительность: степень реакции на изменение температуры.

Преимущества и недостатки NTC и PTC

Термисторы NTC прочны, надежны и стабильны, и они оборудованы для работы в экстремальных условиях окружающей среды и помехоустойчивости в большей степени, чем другие типы датчиков температуры.

  • Компактный размер: варианты упаковки позволяют им работать в небольших или ограниченных пространствах; тем самым занимая меньше места на печатных платах.
  • Быстрое время отклика: небольшие размеры позволяют быстро реагировать на изменение температуры, что важно, когда требуется немедленная обратная связь.
  • Экономичность: термисторы не только дешевле, чем другие типы датчиков температуры; Если приобретенный термистор имеет правильную кривую RT, никакая другая калибровка не требуется во время установки или в течение срока ее эксплуатации.
  • Совпадение точек: способность получить определенное сопротивление при определенной температуре.
  • Соответствие кривой: сменные термисторы с точностью от + 0,1 ° C до + 0,2 ° C.

Какие типы и формы термистора доступны на рынке

Термисторы бывают разных форм — дисковые, микросхемы, шариковые или стержневые и могут монтироваться на поверхности или встраиваться в систему. Они могут быть заключены в эпоксидную смолу, стекло, обожжены в феноле или окрашены. Наилучшая форма часто зависит от того, какой материал контролируется, например, от твердого вещества, жидкости или газа.

Например, терморезистор с бусинками идеально подходит для встраивания в устройство, а стержень, диск или цилиндрическая головка лучше всего подходят для оптических поверхностей. Термисторный чип обычно монтируется на печатной плате (PCB). Существует много, много разных форм термисторов, и некоторые примеры:

Выберите форму, которая обеспечивает максимальный контакт поверхности с устройством, температура которого контролируется. Независимо от типа термистора, соединение с контролируемым устройством должно быть выполнено с использованием теплопроводящей пасты или эпоксидного клея. Обычно важно, чтобы эта паста или клей не были электропроводящими.

Какое сопротивление термистора и ток смещения следует использовать

Термисторы классифицируются по величине сопротивления, измеренной при комнатной температуре окружающей среды, которая считается 25° C. Устройство, температуру которого необходимо поддерживать, имеет определенные технические характеристики для оптимального использования, как определено производителем. Они должны быть определены до выбора датчика. Поэтому важно знать следующее.

Каковы максимальные и минимальные температуры для устройства

Термисторы идеально подходят для измерения температуры в одной точке, которая находится в пределах 50 ° C от температуры окружающей среды. Если температура слишком высокая или низкая, термистор не будет работать. Хотя есть исключения, большинство термисторов работают лучше всего в диапазоне от -55 ° C до + 114 ° C.

Поскольку термисторы являются нелинейными, то есть значения температуры и сопротивления изображены на графике в виде кривой, а не прямой линии, очень высокие или очень низкие температуры регистрируются неправильно. Например, очень небольшие изменения при очень высоких температурах будут регистрировать незначительные изменения сопротивления, которые не приведут к точным изменениям напряжения.

Каков оптимальный диапазон термисторов

В зависимости от тока смещения от контроллера каждый термистор имеет оптимальный полезный диапазон, то есть диапазон температур, в котором небольшие изменения температуры точно регистрируются.

В таблице ниже приведены наиболее эффективные диапазоны температур для термисторов с длиной волны при двух наиболее распространенных токах смещения.

Лучше всего выбрать термистор, где заданная температура находится в середине диапазона. Чувствительность термистора зависит от температуры. Например, термистор может быть более чувствительным при более низких температурах, чем при более высоких температурах, как в случае с термистором TCS10K5 10 кОм длины волны. В TCS10K5 чувствительность составляет 162 мВ на градус Цельсия в диапазоне от 0 до 1° C, и 43 мВ / °C в диапазоне от 25 до 26 ° C, и 14 мВ ° C в диапазоне от 49 до 50 ° C. C.

Каковы верхний и нижний пределы напряжения на входе датчика регулятора температуры

Пределы напряжения обратной связи датчика к регулятору температуры устанавливаются производителем. В идеале следует выбрать комбинацию термистора и тока смещения, которая создает напряжение в пределах диапазона, разрешенного регулятором температуры.

Напряжение связано с сопротивлением по закону Ома. Это уравнение используется для определения того, какой ток смещения необходим. Закон Ома гласит, что ток через проводник между двумя точками прямо пропорционален разности потенциалов между двумя точками и для этого тока смещения записывается как:

Где:
V — напряжение, в вольтах (В)
I BIAS — ток, в амперах или амперах (A)
I BIAS — постоянный ток,
R — сопротивление, в Ом (Ом)

Контроллер генерирует ток смещения для преобразования сопротивления термистора в измеряемое напряжение. Контроллер принимает только определенный диапазон напряжения. Например, если диапазон контроллера составляет от 0 до 5 В, напряжение термистора должно быть не ниже 0,25 В, чтобы электрические помехи на нижнем конце не мешали считыванию, и не должно превышать 5 В для считывания.

Предположим, что используется вышеуказанный контроллер и термистор 100 кОм, такой как TCS651 длины волны, и температура, которую необходимо поддерживать устройству, составляет 20° C. Согласно спецификации TCS651, сопротивление составляет 126700 Ом при 20 ° C. Чтобы определить, может ли термистор работать с контроллером, нам нужно знать полезный диапазон токов смещения. Используя закон Ома, чтобы решить для I BIAS , мы знаем следующее:

0,25 / 126700 = 2 мкА — нижний
предел диапазона 5,0 / 126700 = 39,5 мкА — верхний предел

Да, этот термистор будет работать, если ток смещения регулятора температуры можно установить в диапазоне от 2 мкА до 39,5 мкА.

При выборе термистора и тока смещения лучше всего выбрать тот, в котором развиваемое напряжение находится в середине диапазона. Входной сигнал обратной связи контроллера должен быть под напряжением, которое выводится из сопротивления термистора.

Поскольку люди наиболее легко относятся к температуре, сопротивление часто нужно менять на температуру. Наиболее точная модель, используемая для преобразования сопротивления термистора в температуру, называется уравнением Стейнхарта-Харта.

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

Что такое терморезисторы и для чего они нужны

Устройство и виды

Терморезистор – это полупроводниковый прибор, сопротивление которого зависит от его температуры. В зависимости от типа элемента сопротивление может повышаться или падать при нагреве. Различают два вида терморезисторов:

  • NTC (Negative Temperature Coefficient) – с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС). Часто их называют «Термисторы».
  • PTC (Positive Temperature Coefficient) – с положительным ТКС. Их также называют «Позисторы».

Важно! Температурный коэффициент электрического сопротивления – это зависимость сопротивления от температуры. Описывает, на сколько Ом или процентов от номинальной величины изменяется сопротивление элемента при повышении его температуры на 1 градус Цельсия. Например, у обычных резисторов положительный ТКС (при нагреве сопротивление проводников повышается).

Терморезисторы бывают низкотемпературными (до 170К), среднетемпературными (170-510К) и высокотемпературными (900-1300К). Корпус элемента может быть выполнен из пластика, стекла, металла или керамики.

Условное графическое обозначение терморезисторов на схеме напоминает обычные резисторы, а отличием является лишь то, что они перечеркнуты полосой и рядом указывается буква t.

Кстати, так обозначаются любые резисторы, сопротивление которых изменяется под воздействием окружающей среды, а род воздействующих величин и указывается буквой, t – температура.

  • Номинальное сопротивление при 25 градусах Цельсия.
  • Максимальный ток или мощность рассеяния.
  • Интервал рабочих температур.
  • ТКС.

Интересный факт: Терморезистор изобретен в 1930 году ученым Самюэлем Рубеном.

Давайте подробнее рассмотрим, как устроен и для чего нужен каждый из них.

Основные сведения

Сопротивление NTC-терморезисторов уменьшается при нагреве, их ТКС отрицательный. Зависимость сопротивления от температуры изображена на графике ниже.

Здесь вы можете убедиться, что при нагреве сопротивление NTC-терморезистора уменьшается.

Такие термисторы изготавливают из полупроводников. Принцип действия заключается в том, что с ростом температуры увеличивается концентрация носителей зарядов, электроны переходят в зону проводимости. Кроме полупроводников используются оксиды переходных металлов.

Обратите внимание на такой параметр как бета-коэффициент. Учитывается при использовании терморезистора для измерения температуры, для усреднения графика сопротивления от температуры и проведения расчетов с помощью микроконтроллеров. Бета-уравнение для приближения кривой изменения сопротивления термистора вы видите ниже.

Интересно: в большинстве случаев термисторы используют в диапазоне температур 25-200 градусов Цельсия. Соответственно могут использоваться для измерений в этих диапазонах, в то время как термопары работают и при 600 градусах Цельсия.

Где используется

Терморезисторы с отрицательным ТКС часто используют для ограничения пусковых токов электродвигателей, пусковых реле, для защиты от перегрева литиевых аккумуляторов и в блоках питания для уменьшения зарядных токов входного фильтра (емкостного).

На схеме выше приведен пример использования термистора в блоке питания. Такое применение называется прямым нагревом (когда элемент сам разогревается при протекании тока через него). На плате блока питания NTC-резистор выглядит следующим образом.

На рисунке ниже вы видите, как выглядит NTC-терморезистор. Он может отличаться размерам, формой, а реже и цветом, самый распространенный – это зелёный, синий и черный.

Ограничение пускового тока электродвигателей с помощью NTC-термистора получило широкое распространение в бытовой технике благодаря простоте реализации. Известно, что при пуске двигателя он может потреблять ток в разы и десятки раз превышающий его номинальное потребление, особенно если двигатель пускается не в холостую, а под нагрузкой.

Принцип работы такой схемы:

Когда термистор холодный его сопротивление велико, мы включаем двигатель и ток в цепи ограничивается активным сопротивлением термистора. Постепенно происходит разогрев этого элемента и его сопротивление падает, а двигатель выходит на рабочий режим. Термистор подбирается таким образом, чтобы в горячем состоянии сопротивление было приближено к нулю. На фото ниже вы видите сгоревший терморезистор на плате мясорубки Zelmer, где и используется такое решение.

Недостаток этой конструкции состоит в том, что при повторном пуске, когда термистор еще не остыл – ограничения тока не происходит.

Есть не совсем привычное любительское применение терморезистора для защиты ламп накаливания. На схеме ниже изображен вариант ограничения всплеска тока при включении таких лампочек.

Если терморезистор используется для измерения температуры – такой режим работы называют косвенным нагревом, т.е. он нагревается от внешнего источника тепла.

Интересно: у терморезисторов нет полярности, так что их можно использовать как в цепях постоянного, так и переменного тока не опасаясь переполюсовки.

Маркировка

Терморезисторы могут маркироваться как буквенным способом, так и содержать цветовую маркировку в виде кругов, колец или полос. При этом различают множество способов буквенной маркировки – это зависит от производителя и типа конкретного элемента. Один из вариантов:

На практике, если он применяется для ограничения пускового тока чаще всего встречаются дисковые термисторы, которые маркируются так:

5D-20

Где первая цифра обозначает сопротивление при 25 градусах Цельсия – 5 Ом, а «20» — диаметр, чем он больше – тем большую мощность он может рассеять. Пример такого вы видите на рисунке ниже:

Для расшифровки цветовой маркировки можно воспользоваться таблицей, изображенной ниже.

Из-за обилия вариантов маркировки можно ошибиться в расшифровке, поэтому для точности расшифровки лучше искать техническую документацию к конкретному компоненту на сайте производителя.

Основные сведения

Позисторы, как было сказано, имеют положительный ТКС, то есть их сопротивление повышается при нагреве. Их изготавливают на основе титаната бария (BaTiO3). У позистора такой график температуры и сопротивления:

Кроме этого нужно обратить внимание на его вольтамперную характеристику:

Рабочий режим зависит от выбора рабочей точки позистора на ВАХ, например:

  • Линейный участок используется для измерения температуры;
  • Нисходящий участок используется в пусковых реле, реле времени, измерения мощности ЭМИ на СВЧ, противопожарной сигнализации и прочего.

На видео ниже рассказывается, что такое позисторы:

Где применяется

Сфера применения позисторов достаточно широка. В основном они используются в схемах защиты оборудования и устройств от перегрева или перегрузки, реже для измерения температуры, а также в качестве автостабилизирующих нагревательного элемента. Кратко перечислим примеры использования:

  1. Защиты электродвигателей. Устанавливаются в лобовой части каждой обмотки электродвигателя (для односкоростных трёхфазных 3, для двухскоростных 6 и т.д.), PTC-терморезистор предотвращает перегорание обмотки в случае заклинивания ротора или при выходе из строя системы принудительного охлаждения. Как работает эта схема? Позистор используется в качестве датчика, подключенного к управляющему устройству с исполнительными реле, пускателями и контакторами. В случае нештатной ситуации его сопротивление повышается и этот сигнал передаётся на управляющий орган, двигатель отключается.
  2. Защиты обмоток трансформатора от перегрева и (или) перегрузки, тогда позистор устанавливается последовательно с первичной обмоткой.
  3. Система размагничивания кинескопов ЭЛТ-телевизоров и мониторов. Кстати эта деталь часто выходит из строя и с этим случаем приходится сталкиваться при ремонте, характерен при этом выход из строя предохранителя.
  4. Нагревательный элемент в клеевых пистолетах. В автомобилях для прогрева впускного тракта, на пример на фото ниже изображен подогреватель канала ХХ карбюратора Pierburg.

Терморезисторы – это группа устройств, способных преобразовать температуру в электрический сигнал, который считывают посредством измерения падения напряжения или силы тока в цепи, где он установлен. Или же они сами по себе могут являться регулирующим органом, если это позволяют сделать его параметры. Простота и доступность этих устройств позволяет их широко использовать как для профессионального конструирования приборов, так и для радиолюбительской практики.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором подробно рассказывается, что такое терморезистор, как он работает и где применяется:

Наверняка вы не знаете:

Wh60 0 30 позистор расшифровать обозначения

Обозначение на схеме, разновидности, применение

В электронике всегда приходится что-то измерять или оценивать. Например, температуру. С этой задачей успешно справляются терморезисторы – электронные компоненты на основе полупроводников, сопротивление которых изменяется в зависимости от температуры.

Здесь я не буду расписывать теорию физических процессов, которые происходят в терморезисторах, а перейду ближе к практике – познакомлю читателя с обозначением терморезистора на схеме, его внешним видом, некоторыми разновидностями и их особенностями.

На принципиальных схемах терморезистор обозначается вот так.

В зависимости от сферы применения и типа терморезистора обозначение его на схеме может быть с небольшими отличиями. Но вы всегда его определите по характерной надписи t или .

Основная характеристика терморезистора – это его ТКС. ТКС – это температурный коэффициент сопротивления. Он показывает, на какую величину изменяется сопротивление терморезистора при изменении температуры на 1°С (1 градус Цельсия) или 1 градус по Кельвину.

У терморезисторов несколько важных параметров. Приводить я их не буду, это отдельный рассказ.

На фото показан терморезистор ММТ-4В (4,7 кОм). Если подключить его к мультиметру и нагреть, например, термофеном или жалом паяльника, то можно убедиться в том, что с ростом температуры его сопротивление падает.

Терморезисторы есть практически везде. Порой удивляешься тому, что раньше их не замечал, не обращал внимания. Давайте взглянем на плату от зарядного устройства ИКАР-506 и попробуем найти их.

Вот первый терморезистор. Так как он в корпусе SMD и имеет малые размеры, то запаян на небольшую плату и установлен на алюминиевый радиатор – контролирует температуру ключевых транзисторов.

Второй. Это так называемый NTC-термистор (JNR10S080L). О таких я ещё расскажу. Служит он для ограничения пускового тока. Забавно. Вроде терморезистор, а служит в качестве защитного элемента.

Почему то если заходит речь о терморезисторах, то обычно думают, что они служат для измерения и контроля температуры. Оказывается, они нашли применение и как устройства защиты.

Также терморезисторы устанавливаются в автомобильные усилители. Вот терморезистор в усилителе Supra SBD-A4240. Здесь он задействован в цепи защиты усилителя от перегрева.

Вот ещё пример. Это литий-ионный аккумулятор DCB-145 от шуруповёрта DeWalt. Вернее, его «потроха». Для контроля температуры аккумуляторных ячеек применён измерительный терморезистор.

Его почти не видно. Он залит силиконовым герметиком. Когда аккумулятор собран, то этот терморезистор плотно прилегает к одной из Li-ion ячеек аккумулятора.

Прямой и косвенный нагрев.

По способу нагрева терморезисторы делят на две группы:

Прямой нагрев. Это когда терморезистор нагревается внешним окружающим воздухом или током, который протекает непосредственно через сам терморезистор. Терморезисторы с прямым нагревом, как правило, используются либо для измерения температуры, либо температурной компенсации. Такие терморезисторы можно встретить в термометрах, термостатах, зарядных устройствах (например, для Li-ion батарей шуруповёртов).

Косвенный нагрев. Это когда терморезистор нагревается рядом расположенным нагревательным элементом. При этом он сам и нагревательный элемент электрически не связаны друг с другом. В таком случае, сопротивление терморезистора определяется функцией тока, протекающего через нагревательный элемент, а не через терморезистор. Терморезисторы с косвенным нагревом являются комбинированными приборами.

NTC-термисторы и позисторы.

По зависимости изменения сопротивления от температуры терморезисторы делят на два типа:

PTC-термисторы (они же позисторы).

Давайте разберёмся, какая между ними разница.

NTC-термисторы.

Своё название NTC-термисторы получили от сокращения NTC –

Negative Temperature Coefficient, или «Отрицательный Коэффициент Сопротивления». Особенность данных термисторов в том, что при нагреве их сопротивление уменьшается. Кстати, вот так обозначается NTC-термистор на схеме.


Обозначение термистора на схеме

Как видим, стрелки на обозначении разнонаправлены, что указывает на основное свойство NTC-термистора: температура увеличивается (стрелка вверх), сопротивление падает (стрелка вниз). И наоборот.

На практике встретить NTC-термистор можно в любом импульсном блоке питания. Например, такой термистор можно обнаружить в блоке питания компьютера. Мы уже видели NTC-термистор на плате ИКАР’а, только там он был серо-зелёного цвета.

На этом фото NTC-термистор фирмы EPCOS. Применяется для ограничения пускового тока.

Для NTC-термисторов, как правило, указывается его сопротивление при 25°С (для данного термистора это 8 Ом) и максимальный рабочий ток. Обычно это несколько ампер.

Данный NTC-термистор устанавливается последовательно, на входе сетевого напряжения 220V. Взгляните на схему.

Так как он включен последовательно с нагрузкой, то весь потребляемый ток протекает через него. NTC-термистор ограничивает пусковой ток, который возникает из-за заряда электролитических конденсаторов (на схеме С1). Бросок зарядного тока может привести к пробою диодов в выпрямителе (диодный мост на VD1 – VD4).

При каждом включении блока питания конденсатор начинает заряжаться, а через NTC-термистор начинает протекать ток. Сопротивление NTC-термистора при этом велико, так как он ещё не успел нагреться. Протекая через NTC-термистор, ток разогревает его. После этого сопротивление термистора уменьшается, и он практически не препятствует протеканию тока, потребляемого прибором. Таким образом, за счёт NTC-термистора удаётся обеспечить «плавный запуск» электроприбора и уберечь от пробоя диоды выпрямителя.

Понятно, что пока импульсный блок питания включен, NTC-термистор находится в «подогретом» состоянии.

Если в схеме происходит выход из строя каких-либо элементов, то, обычно резко возрастает и потребляемый ток. При этом нередки случаи, когда NTC-термистор служит своего рода дополнительным предохранителем и также выходят из строя из-за превышения максимального рабочего тока.

Далее на фото наглядный пример – сгоревший NTC-термистор 5D-11, который был установлен в зарядном устройстве ИКАР-506. Он ограничивал пусковой ток при включении.

Выход из строя ключевых транзисторов в блоке питания зарядного устройства привел к превышению максимального рабочего тока этого термистора (max 4A) и он сгорел.

Позисторы. PTC-термисторы.

Термисторы, сопротивление которых при нагреве растёт, называют позисторами. Они же PTC-термисторы (PTC – Positive Temperature Coefficient, «Положительный Коэффициент Сопротивления»).

Стоит отметить, что позисторы получили менее широкое распространение, чем NTC-термисторы.

Условное обозначение позистора на схеме.

Позисторы легко обнаружить на плате любого цветного CRT-телевизора (с кинескопом). Там он установлен в цепи размагничивания. В природе встречаются как двухвыводные позисторы, так и трёхвыводные.

На фото представитель двухвыводного позистора, который применяется в цепи размагничивания кинескопа.

Внутри корпуса между выводами-пружинами установлено рабочее тело позистора. По сути это и есть сам позистор. Внешне выглядит как таблетка с напылением контактного слоя по бокам.

Как я уже говорил, позисторы используются для размагничивания кинескопа, а точнее его маски. Из-за магнитного поля Земли или влияния внешних магнитов маска намагничивается, и цветное изображение на экране кинескопа искажается, появляются пятна.

Наверное, каждый помнит характерный звук «бдзынь», когда включается телевизор – это и есть тот момент, когда работает петля размагничивания.

Кроме двухвыводных позисторов широко применяются трёхвыводные позисторы. Вот такие.

Далее на фото трёхвыводный позистор СТ-15-3.

Отличие их от двухвыводных заключается в том, что они состоят из двух позисторов-«таблеток», которые установлены в одном корпусе. На вид эти «таблетки» абсолютно одинаковые. Но это не так. Кроме того, что одна таблетка чуть меньше другой, так ещё и сопротивление их в холодном состоянии (при комнатной температуре) разное. У одной таблетки сопротивление около 1,3

3,6 кОм, а у другой всего лишь 18

Трёхвыводные позисторы также применяются в цепи размагничивания кинескопа, как и двухвыводные, но только схема их включения немного иная. Если вдруг позистор выходит из строя, а такое бывает довольно часто, то на экране телевизора появляются пятна с неестественным отображением цвета.

Более детально о применении позисторов в цепи размагничивания кинескопов я уже рассказывал здесь.

Так же, как и NTC-термисторы, позисторы используются в качестве устройств защиты. Одна из разновидностей позистора – это самовосстанавливающийся предохранитель.

SMD-терморезисторы.

С активным внедрением SMT-монтажа, производители стали выпускать миниатюрные терморезисторы, адаптированные и под него. Размеры их корпуса, как правило, соответствуют стандартным типоразмерам (0402, 0603, 0805, 1206), которые имеют чип резисторы и конденсаторы. Маркировка на них не наносится, что затрудняет их идентификацию. По внешнему виду SMD-терморезисторы очень похожи на керамические SMD-конденсаторы.

Встроенные терморезисторы.

В электронике активно применяются и встроенные терморезисторы. Если у вас паяльная станция с контролем температуры жала, то в нагревательный элемент встроен тонкоплёночный терморезистор. Также терморезисторы встраиваются и в фен термовоздушных паяльных станций, но там он является отдельным элементом.

Стоит отметить, что в электронике наряду с терморезисторами активно применяются термопредохранители и термореле (например, типа KSD), которые также легко обнаружить в электронных приборах.

Теперь, когда мы познакомились с терморезисторами, пора узнать об их параметрах.

Неприхотливость и относительная физическая устойчивость позисторов позволяет их использовать в роли датчика для автостабилизирующихся систем, а также реализовать защиту от перегрузки. Принцип работы этих элементов заключается в том, что их сопротивление увеличивается при нагреве (в отличие от термисторов, где оно уменьшается). Соответственно, при проверке тестером или мультиметром позисторов на работоспособность, необходимо учитывать температурную корреляцию.

Определяем характеристики по маркировке

Широкая сфера применения РТС-термисторов подразумевает их обширный ассортимент, поскольку характеристики этих устройств должны соответствовать различным условиям эксплуатации. В связи с этим для тестирования очень важно определить серию элемента, в этом нам поможет маркировка.

Для примера возьмем радиокомпонент С831, его фотография показана ниже. Посмотрим, что можно определить по надписям на корпусе детали.

Позистор С831

Учитывая надпись «РТС», можно констатировать, что данный элемент является позистором «С831». Сформировав запрос в поисковике (например, «РТС С831 datasheet»), находим спецификацию (даташит). Из нее мы узнаем наименование (B59831-C135-A70) и серию (B598*1) детали, а также основные параметры (см. рис. 3) и назначение. Последнее указывает, что элемент может играть роль самовосстанавливающегося предохранителя, защищающего схему от КЗ (short-circuit protection) и перегрузки (overcurrent).

Расшифровка основных характеристик

Кратко рассмотрим, данные приведенные в таблице на рисунке 3 (для удобства строки пронумерованы).

Рисунок 3. Таблица с основными характеристиками серии B598*1

Краткое описание:

  1. значение, характеризующее максимальный уровень рабочего напряжения при нагреве устройства до 60°С, в данном случае он соответствует 265 В. Учитывая, что нет определения DC/AC, можно констатировать, что элемент работает как с переменным, так и постоянным напряжением.
  2. Номинальный уровень, то есть напряжение в штатном режиме работы – 230 вольт.
  3. Расчетное число гарантированных производителем циклов срабатывания элемента, в нашем случае их 100.
  4. Значение, описывающее величину опорной температуры, после достижения которой происходит существенное увеличение уровня сопротивления. Для наглядности приведем график (см. рис. 4) температурной корреляции.

Рис. 4. Зависимость сопротивления от температуры, красным выделена точка температурного перехода (опорная температура) для С831

Как видно на графике, R резко возрастает в диапазоне от 130°С до 170°С, соответственно, опорной температурой будет 130°C.

  1. Соответствие номинальному значению R (то есть допуск), указывается в процентном соотношении, а именно 25%.
  2. Диапазон рабочей температуры для минимального (от -40°С до 125°С) и максимального (0-60°С) напряжения.

Расшифровка спецификации конкретной модели

Это были основные параметры серии, теперь рассмотрим спецификацию для С831 (см. рис. 5).

Спецификация модельного ряда серии B598*1

Краткая расшифровка:

  1. Величина тока для штатного режима работы, для нашей детали это почти половина ампера, а именно 470 мА (0,47 А).
  2. Этот параметр указывает ток, при котором величина сопротивления начинает существенно меняться в большую сторону. То есть, когда через С831 протекает ток с силой 970 мА, срабатывает «защита» устройства. Следует заметить, что этот параметр связан с точкой температурного перехода, поскольку проходящий ток приводит к разогреву элемента.
  3. Максимально допустимая величина тока для перехода в «защитный» режим, для С831 это 7 А. Обратите внимание, что в графе указано максимальное напряжение, следовательно, можно рассчитать допустимую величину мощности рассеивания, превышение которой с большой вероятностью приведет к разрушению детали.
  4. Время срабатывания, для С831 при напряжении 265 вольт и токе 7 ампер оно составит менее 8 секунд.
  5. Величина остаточного тока, необходимого для поддерживания защитного режима рассматриваемой радиодетали, она 0,02 А. Из этого следует, что на удержание сработавшего состояния требуется мощность 5,3 Вт (Ir x Vmax).
  6. Сопротивление устройства при температуре 25°С (3,7 Ом для нашей модели). Отметим, с измерения мультиметром этого параметра начинается проверка позистора на исправность.
  7. Величина минимального сопротивления, у модели С831 это 2,6 Ом. Для полноты картины, еще раз приведем график температурной зависимости, где будут отмечены номинальное и минимальное значение R (см. рис. 6).

Рисунок 6. График температурной корреляции для B59831, значения RN и Rmin отмечены красным

Обратите внимание, что на начальном этапе нагрева радиодетали ее параметр R незначительно уменьшается, то есть в определенном диапазоне температур у нашей модели начинают проявляться NTS свойства. Эта особенность, в той или иной мере, характерна для всех позисторов.

  1. Полное наименование модели (у нас B59831-C135-A70), данная информация может быть полезной для поиска аналогов.

Теперь, зная спецификацию, можно переходить к проверке на работоспособность.

Определение исправности по внешнему виду

В отличие от других радиодеталей (например, таких как транзистор или диод), вышедший из строя РТС-резистор часто можно определить по внешнему виду. Это связано с тем, что вследствие превышения допустимой мощности рассеивания нарушается целостность корпуса. Обнаружив на плате позистор с таким отклонением от нормы, можно смело выпаивать его и начинать поиск замены, не утруждая себя процедурой проверки мультиметром.

Если внешний осмотр не дал результата, приступаем к тестированию.

Пошаговая инструкция проверки позистора мультиметром

Для процесса тестирования, помимо измерительного прибора, потребуется паяльник. Подготовив все необходимое, начинаем действовать в следующем порядке:

  1. Подключаем тестируемую деталь к мультиметру. Желательно, чтобы прибор был оснащен «крокодилами», в противном случае припаиваем к выводам элемента проволоку и накручиваем ее на разные иглы щупов.
  2. Включаем режим измерения наименьшего сопротивления (200 Ом). Прибор покажет номинальную величину R, характерную для тестируемой модели (как правило, менее одного-двух десятков Ом). Если показание отличается от спецификации (с учетом погрешности), можно констатировать неисправность радиокомпонента.
  3. Аккуратно нагреваем корпус тестируемой детали при помощи паяльника, величина R начнет резко увеличиваться. Если она осталась неизменной, элемент необходимо менять.
  4. Отключаем мультиметр от тестируемой детали, даем ей остыть, после чего повторяем действия, описанные в пунктах 1 и 2. Если сопротивление вернулось к номинальному значению, то радиокомпонент с большой долей вероятности можно признать исправным.

Устройство и виды

Терморезистор – это полупроводниковый прибор, сопротивление которого зависит от его температуры. В зависимости от типа элемента сопротивление может повышаться или падать при нагреве. Различают два вида терморезисторов:

  • NTC (Negative Temperature Coefficient) – с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС). Часто их называют «Термисторы».
  • PTC (Positive Temperature Coefficient) – с положительным ТКС. Их также называют «Позисторы».

Важно! Температурный коэффициент электрического сопротивления – это зависимость сопротивления от температуры. Описывает, на сколько Ом или процентов от номинальной величины изменяется сопротивление элемента при повышении его температуры на 1 градус Цельсия. Например, у обычных резисторов положительный ТКС (при нагреве сопротивление проводников повышается).

Терморезисторы бывают низкотемпературными (до 170К), среднетемпературными (170-510К) и высокотемпературными (900-1300К). Корпус элемента может быть выполнен из пластика, стекла, металла или керамики.

Условное графическое обозначение терморезисторов на схеме напоминает обычные резисторы, а отличием является лишь то, что они перечеркнуты полосой и рядом указывается буква t.

Кстати, так обозначаются любые резисторы, сопротивление которых изменяется под воздействием окружающей среды, а род воздействующих величин и указывается буквой, t – температура.

  • Номинальное сопротивление при 25 градусах Цельсия.
  • Максимальный ток или мощность рассеяния.
  • Интервал рабочих температур.
  • ТКС.

Интересный факт: Терморезистор изобретен в 1930 году ученым Самюэлем Рубеном.

Давайте подробнее рассмотрим, как устроен и для чего нужен каждый из них.

Основные сведения

Сопротивление NTC-терморезисторов уменьшается при нагреве, их ТКС отрицательный. Зависимость сопротивления от температуры изображена на графике ниже.

Здесь вы можете убедиться, что при нагреве сопротивление NTC-терморезистора уменьшается.

Такие термисторы изготавливают из полупроводников. Принцип действия заключается в том, что с ростом температуры увеличивается концентрация носителей зарядов, электроны переходят в зону проводимости. Кроме полупроводников используются оксиды переходных металлов.

Обратите внимание на такой параметр как бета-коэффициент. Учитывается при использовании терморезистора для измерения температуры, для усреднения графика сопротивления от температуры и проведения расчетов с помощью микроконтроллеров. Бета-уравнение для приближения кривой изменения сопротивления термистора вы видите ниже.

Интересно: в большинстве случаев термисторы используют в диапазоне температур 25-200 градусов Цельсия. Соответственно могут использоваться для измерений в этих диапазонах, в то время как термопары работают и при 600 градусах Цельсия.

Где используется

Терморезисторы с отрицательным ТКС часто используют для ограничения пусковых токов электродвигателей, пусковых реле, для защиты от перегрева литиевых аккумуляторов и в блоках питания для уменьшения зарядных токов входного фильтра (емкостного).

На схеме выше приведен пример использования термистора в блоке питания. Такое применение называется прямым нагревом (когда элемент сам разогревается при протекании тока через него). На плате блока питания NTC-резистор выглядит следующим образом.

На рисунке ниже вы видите, как выглядит NTC-терморезистор. Он может отличаться размерам, формой, а реже и цветом, самый распространенный – это зелёный, синий и черный.

Ограничение пускового тока электродвигателей с помощью NTC-термистора получило широкое распространение в бытовой технике благодаря простоте реализации. Известно, что при пуске двигателя он может потреблять ток в разы и десятки раз превышающий его номинальное потребление, особенно если двигатель пускается не в холостую, а под нагрузкой.

Принцип работы такой схемы:

Когда термистор холодный его сопротивление велико, мы включаем двигатель и ток в цепи ограничивается активным сопротивлением термистора. Постепенно происходит разогрев этого элемента и его сопротивление падает, а двигатель выходит на рабочий режим. Термистор подбирается таким образом, чтобы в горячем состоянии сопротивление было приближено к нулю. На фото ниже вы видите сгоревший терморезистор на плате мясорубки Zelmer, где и используется такое решение.

Недостаток этой конструкции состоит в том, что при повторном пуске, когда термистор еще не остыл – ограничения тока не происходит.

Есть не совсем привычное любительское применение терморезистора для защиты ламп накаливания. На схеме ниже изображен вариант ограничения всплеска тока при включении таких лампочек.

Если терморезистор используется для измерения температуры – такой режим работы называют косвенным нагревом, т.е. он нагревается от внешнего источника тепла.

Интересно: у терморезисторов нет полярности, так что их можно использовать как в цепях постоянного, так и переменного тока не опасаясь переполюсовки.

Маркировка

Терморезисторы могут маркироваться как буквенным способом, так и содержать цветовую маркировку в виде кругов, колец или полос. При этом различают множество способов буквенной маркировки – это зависит от производителя и типа конкретного элемента. Один из вариантов:

На практике, если он применяется для ограничения пускового тока чаще всего встречаются дисковые термисторы, которые маркируются так:

5D-20

Где первая цифра обозначает сопротивление при 25 градусах Цельсия – 5 Ом, а «20» — диаметр, чем он больше – тем большую мощность он может рассеять. Пример такого вы видите на рисунке ниже:

Для расшифровки цветовой маркировки можно воспользоваться таблицей, изображенной ниже.

Из-за обилия вариантов маркировки можно ошибиться в расшифровке, поэтому для точности расшифровки лучше искать техническую документацию к конкретному компоненту на сайте производителя.

Основные сведения

Позисторы, как было сказано, имеют положительный ТКС, то есть их сопротивление повышается при нагреве. Их изготавливают на основе титаната бария (BaTiO3). У позистора такой график температуры и сопротивления:

Кроме этого нужно обратить внимание на его вольтамперную характеристику:

Рабочий режим зависит от выбора рабочей точки позистора на ВАХ, например:

  • Линейный участок используется для измерения температуры;
  • Нисходящий участок используется в пусковых реле, реле времени, измерения мощности ЭМИ на СВЧ, противопожарной сигнализации и прочего.

На видео ниже рассказывается, что такое позисторы:

Где применяется

Сфера применения позисторов достаточно широка. В основном они используются в схемах защиты оборудования и устройств от перегрева или перегрузки, реже для измерения температуры, а также в качестве автостабилизирующих нагревательного элемента. Кратко перечислим примеры использования:

  1. Защиты электродвигателей. Устанавливаются в лобовой части каждой обмотки электродвигателя (для односкоростных трёхфазных 3, для двухскоростных 6 и т.д.), PTC-терморезистор предотвращает перегорание обмотки в случае заклинивания ротора или при выходе из строя системы принудительного охлаждения. Как работает эта схема? Позистор используется в качестве датчика, подключенного к управляющему устройству с исполнительными реле, пускателями и контакторами. В случае нештатной ситуации его сопротивление повышается и этот сигнал передаётся на управляющий орган, двигатель отключается.
  2. Защиты обмоток трансформатора от перегрева и (или) перегрузки, тогда позистор устанавливается последовательно с первичной обмоткой.
  3. Система размагничивания кинескопов ЭЛТ-телевизоров и мониторов. Кстати эта деталь часто выходит из строя и с этим случаем приходится сталкиваться при ремонте, характерен при этом выход из строя предохранителя.
  4. Нагревательный элемент в клеевых пистолетах. В автомобилях для прогрева впускного тракта, на пример на фото ниже изображен подогреватель канала ХХ карбюратора Pierburg.

Терморезисторы – это группа устройств, способных преобразовать температуру в электрический сигнал, который считывают посредством измерения падения напряжения или силы тока в цепи, где он установлен. Или же они сами по себе могут являться регулирующим органом, если это позволяют сделать его параметры. Простота и доступность этих устройств позволяет их широко использовать как для профессионального конструирования приборов, так и для радиолюбительской практики.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором подробно рассказывается, что такое терморезистор, как он работает и где применяется:

Наверняка вы не знаете:

“>

ТЕРМОРЕЗИСТОРЫ — Электрика

Терморезисторы. Виды и устройство. Работа и параметры

Полупроводниковые резисторы, сопротивление которых зависит от температуры называются терморезисторы. Они имеют свойство значительного температурного коэффициента сопротивления, величина которого больше, чем у металлов во много раз. Они широко применяются в электротехнике.

Устройство и работа

Они имеют простую конструкцию, выпускаются разных размеров и формы.

В полупроводниках есть свободные носители заряда двух видов: электроны и дырки. При неизменной температуре эти носители произвольно образуются и исчезают. Среднее количество свободных носителей находится в динамическом равновесии, то есть неизменно.

При изменении температуры равновесие нарушается. Если температура повышается, то число носителей заряда также увеличивается, а при снижении температуры концентрация носителей уменьшается. На удельное сопротивление полупроводника оказывает влияние температура.

Если температура подходит к абсолютному нулю, то полупроводник имеет свойство диэлектрика. При сильном нагревании он идеально проводит ток. Основной особенностью терморезистора является то, что его сопротивление наиболее заметно зависит от температуры в обычном интервале температур (-50 +100 градусов).

Популярные терморезисторы производятся в виде стержня из полупроводника, который покрыт эмалью. К нему подведены электроды и колпачки для контакта. Такие резисторы применяются в сухих местах.

Некоторые терморезисторы располагают в металлическом герметичном корпусе. Поэтому они могут использоваться во влажных местах с агрессивной внешней средой.

Герметичность корпуса создается при помощи олова и стекла. Стержни из полупроводника обернуты металлизированной фольгой. Для подключения тока применяется проволока из никеля. Величина номинального сопротивления составляет 1-200 кОм, температура работы -100 +129 градусов.

Принцип действия терморезистора основан на свойстве изменения сопротивления от температуры. Для изготовления используются чистые металлы: медь и платина.

Основные параметры

  • ТКС – термический коэффициент сопротивления, равен изменению сопротивления участка цепи при изменении температуры на 1 градус. Если ТКС положительный, то терморезисторы называют позисторами (РТС-термисторы). А если ТКС отрицательный, то термисторами (NТС-термисторы). У позисторов при повышении температуры повышается и сопротивление, а у термисторов все происходит наоборот.
  • Номинальное сопротивление – это величина сопротивления при 0 градусах.
  • Диапазон работы. Резисторы делят на низкотемпературные (менее 170К), среднетемпературные (от 170 до 510 К), высокотемпературные (более 570К).
  • Мощность рассеяния. Это величина мощности, в пределах которой терморезистор во время работы обеспечивает сохранение заданных параметров по техническим условиям.

Виды и особенности терморезисторов

Все датчики температуры на производстве работают по принципу преобразования температуры в сигнал электрического тока, который можно передавать с большой скоростью на дальние расстояния. Любые величины можно преобразовать в электрические сигналы, переведя их в цифровой код. Они передаются с высокой точностью, и обрабатываются вычислительной техникой.

Металлические терморезисторы

Материалом для терморезисторов можно использовать далеко не любые проводники тока, так как к терморезисторам предъявляются некоторые требования. Материал для их изготовления должен иметь высокий ТКС, а сопротивление должно зависеть от температуры по линейному графику в большом интервале температур.

Также проводник из металла должен обладать инертностью к агрессивным действиям внешней среды и качественно воспроизводить характеристики, что дает возможность менять датчики без особых настроек и измерительных приборов.

Для таких требований хорошо подходят медь и платина, не считая их высокой стоимости. Терморезисторы на их основе называют платиновыми и медными.

ТСП (платиновые) термосопротивления работают при температурах -260 — 1100 градусов.

Если температура в пределах от 0 до 650 градусов, то такие датчики применяют в качестве образцов и эталонов, так как в этом интервале нестабильность составляет не более 0,001 градусов.

Из недостатков платиновых терморезисторов можно назвать нелинейность преобразования и высокую стоимость. Поэтому точные замеры параметров возможны только в рабочем диапазоне.

Практически широко применяются недорогие медные образцы терморезисторов ТСМ, у которых линейность зависимости сопротивления от температуры намного выше. Их недостатком является малое удельное сопротивление и неустойчивость к повышенным температурам, быстрая окисляемость. В связи с этим термосопротивления на основе меди имеют ограниченное использование, не более 180 градусов.

Для монтажа платиновых и медных датчиков применяют 2-проводную линию при расстоянии до прибора до 200 метров. Если удаление больше, то применяют трехжильный кабель, в котором третий проводник служит для компенсирования сопротивления проводов.

Из недостатков платиновых и медных терморезисторов можно отметить их малую скорость работы. Их тепловая инерция достигает нескольких минут. Существуют терморезисторы с малой инерционностью, время срабатывания которых не выше нескольких десятых секунды.

Это достигается небольшими размерами датчиков. Такие термосопротивления производят из микропровода в стеклянной оболочке. Эти датчики имеют небольшую инерцию, герметичны и обладают высокой стабильностью.

При небольших размерах они обладают сопротивлением в несколько кОм.

Полупроводниковые

Такие сопротивления имеют название термисторов. Если их сравнить с платиновыми и медными образцами, то они обладают повышенной чувствительностью и ТКС отрицательного значения.

Это значит, что при возрастании температуры сопротивление резистора снижается. У термисторов ТКС намного больше, чем у платиновых и медных датчиков.

При небольших размерах их сопротивление доходит до 1 мегома, что не позволяет оказывать влияние на измерение сопротивлению проводников.

Для осуществления замеров температуры большую популярность приобрели терморезисторы на полупроводниках КМТ, состоящих из оксидов кобальта и марганца, а также термосопротивления ММТ на основе оксидов меди и марганца.

Зависимость сопротивления от температуры на графике имеет хорошую линейность в интервале температур -100 +200 градусов.

Надежность терморезисторов на полупроводниках довольно высока, свойства имеют достаточную стабильность в течение длительного времени.

Основным их недостатком является такой факт, что при массовом изготовлении таких терморезисторов не получается обеспечить необходимую точность их характеристик.

Поэтому один отдельно взятый резистор будет отличаться от другого образца, подобно транзисторам, которые из одной партии могут иметь различные коэффициенты усиления, трудно найти два одинаковых образца.

Этот отрицательный момент создает необходимость дополнительной настройки аппаратуры при замене терморезистора.

Для подключения термисторов обычно применяют мостовую схему, в которой мост уравновешивается потенциометром. Во время изменения сопротивления резистора от действия температуры мост можно привести в равновесие путем регулировки потенциометра.

Такой метод ручной настройки используется в учебных лабораториях для демонстрации работы. Регулятор потенциометра оснащен шкалой, которая имеет градуировку в градусах. На практике в сложных схемах измерения эта регулировка происходит в автоматическом режиме.

Применение терморезисторов

В работе термодатчиков существует два режима действия. При первом режиме температура датчика определяется лишь температурой внешней среды. Протекающий по резистору ток маленький и не способен его нагреть.

При 2-м режиме термистор нагревается протекающим током, а его температура определяется условиями отдачи тепла, например, скоростью обдува, плотностью газа и т.д.

На схемах термисторы (NТС) и резисторы (РТС) имеют соответственно отрицательный и положительный коэффициенты сопротивления, и обозначаются следующим образом:

Применение термисторов

  • Измерение температуры.
  • Бытовая техника: морозильники, фены, холодильники и т.д.
  • Автомобильная электроника: измерение охлаждения антифриза, масла, контроль выхлопных газов, системы торможения, температура в салоне.
  • Кондиционеры: распределение тепла, контроль температуры в помещении.
  • Отопительные котлы, теплые полы, печи.
  • Блокировка дверей в устройствах нагревания.
  • Электронная промышленность: стабилизация температуры лазерных фотоэлементов и диодов, а также медных обмоток катушек.
  • В мобильных телефонах для компенсации нагрева.
  • Ограничение тока запуска двигателей, ламп освещения, импульсных блоков питания.
  • Контроль наполнения жидкостей.

Применение позисторов

  • Защита от короткого замыкания в двигателях.
  • Защита от оплавления при токовой перегрузке.
  • Для задержки времени включения импульсных блоков питания.
  • Мониторы компьютеров и кинескопы телевизоров для размагничивания и предотвращения нарушения цвета.
  • В пускателях компрессоров холодильников.
  • Тепловая блокировка трансформаторов и двигателей.
  • Приборы измерения.
  • Автоматика управления техникой.
  • Устройства памяти информации.
  • В качестве нагревателей карбюраторов.
  • В бытовых устройствах: закрывание дверки стиральной машины, в фенах и т.д.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/slabotochnye-seti/oborudovanie/termorezistory/

Что такое терморезисторы и для чего они нужны


При ремонте бытовой техники приходится сталкиваться с большим разнообразием деталей и компонентов. Часто новички не знают, что такое терморезистор и какими они бывают.

Это полупроводниковые компоненты, сопротивление которых изменяется под воздействием температуры. Благодаря этим свойствам они нашли широкий диапазон применений. Начиная от термометров, заканчивая ограничителями пускового тока.

В этой статье мы ответим на все интересующие вас вопросы простыми словами.

Устройство и виды

Терморезистор – это полупроводниковый прибор, сопротивление которого зависит от его температуры. В зависимости от типа элемента сопротивление может повышаться или падать при нагреве. Различают два вида терморезисторов:

  • NTC (Negative Temperature Coefficient) – с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС). Часто их называют «Термисторы».
  • PTC (Positive Temperature Coefficient) – с положительным ТКС. Их также называют «Позисторы».

Важно! Температурный коэффициент электрического сопротивления – это зависимость сопротивления от температуры. Описывает, на сколько Ом или процентов от номинальной величины изменяется сопротивление элемента при повышении его температуры на 1 градус Цельсия. Например, у обычных резисторов положительный ТКС (при нагреве сопротивление проводников повышается).

Терморезисторы бывают низкотемпературными (до 170К), среднетемпературными (170-510К) и высокотемпературными (900-1300К). Корпус элемента может быть выполнен из пластика, стекла, металла или керамики.

Условное графическое обозначение терморезисторов на схеме напоминает обычные резисторы, а отличием является лишь то, что они перечеркнуты полосой и рядом указывается буква t.

Кстати, так обозначаются любые резисторы, сопротивление которых изменяется под воздействием окружающей среды, а род воздействующих величин и указывается буквой, t – температура.

Основные характеристики:

  • Номинальное сопротивление при 25 градусах Цельсия.
  • Максимальный ток или мощность рассеяния.
  • Интервал рабочих температур.
  • ТКС.

Интересный факт: Терморезистор изобретен в 1930 году ученым Самюэлем Рубеном.

Давайте подробнее рассмотрим, как устроен и для чего нужен каждый из них.

Основные сведения

Сопротивление NTC-терморезисторов уменьшается при нагреве, их ТКС отрицательный. Зависимость сопротивления от температуры изображена на графике ниже.

Здесь вы можете убедиться, что при нагреве сопротивление NTC-терморезистора уменьшается.

Такие термисторы изготавливают из полупроводников. Принцип действия заключается в том, что с ростом температуры увеличивается концентрация носителей зарядов, электроны переходят в зону проводимости. Кроме полупроводников используются оксиды переходных металлов.

Обратите внимание на такой параметр как бета-коэффициент. Учитывается при использовании терморезистора для измерения температуры, для усреднения графика сопротивления от температуры и проведения расчетов с помощью микроконтроллеров. Бета-уравнение для приближения кривой изменения сопротивления термистора вы видите ниже.

Интересно: в большинстве случаев термисторы используют в диапазоне температур 25-200 градусов Цельсия. Соответственно могут использоваться для измерений в этих диапазонах, в то время как термопары работают и при 600 градусах Цельсия.

Где используется

Терморезисторы с отрицательным ТКС часто используют для ограничения пусковых токов электродвигателей, пусковых реле, для защиты от перегрева литиевых аккумуляторов и в блоках питания для уменьшения зарядных токов входного фильтра (емкостного).

На схеме выше приведен пример использования термистора в блоке питания. Такое применение называется прямым нагревом (когда элемент сам разогревается при протекании тока через него). На плате блока питания NTC-резистор выглядит следующим образом.

На рисунке ниже вы видите, как выглядит NTC-терморезистор. Он может отличаться размерам, формой, а реже и цветом, самый распространенный – это зелёный, синий и черный.

Ограничение пускового тока электродвигателей с помощью NTC-термистора получило широкое распространение в бытовой технике благодаря простоте реализации. Известно, что при пуске двигателя он может потреблять ток в разы и десятки раз превышающий его номинальное потребление, особенно если двигатель пускается не в холостую, а под нагрузкой.

Принцип работы такой схемы:

Когда термистор холодный его сопротивление велико, мы включаем двигатель и ток в цепи ограничивается активным сопротивлением термистора.

Постепенно происходит разогрев этого элемента и его сопротивление падает, а двигатель выходит на рабочий режим. Термистор подбирается таким образом, чтобы в горячем состоянии сопротивление было приближено к нулю.

На фото ниже вы видите сгоревший терморезистор на плате мясорубки Zelmer, где и используется такое решение.

Недостаток этой конструкции состоит в том, что при повторном пуске, когда термистор еще не остыл – ограничения тока не происходит.

Есть не совсем привычное любительское применение терморезистора для защиты ламп накаливания. На схеме ниже изображен вариант ограничения всплеска тока при включении таких лампочек.

Если терморезистор используется для измерения температуры – такой режим работы называют косвенным нагревом, т.е. он нагревается от внешнего источника тепла.

Интересно: у терморезисторов нет полярности, так что их можно использовать как в цепях постоянного, так и переменного тока не опасаясь переполюсовки.

Маркировка

Терморезисторы могут маркироваться как буквенным способом, так и содержать цветовую маркировку в виде кругов, колец или полос. При этом различают множество способов буквенной маркировки – это зависит от производителя и типа конкретного элемента. Один из вариантов:

На практике, если он применяется для ограничения пускового тока чаще всего встречаются дисковые термисторы, которые маркируются так:

5D-20

Где первая цифра обозначает сопротивление при 25 градусах Цельсия – 5 Ом, а «20» — диаметр, чем он больше – тем большую мощность он может рассеять. Пример такого вы видите на рисунке ниже:

Для расшифровки цветовой маркировки можно воспользоваться таблицей, изображенной ниже.

Из-за обилия вариантов маркировки можно ошибиться в расшифровке, поэтому для точности расшифровки лучше искать техническую документацию к конкретному компоненту на сайте производителя.

Где применяется

Сфера применения позисторов достаточно широка. В основном они используются в схемах защиты оборудования и устройств от перегрева или перегрузки, реже для измерения температуры, а также в качестве автостабилизирующих нагревательного элемента. Кратко перечислим примеры использования:

  1. Защиты электродвигателей. Устанавливаются в лобовой части каждой обмотки электродвигателя (для односкоростных трёхфазных 3, для двухскоростных 6 и т.д.), PTC-терморезистор предотвращает перегорание обмотки в случае заклинивания ротора или при выходе из строя системы принудительного охлаждения. Как работает эта схема? Позистор используется в качестве датчика, подключенного к управляющему устройству с исполнительными реле, пускателями и контакторами. В случае нештатной ситуации его сопротивление повышается и этот сигнал передаётся на управляющий орган, двигатель отключается.
  2. Защиты обмоток трансформатора от перегрева и (или) перегрузки, тогда позистор устанавливается последовательно с первичной обмоткой.
  3. Система размагничивания кинескопов ЭЛТ-телевизоров и мониторов. Кстати эта деталь часто выходит из строя и с этим случаем приходится сталкиваться при ремонте, характерен при этом выход из строя предохранителя.
  4. Нагревательный элемент в клеевых пистолетах. В автомобилях для прогрева впускного тракта, на пример на фото ниже изображен подогреватель канала ХХ карбюратора Pierburg.

Терморезисторы – это группа устройств, способных преобразовать температуру в электрический сигнал, который считывают посредством измерения падения напряжения или силы тока в цепи, где он установлен.

Или же они сами по себе могут являться регулирующим органом, если это позволяют сделать его параметры.

Простота и доступность этих устройств позволяет их широко использовать как для профессионального конструирования приборов, так и для радиолюбительской практики.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором подробно рассказывается, что такое терморезистор, как он работает и где применяется:

Наверняка вы не знаете:

Источник: https://samelectrik.ru/chto-takoe-termorezistory.html

Что такое терморезистор, его обозначение на схеме разновидности и применение

В электронике практически постоянно происходит целый каскад различных измерений. Одним из параметров, подвергающихся постоянному контролю, является температура.

С ее измерением превосходно справляются такие электронные компоненты, как терморезисторы – электронные компоненты, выполненные из полупроводников, в которых сопротивление изменяет свою величину с изменением температуры.

В данной статье я расскажу, как обозначаются, как выглядят и какими еще особенностями обладают терморезисторы.

Изображение на схемах

Итак, если взглянуть на схемы, то вы сможете увидеть следующие обозначения:

Смотря где используется подобный элемент, изображение будет различно, кроме одного элемента, а именно «t». Именно по этой букве вы безошибочно поймете, что перед вами терморезистор.

Самой главной характеристикой любого терморезистора является – ТКС (температурный коэффициент сопротивления). Он информирует вас, на сколько меняется сопротивление резистора, если температура изменилась на 1 градус.

Где их можно встретить

Терморезисторы можно увидеть в любом современном приборе, вот например, взгляните на импульсный блок питания:

yandex.ru

Можно провести простейший эксперимент, возьмите любой терморезистор и с помощью мультиметра произведите замер сопротивления в «холодном» состоянии и при нагреве. Вы должны увидеть, что с увеличением температуры величина сопротивления изменяется.

Но не думайте, что терморезисторы служат исключительно для измерения температурного режима, они так же активно используются в устройствах защиты и многих других изделиях.

Как происходит нагрев

Терморезисторы могут нагреваться двумя способами, а именно:

1. Прямой нагрев. В этом случае терморезистор подвергается нагреву напрямую протекающим через него током или же окружающей его средой. Подобные терморезисторы нашли применение в приборах, измеряющих температуру, либо для обеспечения температурной компенсации.

2. Косвенный нагрев. В данном варианте терморезистор подвергается нагреву близко размещенным нагревательным элементам. Что немаловажно, в данном случае электрическая связь отсутствует.

В этом варианте сопротивление терморезистора определяется функцией тока, который проходит через нагревательный элемент, а не через резистор.

Подобные терморезисторы – это в первую очередь комбинированные приборы.

NTC- термисторы и позисторы

Так же терморезисторы разделяются по зависимости изменения сопротивления от температуры на следующие два типа:

1. NTC – термисторы;

2. PTC – термисторы (иначе говоря позисторы).

Давайте познакомимся с ними поближе.

NTC – термисторы

Название подобных терморезисторов пошло от сокращения Negative Temperature Coefficient, что переводится как «Отрицательный коэффициент сопротивления». Основная «фишка» таких термисторов заключена в том, что в процессе нагрева их сопротивление начинает уменьшаться.

Обратите внимание, стрелки на изображении имеют различное направление, что как раз и указывает на то, что при росте “t” происходит снижение “R” и, соответственно, наоборот.

Такой элемент можно встретить в любом импульсном блоке питания, например в обычном БП компьютера.

Сопротивление NTC – термисторов указывается при температуре в 25 Градусов.

Давайте рассмотрим простую схему

Последовательное включение с нагрузкой указывает на то, что через этот элемент схемы протекает весь ток потребления. При этом NTC – термистор ограничивает пусковой ток, возникающий в процессе заряда конденсатора, что в свою очередь защищает диодный мост от пробоя.

При каждом запуске БП начинается процесс зарядки конденсатора, а через NTC–терморезистор проходит определенный ток. Пока NTC–терморезистор не нагрелся его “R” имеет довольно большое значение. Проходящий ток нагревает его, что снижает “R” и в дальнейшем почти не влияет на протекание тока, который потребляется прибором.

Иначе говоря, данный термистор обеспечивает плавный пуск прибора и уберегает диоды выпрямителя от повреждения.

Зачастую NTC – терморезисторы выполняют функцию дополнительного предохранителя, так как во время поломки некой детали нередко сила тока значительно вырастает, что приводит к разрушению терморезистора, тем самым обесточивая схему.

PTC – термисторы (позисторы)

Терморезисторы, у которых сопротивление возрастает с увеличением температуры, называются позисторами (Positive Temperature Coefficient – положительный коэффициент сопротивления).

На схеме такой элемент обозначается следующим образом:

Хоть такой элемент и получил гораздо меньшее распространение, но раньше цветной кинескопный телевизор не мог нормально работать без позистора, а сейчас этот элемент используется в схемах питания светодиодных ламп.

Кроме этого PTC – термисторы так же применяются в качестве защитных устройств. Например, разновидностью позистора является самовосстанавливающийся предохранитель.

SMD – терморезисторы

Повсеместное использование SMT – монтажа стало толчком для производства SMD – терморезисторов. По внешним признакам они практически идентичны SMD – конденсаторам.

Типоразмеры элементов соответствуют ряду: 0402, 0603, 0805, 1206.

yandex.ru

Встраиваемые терморезисторы

Так же данные элементы активно встраиваются в изделия, например, в паяльнике с контролем температуры жала.

Заключение

Терморезисторы – это важнейший элемент любой современной аппаратуры, без которого невозможно построить полноценную защиту схемы. Если статья оказалась вам полезна или интересна, то оцените ее лайком. Спасибо за ваше драгоценное внимание!

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5aef12c13dceb76be76f1bb1/5c38d789f896a200ab709d73

Термистор или терморезистор: определение, виды, как работает и как выбрать

Термистор представляет собой резистивный термометр или резистор, сопротивление которого зависит от температуры. Термин представляет собой комбинацию термо и резистор. Он изготовлен из оксидов металлов, спрессован в шарики, диски или цилиндрическую форму, а затем герметизирован непроницаемым материалом, таким как эпоксидная смола или стекло.

Существует два типа термисторов: отрицательный температурный коэффициент (NTC) и положительный температурный коэффициент (PTC). С термистором NTC, когда температура увеличивается, сопротивление уменьшается. И наоборот, когда температура снижается, сопротивление увеличивается. Этот тип термистора используется чаще всего.

Термистор PTC работает немного по-другому. Когда температура увеличивается, сопротивление увеличивается, а когда температура уменьшается, сопротивление уменьшается. Этот тип термистора обычно используется в качестве предохранителя. Огромный выбор терморезисторов вы можете посмотреть и приобрести на Алиэкспресс:

Как правило, термистор достигает высокой точности в ограниченном температурном диапазоне около 50ºC относительно целевой температуры. Этот диапазон зависит от базового сопротивления.

Термистор на схеме

Стрелка Т обозначает, что сопротивление является переменным в зависимости от температуры. Направление стрелки или полосы не имеет значения.

Термисторы просты в использовании, недороги, прочны и предсказуемо реагируют на изменения температуры. Хотя они не очень хорошо работают при чрезмерно высоких или низких температурах, они являются предпочтительным датчиком для применений, которые измеряют температуру в желаемой базовой точке. Они идеальны, когда требуются очень точные температуры.

Некоторые из наиболее распространенных применений термисторов используются в цифровых термометрах, в автомобилях для измерения температуры масла и охлаждающей жидкости, а также в бытовых приборах, таких как духовки и холодильники, но они также встречаются практически в любом приложении, где для обеспечения безопасности требуются защитные контуры отопления или охлаждения. Для более сложных приложений, таких как детекторы лазерной стабилизации, оптические блоки и устройства с зарядовой связью, встроен термистор. Например, термистор 10 кОм является стандартом, который встроен в лазерные пакеты.

История термистора

Майкл Фарадей — английский ученый впервые открыл понятие термисторов в 1833 году, сообщая о полупроводниковом поведении сульфида серебра. Благодаря своим исследованиям он заметил, что устойчивость к сульфидам серебра снижалась с повышением температуры.

 Это открытие впоследствии привело к коммерческому производству термисторов в 1930-х годах, когда Сэмюэль Рубен изобрел первый коммерческий термистор.

 С тех пор технология улучшилась; прокладывать дорогу к совершенствованию производственных процессов; наряду с доступностью более качественного материала.

Как работает термистор

Термистор на самом деле ничего не «читает», вместо этого сопротивление термистора меняется в зависимости от температуры. Степень изменения сопротивления зависит от типа материала, используемого в термисторе.

В отличие от других датчиков, термисторы являются нелинейными, то есть точки на графике, представляющие взаимосвязь между сопротивлением и температурой, не будут образовывать прямую линию. Расположение линии и степень ее изменения определяется конструкцией термистора. Типичный график термистора выглядит следующим образом:

Как изменение сопротивления преобразуется в измеримые данные, будет подробно рассмотрено ниже.

Разница между термистором и другими датчиками

В дополнение к термисторам используются несколько других типов датчиков температуры.

 Наиболее распространенными являются резистивные датчики температуры (RTD) и интегральные схемы (IC), такие как типы LM335 и AD590.

 Какой датчик лучше всего подходит для конкретного использования, зависит от многих факторов. В приведенной ниже таблице дано краткое сравнение преимуществ и недостатков каждого из них.

ПараметрТермисторRTDLM335AD592
Разница температурВ пределах ~ 50° С от заданной центральной температурыОт −260° C до + 850° C  От −40° C до + 100° C  От -20° C до + 105° C  
Относительная стоимость  НедорогойСамый дорогойДорогойДорогой
Постоянная времениОт 6 до 14 секундОт 1 до 7 секундОт 1 до 3 секундОт 2 до 60 секунд
СтабильностьОчень стабильный, 0,0009° C~0.05° С~0.01° С~0.01° С
Чувствительность  ВысокоНизкийНизкийНизкий
Преимущества  ДолговечныйДолгоиграющийВысокочувствительныйМаленький размерСамая низкаяСтоимостьЛучше всего подходит для измерения температуры в одной точке  Лучшее время откликаЛинейный выходСамый широкий диапазон рабочих температурЛучше всего для измерения диапазона температур  Умеренно дорогоЛинейный выход  Умеренно дорогоЛинейный выход  
НедостаткиНелинейный выходОграниченный температурный диапазонМедленное время отклика  ДорогоНизкая чувствительность  Ограниченный температурный диапазонНизкая чувствительностьБольшой размер  Самое медленное время откликаОграниченный температурный диапазонНизкая чувствительностьБольшой размер  

Температурный диапазон: приблизительный общий диапазон температур, в которых может использоваться тип датчика. В пределах заданного температурного диапазона некоторые датчики работают лучше, чем другие.

Относительная стоимость: относительная стоимость, поскольку эти датчики сравниваются друг с другом. Например, термисторы недороги по отношению к термометрам сопротивления, отчасти потому, что предпочтительным материалом для термопреобразователей сопротивления является платина.

Постоянная времени: приблизительное время, необходимое для перехода от одного значения температуры к другому. Это время в секундах, которое термистору требуется для достижения 63,2% разницы температур от начального показания до окончательного.

Стабильность: способность контроллера поддерживать постоянную температуру на основе обратной связи датчика температуры.

Чувствительность: степень реакции на изменение температуры.

Преимущества и недостатки NTC и PTC

Термисторы NTC прочны, надежны и стабильны, и они оборудованы для работы в экстремальных условиях окружающей среды и помехоустойчивости в большей степени, чем другие типы датчиков температуры.

  • Компактный размер: варианты упаковки позволяют им работать в небольших или ограниченных пространствах; тем самым занимая меньше места на печатных платах.
  • Быстрое время отклика: небольшие размеры позволяют быстро реагировать на изменение температуры, что важно, когда требуется немедленная обратная связь.
  • Экономичность: термисторы не только дешевле, чем другие типы датчиков температуры; Если приобретенный термистор имеет правильную кривую RT, никакая другая калибровка не требуется во время установки или в течение срока ее эксплуатации.
  • Совпадение точек: способность получить определенное сопротивление при определенной температуре.
  • Соответствие кривой: сменные термисторы с точностью от + 0,1 ° C до + 0,2 ° C.

Какие типы и формы термистора доступны на рынке

Термисторы бывают разных форм — дисковые, микросхемы, шариковые или стержневые и могут монтироваться на поверхности или встраиваться в систему. Они могут быть заключены в эпоксидную смолу, стекло, обожжены в феноле или окрашены. Наилучшая форма часто зависит от того, какой материал контролируется, например, от твердого вещества, жидкости или газа.

Например, терморезистор с бусинками идеально подходит для встраивания в устройство, а стержень, диск или цилиндрическая головка лучше всего подходят для оптических поверхностей. Термисторный чип обычно монтируется на печатной плате (PCB). Существует много, много разных форм термисторов, и некоторые примеры:

Выберите форму, которая обеспечивает максимальный контакт поверхности с устройством, температура которого контролируется. Независимо от типа термистора, соединение с контролируемым устройством должно быть выполнено с использованием теплопроводящей пасты или эпоксидного клея. Обычно важно, чтобы эта паста или клей не были электропроводящими.

Какое сопротивление термистора и ток смещения следует использовать

Термисторы классифицируются по величине сопротивления, измеренной при комнатной температуре окружающей среды, которая считается 25° C. Устройство, температуру которого необходимо поддерживать, имеет определенные технические характеристики для оптимального использования, как определено производителем. Они должны быть определены до выбора датчика. Поэтому важно знать следующее.

Каковы максимальные и минимальные температуры для устройства

Термисторы идеально подходят для измерения температуры в одной точке, которая находится в пределах 50 ° C от температуры окружающей среды. Если температура слишком высокая или низкая, термистор не будет работать. Хотя есть исключения, большинство термисторов работают лучше всего в диапазоне от -55 ° C до + 114 ° C.

Поскольку термисторы являются нелинейными, то естьзначения температуры и сопротивления изображены на графике в виде кривой, а непрямой линии, очень высокие или очень низкие температуры регистрируютсянеправильно. Например, очень небольшие изменения при очень высокихтемпературах будут регистрировать незначительные изменения сопротивления,которые не приведут к точным изменениям напряжения.

Каков оптимальный диапазон термисторов

В зависимости от тока смещения от контроллера каждый термистор имеет оптимальный полезный диапазон, то есть диапазон температур, в котором небольшие изменения температуры точно регистрируются.

В таблице ниже приведены наиболее эффективные диапазоны температур для термисторов с длиной волны при двух наиболее распространенных токах смещения.

Лучше всего выбрать термистор, где заданная температура находится в середине диапазона. Чувствительность термистора зависит от температуры.

 Например, термистор может быть более чувствительным при более низких температурах, чем при более высоких температурах, как в случае с термистором TCS10K5 10 кОм длины волны.

 В TCS10K5 чувствительность составляет 162 мВ на градус Цельсия в диапазоне от 0 до 1° C, и 43 мВ / °C в диапазоне от 25 до 26 ° C, и 14 мВ ° C в диапазоне от 49 до 50 ° C. C.

Каковы верхний и нижний пределы напряжения на входе датчика регулятора температуры

Пределы напряжения обратной связи датчика к регулятору температуры устанавливаются производителем. В идеале следует выбрать комбинацию термистора и тока смещения, которая создает напряжение в пределах диапазона, разрешенного регулятором температуры.

Напряжение связано с сопротивлением по закону Ома. Это уравнение используется для определения того, какой ток смещения необходим. Закон Ома гласит, что ток через проводник между двумя точками прямо пропорционален разности потенциалов между двумя точками и для этого тока смещения записывается как:

V = I BIAS x R

Где: V — напряжение, в вольтах (В) 

I BIAS — ток, в амперах или амперах (A) 

I BIAS — постоянный ток, 
R — сопротивление, в Ом (Ом)

Источник: https://meanders.ru/chto-takoe-termistor-termorezistor.shtml

Терморезисторы

Радиоэлектроника для начинающих

В электронике всегда приходится что-то измерять или оценивать. Например, температуру. С этой задачей успешно справляются терморезисторы – электронные компоненты на основе полупроводников, сопротивление которых изменяется в зависимости от температуры.

Здесь я не буду расписывать теорию физических процессов, которые происходят в терморезисторах, а перейду ближе к практике – познакомлю читателя с обозначением терморезистора на схеме, его внешним видом, некоторыми разновидностями и их особенностями.

На принципиальных схемах терморезистор обозначается вот так.

В зависимости от сферы применения и типа терморезистора обозначение его на схеме может быть с небольшими отличиями. Но вы всегда его определите по характерной надписи t или .

Основная характеристика терморезистора – это его ТКС. ТКС – это температурный коэффициент сопротивления. Он показывает, на какую величину изменяется сопротивление терморезистора при изменении температуры на 1°С (1 градус Цельсия) или 1 градус по Кельвину.

У терморезисторов несколько важных параметров. Приводить я их не буду, это отдельный рассказ.

На фото показан терморезистор ММТ-4В (4,7 кОм). Если подключить его к мультиметру и нагреть, например, термофеном или жалом паяльника, то можно убедиться в том, что с ростом температуры его сопротивление падает.

Терморезисторы есть практически везде. Порой удивляешься тому, что раньше их не замечал, не обращал внимания. Давайте взглянем на плату от зарядного устройства ИКАР-506 и попробуем найти их.

Вот первый терморезистор. Так как он в корпусе SMD и имеет малые размеры, то запаян на небольшую плату и установлен на алюминиевый радиатор – контролирует температуру ключевых транзисторов.

Второй. Это так называемый NTC-термистор (JNR10S080L). О таких я ещё расскажу. Служит он для ограничения пускового тока. Забавно. Вроде терморезистор, а служит в качестве защитного элемента.

Почему то если заходит речь о терморезисторах, то обычно думают, что они служат для измерения и контроля температуры. Оказывается, они нашли применение и как устройства защиты.

Также терморезисторы устанавливаются в автомобильные усилители. Вот терморезистор в усилителе Supra SBD-A4240. Здесь он задействован в цепи защиты усилителя от перегрева.

Вот ещё пример. Это литий-ионный аккумулятор DCB-145 от шуруповёрта DeWalt. Вернее, его “потроха”. Для контроля температуры аккумуляторных ячеек применён измерительный терморезистор.

Его почти не видно. Он залит силиконовым герметиком. Когда аккумулятор собран, то этот терморезистор плотно прилегает к одной из Li-ion ячеек аккумулятора.

Прямой и косвенный нагрев

По способу нагрева терморезисторы делят на две группы:

  • Прямой нагрев. Это когда терморезистор нагревается внешним окружающим воздухом или током, который протекает непосредственно через сам терморезистор.

    Терморезисторы с прямым нагревом, как правило, используются либо для измерения температуры, либо температурной компенсации.

    Такие терморезисторы можно встретить в термометрах, термостатах, зарядных устройствах (например, для Li-ion батарей шуруповёртов).

  • Косвенный нагрев. Это когда терморезистор нагревается рядом расположенным нагревательным элементом. При этом он сам и нагревательный элемент электрически не связаны друг с другом.

    В таком случае, сопротивление терморезистора определяется функцией тока, протекающего через нагревательный элемент, а не через терморезистор.

    Терморезисторы с косвенным нагревом являются комбинированными приборами.

NTC-термисторы и позисторы

По зависимости изменения сопротивления от температуры терморезисторы делят на два типа:

Давайте разберёмся, какая между ними разница.

NTC-термисторы

Своё название NTC-термисторы получили от сокращения NTC – Negative Temperature Coefficient, или “Отрицательный Коэффициент Сопротивления”. Особенность данных термисторов в том, что при нагреве их сопротивление уменьшается. Кстати, вот так обозначается NTC-термистор на схеме.

Обозначение термистора на схеме

Как видим, стрелки на обозначении разнонаправлены, что указывает на основное свойство NTC-термистора: температура увеличивается (стрелка вверх), сопротивление падает (стрелка вниз). И наоборот.

На практике встретить NTC-термистор можно в любом импульсном блоке питания. Например, такой термистор можно обнаружить в блоке питания компьютера. Мы уже видели NTC-термистор на плате ИКАР’а, только там он был серо-зелёного цвета.

На этом фото NTC-термистор фирмы EPCOS. Применяется для ограничения пускового тока.

Для NTC-термисторов, как правило, указывается его сопротивление при 25°С (для данного термистора это 8 Ом) и максимальный рабочий ток. Обычно это несколько ампер.

Данный NTC-термистор устанавливается последовательно, на входе сетевого напряжения 220V. Взгляните на схему.

Так как он включен последовательно с нагрузкой, то весь потребляемый ток протекает через него. NTC-термистор ограничивает пусковой ток, который возникает из-за заряда электролитических конденсаторов (на схеме С1). Бросок зарядного тока может привести к пробою диодов в выпрямителе (диодный мост на VD1 – VD4).

При каждом включении блока питания конденсатор начинает заряжаться, а через NTC-термистор начинает протекать ток. Сопротивление NTC-термистора при этом велико, так как он ещё не успел нагреться. Протекая через NTC-термистор, ток разогревает его.

После этого сопротивление термистора уменьшается, и он практически не препятствует протеканию тока, потребляемого прибором. Таким образом, за счёт NTC-термистора удаётся обеспечить “плавный запуск” электроприбора и уберечь от пробоя диоды выпрямителя.

Понятно, что пока импульсный блок питания включен, NTC-термистор находится в “подогретом” состоянии.

Если в схеме происходит выход из строя каких-либо элементов, то, обычно резко возрастает и потребляемый ток. При этом нередки случаи, когда NTC-термистор служит своего рода дополнительным предохранителем и также выходят из строя из-за превышения максимального рабочего тока.

Далее на фото наглядный пример – сгоревший NTC-термистор 5D-11, который был установлен в зарядном устройстве ИКАР-506. Он ограничивал пусковой ток при включении.

Выход из строя ключевых транзисторов в блоке питания зарядного устройства привел к превышению максимального рабочего тока этого термистора (max 4A) и он сгорел.

Позисторы. PTC-термисторы.

Термисторы, сопротивление которых при нагреве растёт, называют позисторами. Они же PTC-термисторы (PTC – Positive Temperature Coefficient, “Положительный Коэффициент Сопротивления”).

Стоит отметить, что позисторы получили менее широкое распространение, чем NTC-термисторы.

Условное обозначение позистора на схеме.

Позисторы легко обнаружить на плате любого цветного CRT-телевизора (с кинескопом). Там он установлен в цепи размагничивания. В природе встречаются как двухвыводные позисторы, так и трёхвыводные.

На фото представитель двухвыводного позистора, который применяется в цепи размагничивания кинескопа.

Внутри корпуса между выводами-пружинами установлено рабочее тело позистора. По сути это и есть сам позистор. Внешне выглядит как таблетка с напылением контактного слоя по бокам.

Как я уже говорил, позисторы используются для размагничивания кинескопа, а точнее его маски. Из-за магнитного поля Земли или влияния внешних магнитов маска намагничивается, и цветное изображение на экране кинескопа искажается, появляются пятна.

Наверное, каждый помнит характерный звук “бдзынь”, когда включается телевизор – это и есть тот момент, когда работает петля размагничивания.

Кроме двухвыводных позисторов широко применяются трёхвыводные позисторы. Вот такие.

Далее на фото трёхвыводный позистор СТ-15-3.

Отличие их от двухвыводных заключается в том, что они состоят из двух позисторов-“таблеток”, которые установлены в одном корпусе. На вид эти “таблетки” абсолютно одинаковые. Но это не так.

Кроме того, что одна таблетка чуть меньше другой, так ещё и сопротивление их в холодном состоянии (при комнатной температуре) разное.

У одной таблетки сопротивление около 1,3 ~ 3,6 кОм, а у другой всего лишь 18 ~ 24 Ом.

Трёхвыводные позисторы также применяются в цепи размагничивания кинескопа, как и двухвыводные, но только схема их включения немного иная. Если вдруг позистор выходит из строя, а такое бывает довольно часто, то на экране телевизора появляются пятна с неестественным отображением цвета.

Более детально о применении позисторов в цепи размагничивания кинескопов я уже рассказывал здесь.

Так же, как и NTC-термисторы, позисторы используются в качестве устройств защиты. Одна из разновидностей позистора – это самовосстанавливающийся предохранитель.

SMD-терморезисторы

С активным внедрением SMT-монтажа, производители стали выпускать миниатюрные терморезисторы, адаптированные и под него.

Размеры их корпуса, как правило, соответствуют стандартным типоразмерам (0402, 0603, 0805, 1206), которые имеют чип резисторы и конденсаторы. Маркировка на них не наносится, что затрудняет их идентификацию.

По внешнему виду SMD-терморезисторы очень похожи на керамические SMD-конденсаторы.

Встроенные терморезисторы

В электронике активно применяются и встроенные терморезисторы. Если у вас паяльная станция с контролем температуры жала, то в нагревательный элемент встроен тонкоплёночный терморезистор. Также терморезисторы встраиваются и в фен термовоздушных паяльных станций, но там он является отдельным элементом.

Стоит отметить, что в электронике наряду с терморезисторами активно применяются термопредохранители и термореле (например, типа KSD), которые также легко обнаружить в электронных приборах.

Теперь, когда мы познакомились с терморезисторами, пора узнать об их параметрах.

» Радиоэлектроника для начинающих » Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

Источник: https://go-radio.ru/termorezistori.html

Терморезистор — Википедия

Условно-графическое обозначение терморезистора

Терморези́стор (термистор, термосопротивление) — полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от его температуры[1].

Терморезистор был изобретён Самюэлем Рубеном (Samuel Ruben) в 1930 году[2].

Терморезисторы изготавливаются из материалов с высоким температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), который обычно на порядки выше, чем ТКС металлов и металлических сплавов.

Конструкция и разновидности терморезисторов

Резистивный элемент терморезистора изготавливают методом порошковой металлургии из оксидов, галогенидов, халькогенидов некоторых металлов, в различном конструктивном исполнении, например в виде стержней, трубок, дисков, шайб, бусинок, тонких пластинок, и размерами от 1—10 микрометров до нескольких сантиметров.

По типу зависимости сопротивления от температуры различают терморезисторы с отрицательным (NTC-термисторы, от слов «Negative Temperature Coefficient») и положительным (PTC-термисторы, от слов «Positive Temperature Coefficient» или позисторы) температурным коэффициентом сопротивления (или ТКС). Для позисторов — с ростом температуры растёт их сопротивление; для NTC-термисторов увеличение температуры приводит к падению их сопротивления.

Терморезисторы с отрицательным ТКС (NTC-термисторы) изготовляют из смеси поликристаллических оксидов переходных металлов (например, MnO, СoOx, NiO и CuO), полупроводников типа AIII BV, стеклообразных, легированных полупроводников (Ge и Si), и других материалов. PTC-термисторы изготовляют из твёрдых растворов на основе BaTiO3, что даёт положительный ТКС.

Условно терморезисторы классифицируют как низкотемпературные (предназначенные для работы при температуpax ниже 170 К), среднетемпературные (от 170 до 510 К) и высокотемпературные (выше 570 К). Выпускаются терморезисторы, предназначенные для работы при температурах от 900 до 1300 К.

Терморезисторы способны работать в различных климатических условиях и при значительных механических нагрузках. Однако, с течением времени, при жёстких условиях его эксплуатации, например, термоциклировании, происходит изменение его исходных термоэлектрических характеристик, таких как:

  • номинального (при 25 °C) электрического сопротивления;
  • температурного коэффициента сопротивления.

Также существуют комбинированные приборы, такие как терморезисторы с косвенным нагревом. В этих приборах в одном корпусе совмещены терморезистор с гальванически изолированным нагревательным элементом, задающего температуру терморезистора, и, соответственно, его сопротивление.{-7}}.

Режим работы терморезисторов и их применение

Зависимость сопротивления терморезистора от температуры: 1 — ТКС < 0; 2 — ТКС > 0

Режим работы терморезисторов зависит от выбранной рабочей точки на вольт-амперной характеристике (или ВАХ) такого прибора. В свою очередь ВАХ зависит от приложенной к прибору температуры и конструктивных особенностей терморезистора.

Терморезисторы с рабочей точкой выставленной на линейном участке ВАХ используются для контроля за изменением температуры и компенсации параметров (электрическое напряжение или электрический ток) электрических цепей, возникших вследствие изменения температуры. Терморезисторы с рабочей точкой выставленной на нисходящем участке ВАХ (с «отрицательным сопротивлением») применяются в качестве пусковых реле, реле времени, в системах измерения и контроля мощности электромагнитного излучения на сверхвысоких частотах (или СВЧ), системах теплового контроля и пожарной сигнализации, в установках регулирования расхода жидких и сыпучих сред.

Наиболее широко используются среднетемпературные терморезисторы (с температурным ТКС от −2,4 до −8,4 %/К), работающие в широком диапазоне сопротивлений (от 1 до 106Ом).

Также существуют терморезисторы с небольшим положительным температурным коэффициентом сопротивления (или ТКС) (от 0,5 до 0,7 %/К) выполненные на основе кремния, сопротивление которых изменяется по закону близкому к линейному. Такие терморезисторы находят применение в системах охлаждения и температурной стабилизации режимов работы транзисторов в различных радиоэлектронных системах.

См. также

Примечания

Литература

  • Шефтель И. Т. Терморезисторы.
  • Мэклин Э. Д. Терморезисторы.
  • Шашков А. Г. Терморезисторы и их применение.
  • Пасынков В. В., Чиркин Л. К. Полупроводниковые приборы: Учебник для вузов. — 4-е перераб. и доп. изд. — М.: Высшая школа, 1987. — С. 401—407. — 479 с. — 50 000 экз.

Справочник молодого радиста — Интернет справочник

Примечание. Параметры терморезисторов и позисторов указаны для температуры окружающей среды 20 °С, а СТ1-19 — для 150°С.

Применяют болометры для бесконтактного дистанционного из­мерения температуры в качестве приемников лучистой энергии в спектральных приборах, в различных системах ориентации. Иммер­сионные полупроводниковые болометры (например, БП1-2) исполь­зуют в качестве приемников инфракрасного, излучения в аппаратуре автоконтроля ответственных узлов железнодорожного подвижного состава (колесных пар, подшипников и др.)

Позисторы. Представляют собой терморезисторы с положитель­ным температурным коэффициентом сопротивления. ТКС позисторов, изготовленных на основе титаната бария, достигает десятков про­центов на 1 °С

Применяют позясторы для ограничения и стабилизации тока в электрических цепях, авторегулировки усиления в схемах термо­компенсации, для защиты элементов схемы и приборов от перегре­ва, регулировки температуры и т. д. Позисторами служат приборы СТ5-1, СТ6-1А, СТ6-1Б, СТ6-5Б, СТ6-4В, СТ64Г и др.

Основные параметры некоторых терморезисторов и позисторов приведены в табл 46.

Вариаторы. Эти приборы представляют собой полупроводниковые резисторы объемного типа с нелинейными вольт-амперными характеристиками (рис. 22, а — в). Для напряжений различной полярно­сти вольт-амперные характеристики симметричны. Варисторы можно использовать в цепях постоянного, переменного (с частотами до не­скольких килогерц) и импульсного токов. Изготовляют стержневые (рис. 22, а) и дисковые (рис. 22, б) варисторы из порошкообразного карбида кремния.

Основными параметрами варисторов являются следующие.

Номинальное классификационное напряжение Uкл — постоян­ное напряжение, при котором через варистор проходит заданный токIкл.

Максимально допустимое импульсное напряжение Uи макс [для стержневых варисторов

Uи,макc = (1,2-2) Uкл, а для дисковыхUжмакс = (3Ч- 4) UKa] .

Коэффициент нелинейности Р — отношение сопротивления варистора постоянному току к его сопротивлению переменно­му току.

Номинальная мощность рассеивания Раон — 1кяУкл при заданной температуре среды.

Условное обозначение ва­ристоров состоит из букв и цифр (например, СН1-1-1-1500).

Рис. 22. Общий вид варисторов (а — стержневого, б — дискового) и их вольтамперная характеристи­ка (в)

Буквы СН обозначают — нели­нейное сопротивление, первая цифра указывает применяемый материал, вторая — конструк­цию (1 — стержневой, 2 — дис­ковый), третья — порядковый номер разработки; число в конце обо­значения характеризует величину падения напряжения.

Параметры некоторых типов варисторов приведены в табл. 47.

Варисторы применяют в устройствах стабилизации высоковольт­ных источников напряжения телевизионных приемников, для стаби­лизации токов в отклоняющих катушках кинескопов, в системах раз­магничивания цветных кинескопов, системах автоматического регу­лирования.

Фоторезисторы. Представляют собой полупроводниковые при­боры, электрическое сопротивление которых изменяется под дейст­вием электромагнитного (светового) излучения. Характер изменения сопротивления определяется интенсивностью и составом облучающе­го света.

Параметрами фоторезисторов ФР являются следующие.

Рабочее напряжение, при котором ФР может быть использован в течение указанного срока службы с сохранением его параметров.

Допустимая мощность рассеивания рф — максимальная мощ­ность, рассеиваемая на ФР без его теплового повреждения

Темновое электрическое сопротивление RT— при 20 °С через 30 с после снятия освещенности 200 лк.

Темповой ток Iт, проходящий в цепи ФР при приложенном ра­бочем напряжении через 30 с после снятия освещенности 200 лк.

Световой ток Iс, проходящий через ФР при напряжении и ос­вещенности 200 лк от источника света с цветовой температурой 2850К.

Таблица 47

Номи­нальное классифи­кационное напряже­ние, В

Максимально допустимое импульсное напряжение, кВ

Коэффи­циент нелиней­ности

Номи­нальное классифи­кационное напряже­ние, В

Максимально допу стимое импульсное напряжение, кВ

Коэффициент нелиней­ности

Стержневые варисторы

Дисковые варисторы

СН1-1-1 (09X19 мм) Iкл = 10 мА; Рном = 1 Вт

СН1-2-1 (016X8 мм) Iкл = 8 мА; Рном = 1 Вт

560

1,2

3,5

56

180

3,5

680

1,3

4

68

210

3,5

820

1,4

4

82

250

3.5

1000

1,5

4

100

300

3,5

1200

1,6

4

120

360

3,5

1300

1,7

4,5

150

450

3,5

1500

2,0

4,5

180

550

3,5

220

650

3,5

СН1-1-2 (07X16 мм) Iкл = 10 мА; РНОм=0,8 Вт

270

800

3,5

560

1,2

3,5

СН 1-2-2 (012X7 мм) Iкл = 3 мА; Л,ом = 1 Вт

680

1,3

4,0

1300

1,7

4,5

15

60

3

СН1-6 (035X9 мм) Iкл =

18

70

3

= 20 мА; РНОм=2,5 Вт

22

80

3

33

0,15

4,0

27

90

3

39

ПО

3

СН1-8 (013X120) Iкл =

47

120

3,5

= 50 мкА; Рвом =2 Вт

56

150

3,5

20000

30

6

68

170

3,5

25000

30

6

СН1-10 (040X10 мм) Iкл = 10 мА; Рном = 3 Вт

СН 1-8-20 Iкл =0,05 мА;

Рвом =6 ВТ

15

75

3,2

20000

30000

6 — 10

18

90

3,2

27

135

3,2

СН 1-8-25 Iкл = 0,05 мА;

33

165

3,2

Рвом = 2 Вт

39

195

3,2

25000

30000

6 — 10

47

235

3,2

Примечaниe. Номинальная мощность указана при температуре окру­жающей среды 70 °С для варисторов СН1-1-1, СН-1-2, при 75°С — для СН1-6, при ˆ0 °С — для СН1-2-1, СН1-2-2.

Кратность изменения сопротивления RT/Rc — отношение темно» вого сопротивления ФР к сопротивлению при освещенности 200 ли от источника с цветовой температурой 2850К.

Удельная чувствительность во — отношение фототока к произве­дению величины падающего на фоторезистор светового потока и приложенного к нему напряжения, т.е. 8о=Iф/(ФU).

Интегральная чувствительность еи — произведение удельной чув­ствительности на предельное рабочее напряжение, т.е. еи = еоU.

Параметры наиболее распространенных фоторезисторов приве­дены в табл. 48.

Таблица 48

Фоторезистор

Рабочее напря­жение, В

Мощность рас-сеивания, Вт

Темчовое сопро­тивление, МОм

Темновой ток, мкА

Световой ток, мА

Кратность изме­нения сопротив­ления

Удельная чувст­вительность, мА/(лм-В)

Интегральная чувствитель­ность, мкА/лм

СФ2-1

15

10

15

0,5

1

500

400

10

СФ2-2

2

50

v2

0,5

1,5

500

75

0,36

СФ2-8

100

125

100

1

1000

СФ2-16

10

10

3,3

0,3

100

СФЗ-1

15

10

30

0,01

1,5

1500

600

20

СФЗ-2

5

100

5

0,5

2

500

80

СФЗ-5

2

50

2

0,5

500

СФЗ-8

20

50

20

0,5

500

ФСК-1

50

125

3,3

5

2

100

7

2,8

ФСК-2

100

125

3,3

10

1

20

1,6

0,5

ФСД-1

20

50

2

1

3

150

30

15

ФСА-1

100

10

0,02

1,2

500

ФСА-12

40

10

0,05

— —

1,2

500

Руководство по применению термисторов | Термисторы PTC (ПОЗИСТОР) | Термисторы (датчики температуры)

Примечание по применению




Основные характеристики

ПОЗИСТОР имеет три основные характеристики

1. Сопротивление — температурные характеристики

ПОЗИСТОР имеет три основных характеристики.
Хотя разница между нормальной температурой и температурой «точки Кюри» незначительна, POSISTOR демонстрирует почти постоянные характеристики сопротивления и температуры.Тем не менее, они обладают характеристиками зависимости сопротивления от температуры, которые вызывают резкое повышение сопротивления, когда температура превышает точку Кюри.
Точка Кюри (C.P.) определяется как температура, при которой значение сопротивления вдвое превышает значение при 25 ° C.

2. Вольт-амперные характеристики (статическая характеристика)
Это показывает соотношение между приложенным напряжением, когда напряжение, приложенное к ПОЗИСТОРУ, вызывает балансировку внутреннего нагрева и внешнего теплового рассеяния и стабилизированного тока.Он имеет как максимальную точку тока, так и постоянную выходную мощность.

3. Ток-временные характеристики (динамическая характеристика)
Это показывает соотношение между током и временем до того, как внутренний нагрев и внешнее тепловое рассеяние достигнут состояния равновесия. Это имеет большой начальный ток и резко непрерывный затухающий участок.

↑ TOP

Технические условия

1. Ток защитного порога
Максимальное значение тока называется «током защитного порога» для зависимости напряжения отТекущие характеристики (статические).
Когда ток в POSISTOR меньше порога защиты, он достигает своей стабильности (как показано на рисунке справа) на пересечении (A) кривой нагрузки (a) и вольт-амперной характеристики POSISTOR (c). А ПОЗИСТОР работает как обычный постоянный резистор.
Однако, когда протекает ток, превышающий защитный порог, он стабилизируется на пересечении (B) с кривой нагрузки (b).

Рисунок 1

2.Диапазон порогового тока защиты
Ток порогового значения защиты зависит от температуры окружающей среды, значения сопротивления, температурных характеристик и формы. (см. Рисунок 2) Максимальное значение тока отключения
и минимальное значение тока удержания находятся в диапазоне температур окружающей среды от -10 до + 60 ° C.
То есть, когда ток меньше, чем ток удержания, POSISTOR работает только как фиксированный резистор. Однако, когда протекает ток, превышающий ток срабатывания, POSISTOR
защищает цепь от перегрузки.

Рисунок 2

3. Время работы
Период от момента подачи напряжения до момента резкого затухания самого тока называется «временем работы». Обычно время работы (t0) определяется как период до тех пор, пока пусковой ток (I0) не упадет до уровня, равного половине первоначального пускового тока (I0 / 2).

Рисунок 3

↑ TOP

Термисторы PTC (ПОЗИСТОР) | Термисторы с положительным температурным коэффициентом (POSISTOR)

Термистор с положительным температурным коэффициентом —

Термисторы с положительным температурным коэффициентом — это электронный компонент, сопротивление которого остается почти постоянным при температуре окружающей среды.Однако, когда температура превышает постоянную температуру, сопротивление внезапно увеличивается. «ПОСИСТОР» является зарегистрированным товарным знаком компании Murata Manufacturing Co., Ltd.

Feauture


Отличительные характеристики «ПОЗИСТОРА» можно получить, добавив небольшое количество редкоземельных элементов в титанат бария (BaTiO3).
Электроды изготавливаются из керамики, в которой титанат бария используется в качестве основного ингредиента для создания ПОЗИСТОРА, а также широко используются типы свинца и типы чипов.
Три характеристики POSISTOR можно проиллюстрировать следующим образом.

Сопротивление — температурная характеристика

Сопротивление практически остается постоянным между комнатной температурой (25 ° C) и точкой Кюри.
Когда температура превышает точку Кюри, сопротивление внезапно увеличивается. Используя эту характеристику, выявляются ненормальные условия, когда контур перегревается сверх заданной температуры, и контур может быть отключен.
Что можно сделать, используя эту характеристику?
Когда температура становится больше, чем температура обнаружения, ПОЗИСТОР может уменьшить ток!

Пример, светодиодные лампы; Светодиодные элементы
, составляющие основу светодиодных ламп, представляют собой электронные компоненты, которые очень слабо нагреваются.
Когда через светодиодный элемент протекает большой ток, когда на светодиодный элемент подается тепло, светодиодный элемент будет поврежден.

ПОЗИСТОР пригодится в таких условиях! !

ПОЗИСТОР определяет температуру вокруг светодиодного элемента, и когда температура достигает заданной температуры (температуры обнаружения), сопротивление ПОЗИСТОРА внезапно увеличивается, чтобы уменьшить ток.Соответственно, ПОЗИСТОР предотвращает повреждение светодиодных элементов нагреванием.

Поскольку сопротивление ПОЗИСТОРА внезапно увеличивается, цифровое преобразование информации о температуре не требуется.

Температуру можно определить с помощью простой схемы!

Murata предлагает различные ПОЗИСТОРЫ, от низкой точки Кюри 40 ° C до 130 ° C.


Статическая характеристика (вольт-амперная характеристика)


Соотношение между током и напряжением, когда напряжение подается на ПОЗИСТОР, показано на следующем рисунке.


На рисунке сплошной линией показаны характеристики ПОЗИСТОРА, а пунктирной линией показаны характеристики фиксированного сопротивления.

Во-первых, давайте посмотрим на относительные значения сопротивления и температуры.


Фиксированное сопротивление показывает почти постоянное сопротивление, даже если температура увеличивается. (Точка B)
С другой стороны, сопротивление ПОЗИСТОРА внезапно увеличивается от до точки C (точка Кюри) (точка B)

Затем давайте посмотрим на соотношение между током и напряжением.

Согласно закону Ома, ток фиксированного сопротивления увеличивается вместе с приложением напряжения.

С другой стороны, ток в ПОЗИСТоре остается таким же, как и фиксированное сопротивление до точки C, согласно закону Ома.
Однако, когда ток превышает точку C из-за самонагрева, и сопротивление самого ПОЗИСТОРА увеличивается, ток ПОЗИСТОРА , уменьшается вместе с увеличением напряжения.
Таким образом, ПОЗИСТОР имеет свойство поддерживать постоянную электрическую мощность.

Что можно сделать, используя эту характеристику?
  • Нагреватель
    ПОЗИСТОР используется в нагревательных элементах постоянной температуры, нагревателях и т. Д., Используя эти характеристики. ПОЗИСТОР отличается от нихромового нагревателя и т. Д. И поддерживает постоянную температуру без включения / выключения управления.
  • Защита от перегрузки по току
    Когда в электронной цепи возникает аномалия, протекает большой ток (перегрузка по току).Используя эту характеристику, ПОЗИСТОР ограничивает ток в цепи, так что перегрузка по току не протекает в другие электронные компоненты, когда эта перегрузка по току протекает. ПОЗИСТОР ограничивает ток в цепи для защиты от сверхтоков.

Динамическая характеристика (ток-временная характеристика)

На следующем рисунке показана зависимость между током и временем, когда на ПОЗИСТОР подается напряжение.Красная линия показывает характеристику ПОЗИСТОРА, а синяя линия показывает характеристику фиксированного сопротивления.

Как показано на рисунке, при фиксированном сопротивлении течет постоянный ток, независимо от прошедшего времени.

С другой стороны, когда на ПОЗИСТОР подается напряжение, отображается характеристика, показанная на рисунке. Протекает большой ток, потому что в момент подачи напряжения сопротивление низкое, сопротивление увеличивается из-за самонагрева ПОЗИСТОРА вместе с истекшим временем, а ток, протекающий в ПОЗИСТОР, уменьшается.

Многое можно реализовать с помощью ПОЗИСТОРА! !
ПОЗИСТОР допускает начальный приток большого тока, который впоследствии может быть уменьшен за счет самонагрева.
Например, компрессор, используемый в холодильниках.
Компрессор оснащен двигателем, и для запуска двигателя требуется большой ток. ПОЗИСТОР используется, потому что требуются компоненты, которые допускают начальный приток большого тока и уменьшают ток по прошествии определенного времени!

↑ ТОП



позистор Википедия

Тип резистора, сопротивление которого зависит от температуры

Термистор — это тип резистора, сопротивление которого сильно зависит от температуры, в большей степени, чем у стандартных резисторов.Слово представляет собой комбинацию терморезистора и резистора . Термисторы широко используются в качестве ограничителей пускового тока, датчиков температуры (обычно с отрицательным температурным коэффициентом или типа NTC ), самовосстанавливающихся устройств защиты от перегрузки по току и саморегулирующихся нагревательных элементов (обычно с положительным температурным коэффициентом или типом PTC ).

Термисторы бывают двух противоположных основных типов:

  • У термисторов NTC сопротивление уменьшается при повышении температуры , как правило, из-за увеличения количества электронов проводимости, вытесняемых тепловым возбуждением из валентной зоны.NTC обычно используется в качестве датчика температуры или последовательно со схемой в качестве ограничителя пускового тока.
  • У термисторов PTC сопротивление увеличивается при повышении температуры, как правило, из-за повышенного теплового возмущения решетки, особенно из-за примесей и дефектов. Термисторы PTC обычно устанавливаются последовательно со схемой и используются для защиты от перегрузки по току и условий в качестве сбрасываемых предохранителей.

Термисторы обычно производятся из порошковых оксидов металлов. [1] Благодаря значительно улучшенным формулам и технологиям за последние 20 лет термисторы NTC теперь могут достигать точности в широком диапазоне температур, таких как ± 0,1 ° C или ± 0,2 ° C от 0 ° C до 70 ° C с отличным длительным сроком службы. срок стабильности. Термисторные элементы NTC бывают разных типов [2] , например, с осевыми выводами в стеклянной капсуле (диоды DO-35, DO-34 и DO-41), микросхемы со стеклянным покрытием, с эпоксидным покрытием, неизолированный или изолированный выводной провод и поверхностный монтаж, а также штанги и диски. Типичный диапазон рабочих температур термистора составляет от -55 ° C до +150 ° C, хотя некоторые термисторы в стеклянном корпусе имеют максимальную рабочую температуру +300 ° C.

Термисторы отличаются от резистивных датчиков температуры (RTD) тем, что в термисторе обычно используется керамика или полимер, а в RTD используются чистые металлы. Температурный отклик также отличается; RTD полезны в более широких диапазонах температур, в то время как термисторы обычно достигают большей точности в ограниченном диапазоне температур, обычно от -90 ° C до 130 ° C. [3]

Базовое управление []

Если предположить, в качестве приближения первого порядка, что зависимость между сопротивлением и температурой линейна, тогда

ΔR = kΔT, {\ displaystyle \ Delta R = k \ Delta T,}

где

ΔR {\ displaystyle \ Delta R}, изменение сопротивления,
ΔT {\ displaystyle \ Delta T}, изменение температуры,
k {\ displaystyle k}, температурный коэффициент сопротивления первого порядка.

Термисторы можно разделить на два типа, в зависимости от знака k {\ displaystyle k}. Если k {\ displaystyle k} положительный, сопротивление увеличивается с увеличением температуры, и устройство называется термистором с положительным температурным коэффициентом ( PTC ) или позистором . Если k {\ displaystyle k} отрицательно, сопротивление уменьшается с ростом температуры, и устройство называется термистором с отрицательным температурным коэффициентом ( NTC ).Резисторы, которые не являются термисторами, имеют k {\ displaystyle k} как можно ближе к 0, так что их сопротивление остается почти постоянным в широком диапазоне температур.

Вместо температурного коэффициента k иногда используется температурный коэффициент сопротивления αT {\ displaystyle \ alpha _ {T}} («alpha sub T»). Он определяется как [4]

αT = 1R (T) dRdT. {\ Displaystyle \ alpha _ {T} = {\ frac {1} {R (T)}} {\ frac {dR} {dT}}.}

Этот коэффициент αT {\ displaystyle \ alpha _ {T}} не следует путать с параметром a {\ displaystyle a} ниже. {3 },}

, где a , b и c называются параметрами Стейнхарта – Харта и должны указываться для каждого устройства.{-8}. \ End {align}}}

B или β уравнение параметра []

Термисторы

NTC также можно охарактеризовать уравнением параметра B (или β ), которое по сути является уравнением Стейнхарта – Харта с a = 1 / T0− (1 / B) ln⁡R0 {\ displaystyle a = 1 / T_ {0} — (1 / B) \ ln R_ {0}}, b = 1 / B {\ displaystyle b = 1 / B} и c = 0 {\ displaystyle c = 0},

1T = 1T0 + 1Bln⁡RR0, {\ displaystyle {\ frac {1} {T}} = {\ frac {1} {T_ {0}}} + {\ frac {1} {B}} \ ln {\ frac {R} {R_ {0}}},}

, где температуры указаны в градусах Кельвина, и R 0 — это сопротивление при температуре T 0 (25 ° C = 298.{-B / T_ {0}}}.

Это можно решить для температуры:

T = Bln⁡ (R / r∞). {\ Displaystyle T = {\ frac {B} {\ ln (R / r _ {\ infty})}}.}

Уравнение B с параметром также может быть записано как ln⁡R = B / T + ln⁡r∞ {\ displaystyle \ ln R = B / T + \ ln r _ {\ infty}}. Это можно использовать для преобразования зависимости сопротивления от температуры термистора в линейную функцию от ln⁡R {\ displaystyle \ ln R} от 1 / T {\ displaystyle 1 / T}. Затем средний наклон этой функции даст оценку значения параметра B .

Модель проводимости []

NTC (отрицательный температурный коэффициент) []

Многие термисторы NTC изготавливаются из прессованного диска, стержня, пластины, борта или литой стружки из полупроводникового материала, такого как спеченные оксиды металлов. Они работают, потому что повышение температуры полупроводника увеличивает количество активных носителей заряда, которое продвигает их в зону проводимости . Чем больше носителей заряда доступно, тем больший ток может проводить материал. В некоторых материалах, таких как оксид железа (Fe 2 O 3 ) с легированием титаном (Ti), образуется полупроводник n-типа n, а носителями заряда являются электроны.В таких материалах, как оксид никеля (NiO) с добавлением лития (Li), создается полупроводник p-типа p, в котором дырки являются носителями заряда. [6]

Это описывается формулой

I = n⋅A⋅v⋅e, {\ displaystyle I = n \ cdot A \ cdot v \ cdot e,}

где

I {\ displaystyle I} = электрический ток (амперы),
n {\ displaystyle n} = плотность носителей заряда (кол / м 3 ),
A {\ displaystyle A} = площадь поперечного сечения материала (м 2 ),
v {\ displaystyle v} = скорость дрейфа электронов (м / с),
е {\ displaystyle e} = заряд электрона (е = 1.{-19}} кулон).

При больших изменениях температуры необходима калибровка. При небольших изменениях температуры, если используется правильный полупроводник, сопротивление материала линейно пропорционально температуре. Существует множество различных полупроводниковых термисторов с диапазоном температур от 0,01 до 2000 кельвинов (от -273,14 до 1700 ° C). [ необходима ссылка ]

Стандартный символ IEC для термистора NTC включает «-t °» под прямоугольником. [7]

PTC (положительный температурный коэффициент) []

Большинство термисторов PTC изготовлены из легированной поликристаллической керамики (содержащей титанат бария (BaTiO 3 ) и другие соединения), которые обладают тем свойством, что их сопротивление внезапно возрастает при определенной критической температуре. Титанат бария является сегнетоэлектриком, и его диэлектрическая проницаемость зависит от температуры. Ниже температуры точки Кюри высокая диэлектрическая проницаемость предотвращает образование потенциальных барьеров между зернами кристалла, что приводит к низкому сопротивлению.В этой области устройство имеет небольшой отрицательный температурный коэффициент. При температуре точки Кюри диэлектрическая проницаемость падает в достаточной степени, чтобы обеспечить образование потенциальных барьеров на границах зерен, а сопротивление резко увеличивается с температурой. При еще более высоких температурах материал возвращается к NTC-поведению.

Другой тип термистора — силистор (термочувствительный кремниевый резистор). В силисторах в качестве материала полупроводниковых компонентов используется кремний.В отличие от керамических термисторов с положительным температурным коэффициентом, силисторы имеют практически линейную характеристику сопротивления-температуры. [8] Кремниевые термисторы PTC имеют намного меньший дрейф, чем термисторы NTC. Это стабильные устройства, которые герметично запечатаны в корпусе с осевым витражом. [9]

Термисторы из титаната бария могут использоваться как саморегулирующиеся нагреватели; при заданном напряжении керамика будет нагреваться до определенной температуры, но используемая мощность будет зависеть от потерь тепла керамикой.

Динамика включенных термисторов PTC позволяет использовать их в широком спектре приложений. При первом подключении к источнику напряжения протекает большой ток, соответствующий низкому холодному сопротивлению, но по мере саморазогрева термистора ток уменьшается до тех пор, пока не будет достигнут предельный ток (и соответствующая пиковая температура устройства). Эффект ограничения тока позволяет заменить предохранители. В схемах размагничивания многих ЭЛТ-мониторов и телевизоров правильно подобранный термистор включен последовательно с катушкой размагничивания.Это приводит к плавному уменьшению тока для улучшения эффекта размагничивания. Некоторые из этих схем размагничивания имеют дополнительные нагревательные элементы для дополнительного нагрева термистора (и уменьшения результирующего тока).

Другой тип термистора PTC — это полимерный PTC, который продается под торговыми марками, такими как «Polyswitch», «Semifuse» и «Multifuse». Он состоит из пластика с вкрапленными в него частицами углерода. Когда пластик остыл, все зерна углерода контактируют друг с другом, образуя токопроводящий путь через устройство.Когда пластик нагревается, он расширяется, раздвигая зерна углерода и вызывая повышение сопротивления устройства, что затем вызывает повышенный нагрев и быстрое увеличение сопротивления. Как и термистор BaTiO 3 , это устройство имеет сильно нелинейную реакцию сопротивления / температуры, полезную для теплового или схемного управления, а не для измерения температуры. Помимо элементов схемы, используемых для ограничения тока, саморегулирующиеся нагреватели могут быть выполнены в виде проводов или полос, пригодных для обогрева.Термисторы PTC «защелкиваются» в горячем состоянии / состоянии с высоким сопротивлением: будучи горячими, они остаются в этом состоянии с высоким сопротивлением до тех пор, пока не остынут. Эффект может быть использован как примитивная схема защелки / памяти, причем эффект усиливается за счет использования двух термисторов PTC, соединенных последовательно, при этом один термистор холодный, а другой — горячий. [10]

Стандартный символ МЭК для термистора PTC включает знак «+ t °» под прямоугольником. [11]

Эффекты самонагрева []

Когда через термистор протекает ток, он выделяет тепло, в результате чего температура термистора становится выше температуры окружающей среды.Если термистор используется для измерения температуры окружающей среды, этот электрический нагрев может привести к значительной погрешности, если не внести коррекцию. В качестве альтернативы можно использовать сам этот эффект. Он может, например, создать чувствительное устройство для измерения расхода воздуха, используемое в приборе для измерения скорости набора планера, электронный вариометр или служить в качестве таймера для реле, как это раньше делалось на телефонных станциях.

Потребляемая мощность на термисторе просто

PE = IV, {\ displaystyle P_ {E} = IV,}

где I — ток, а V — падение напряжения на термисторе.Эта мощность преобразуется в тепло, и эта тепловая энергия передается в окружающую среду. Скорость переноса хорошо описывается законом охлаждения Ньютона:

PT = K (T (R) -T0), {\ displaystyle P_ {T} = K (T (R) -T_ {0}),}

, где T ( R ) — температура термистора как функция его сопротивления R , T0 {\ displaystyle T_ {0}} — температура окружающей среды, а K — постоянная рассеяния , обычно выражаемая в милливаттах на градус Цельсия. .В состоянии равновесия две ставки должны быть равны:

PE = PT. {\ Displaystyle P_ {E} = P_ {T}.}

Ток и напряжение на термисторе зависят от конкретной конфигурации схемы. В качестве простого примера, если напряжение на термисторе остается фиксированным, то по закону Ома мы имеем I = V / R {\ displaystyle I = V / R}, и уравнение равновесия может быть решено для температуры окружающей среды как функции измеренного сопротивления термистора:

T0 = T (R) −V2KR.{2}} {KR}}.}

Константа рассеяния — это мера теплового соединения термистора с окружающей средой. Обычно он применяется для термистора в неподвижном воздухе и в хорошо перемешанном масле. Типичные значения для небольшого термистора со стеклянными шариками составляют 1,5 мВт / ° C в неподвижном воздухе и 6,0 мВт / ° C в перемешиваемом масле. Если температура окружающей среды известна заранее, то можно использовать термистор для измерения значения постоянной рассеяния. Например, термистор можно использовать в качестве датчика расхода, поскольку постоянная рассеяния увеличивается с увеличением скорости потока жидкости мимо термистора.

Мощность, рассеиваемая термистором, обычно поддерживается на очень низком уровне, чтобы гарантировать незначительную погрешность измерения температуры из-за самонагрева. Однако некоторые применения термисторов зависят от значительного «самонагрева», чтобы поднять температуру корпуса термистора намного выше температуры окружающей среды, поэтому датчик затем обнаруживает даже незначительные изменения теплопроводности окружающей среды. Некоторые из этих приложений включают определение уровня жидкости, измерение расхода жидкости и измерение расхода воздуха. [4]

Приложения []

PTC []

  • В качестве токоограничивающих устройств для защиты цепей, для замены предохранителей. Ток через устройство вызывает небольшое резистивное нагревание. Если сила тока достаточно велика, чтобы произвести больше тепла, чем устройство может потерять своему окружению, устройство нагревается, вызывая повышение его сопротивления. Это создает самоусиливающийся эффект, который увеличивает сопротивление, тем самым ограничивая ток.
  • В качестве таймеров в цепи катушки размагничивания большинства ЭЛТ-дисплеев.При первоначальном включении дисплея ток течет через термистор и катушку размагничивания. Катушка и термистор намеренно подобраны таким образом, чтобы протекающий ток нагревал термистор до такой степени, что катушка размагничивания отключилась менее чем за секунду. Для эффективного размагничивания необходимо, чтобы величина переменного магнитного поля, создаваемого катушкой размагничивания, уменьшалась плавно и непрерывно, а не резко выключалось или уменьшалось ступенчато; термистор PTC выполняет это естественным образом, поскольку он нагревается.Схема размагничивания с использованием термистора PTC проста, надежна (в силу своей простоты) и недорога.
  • В качестве обогревателя в автомобильной промышленности для дополнительного обогрева салона с дизельным двигателем или для подогрева дизельного топлива в холодных климатических условиях перед впрыском двигателя.
  • В генераторах, управляемых напряжением синтезатора с температурной компенсацией. [12]
  • В схемах защиты литиевых батарей. [13]
  • В восковом двигателе с электрическим приводом для обеспечения тепла, необходимого для расширения парафина.
  • Многие электродвигатели и силовые трансформаторы сухого типа содержат в обмотках термисторы PTC. При использовании в сочетании с реле контроля они обеспечивают защиту от перегрева для предотвращения повреждения изоляции. Производитель оборудования выбирает термистор с сильно нелинейной кривой отклика, когда сопротивление резко возрастает при максимально допустимой температуре обмотки, вызывая срабатывание реле.
  • В кварцевых генераторах для температурной компенсации, контроля температуры медицинского оборудования и промышленной автоматизации кремниевые термисторы PTC имеют почти линейный положительный температурный коэффициент (0.7% / ° C). При необходимости дальнейшей линеаризации можно добавить резистор линеаризации. [14]

NTC []

  • В качестве термометра сопротивления для низкотемпературных измерений порядка 10 К.
  • В качестве устройства ограничения пускового тока в цепях источника питания они сначала имеют более высокое сопротивление, что предотвращает протекание больших токов при включении, а затем нагреваются и становятся намного более низкими, чтобы обеспечить протекание более высокого тока во время нормальной работы.Эти термисторы обычно намного больше, чем термисторы измерительного типа, и специально предназначены для этого применения. [15]
  • В качестве датчиков в автомобильной промышленности для контроля температуры жидкости, например охлаждающей жидкости двигателя, воздуха в салоне, наружного воздуха или температуры моторного масла, и передачи относительных показаний в блоки управления, такие как ЭБУ, и на приборную панель.
  • Для контроля температуры инкубатора.
  • Термисторы
  • также широко используются в современных цифровых термостатах и ​​для контроля температуры аккумуляторных блоков во время зарядки.
  • Термисторы часто используются в горячих концах 3D-принтеров; они контролируют выделяемое тепло и позволяют схемам управления принтера поддерживать постоянную температуру для плавления пластиковой нити.
  • В пищевой и перерабатывающей промышленности, особенно для систем хранения и приготовления пищи. Поддержание правильной температуры имеет решающее значение для предотвращения болезней пищевого происхождения.
  • Для измерения температуры в производстве бытовой техники. Тостеры, кофеварки, холодильники, морозильники, фены и т. Д.все полагаются на термисторы для надлежащего контроля температуры.
  • Термисторы
  • NTC бывают голыми и с выступами, первые предназначены для точечного измерения для достижения высокой точности для определенных точек, таких как матрица лазерного диода и т. Д. [16]
  • Для измерения профиля температуры внутри герметичной полости конвективного (теплового) инерционного датчика. [17]
  • Термисторные зонды в сборе [18] обеспечивают защиту сенсора в суровых условиях. Чувствительный элемент термистора может быть упакован в различные корпуса для использования в таких отраслях, как HVAC / R, автоматизация зданий, бассейны / спа, энергетика и промышленная электроника.Корпуса могут быть изготовлены из нержавеющей стали, алюминия, медной латуни или пластика, а конфигурации включают резьбовые (NPT и т. Д.), Фланцевые (с монтажными отверстиями для простоты установки) и прямые (плоский наконечник, заостренный наконечник, радиусный наконечник и т.д.) . Узлы термисторного зонда очень прочны и легко настраиваются в соответствии с потребностями приложения. Сборки зондов приобрели популярность с годами по мере совершенствования технологий исследований, проектирования и производства.

История []

Первый термистор NTC был открыт в 1833 году Майклом Фарадеем, который сообщил о полупроводниковых свойствах сульфида серебра.Фарадей заметил, что сопротивление сульфида серебра резко снижается с повышением температуры. (Это также было первое задокументированное наблюдение полупроводникового материала.) [19]

Поскольку первые термисторы было трудно производить, а применение этой технологии было ограниченным, коммерческое производство термисторов началось только в 1930-х годах. «Что такое термистор? Как термисторы работают?». Джонс, Дерик П., изд. (2009). Биомедицинские датчики . Momentum Press. п. 12. ISBN 9781606500569 .

Внешние ссылки []

Что такое позиционный параметр?

Обновлено: 07.10.2019 компанией Computer Hope

Позиционный параметр — это аргумент, указанный в командной строке, используемый для запуска текущего процесса в оболочке. Значения позиционных параметров хранятся в специальном наборе переменных, поддерживаемых оболочкой.

Переменные, хранящие позиционные параметры

Типичным примером оболочки, использующей позиционные параметры, является bash. Вы можете использовать bash в Linux, BSD, macOS X и Windows 10.

Рассмотрим следующую команду bash. Имя команды — mycommand . В командной строке есть три параметра: один , два и три четыре .

 mycommand one two "three four" 
Наконечник

Позиционные параметры разделяются пробелом.Оболочка интерпретирует вещи после пробелов как отдельные параметры. Если сам параметр содержит пробел, заключите его в кавычки, как в «три четыре» выше.

Во время работы mycommand bash предоставляет ему следующие переменные оболочки:

Имя переменной Значение
$ 0 mycommand
$ 1 одна
$ 2 два
$ 3 три четыре
$ # 3
[адрес электронной почты] один два три четыре
* один два три четыре

Переменная $ 0 устанавливается в первое слово команды — имя команды.Эта переменная полезна, поскольку команды можно переименовывать или выполнять с помощью символической ссылки. Некоторые программы ведут себя по-разному в зависимости от имени команды, используемой для запуска программы. $ 0 позволяет программе видеть, какое имя команды запустило ее.

Переменные $ 1 , $ 2 и $ 3 содержат значения первого, второго и третьего параметров соответственно. Если бы был четвертый параметр, его значение было бы помещено в переменную $ 4 .Для доступа к параметрам больше 9 можно использовать фигурные скобки вокруг числа; например, $ {10} будет десятым параметром, а $ {123} будет 123-м.

Переменная $ # содержит количество позиционных параметров, исключая $ 0.

Переменная [электронная почта защищена] содержит значение всех позиционных параметров, за исключением $ 0.

Переменная $ * совпадает с [электронная почта] , за исключением случаев, когда она заключена в двойные кавычки.Заключенный в двойные кавычки, $ * заменяется на $ 1c $ 2c $ 3c … где c — это первый символ $ IFS , внутренней переменной разделителя полей bash. IFS используется для разделения слов, и его значение по умолчанию — «пробел, табуляция или новая строка» — здесь bash видит начало и конец одного слова.

Если значение $ IFS равно « _ » (подчеркивание), «[электронная почта защищена]» заменяется на:

 один два три четыре 

Тогда как «$ *» расширяется до:

 one_two_three four 

Примеры

Вот примеры использования позиционных параметров в bash.

Используя встроенную команду set, можно изменить значение [email protected] для текущей оболочки. Все после установки регистрируется как позиционный параметр.

 комплект - раз два "три четыре" 

Теперь мы можем перебирать эти переменные, используя для в :

 для аргумента в [адрес электронной почты защищен]; сделать echo "$ arg"; сделано 
 один
два
три четыре 

В bash [защита электронной почты] — это список по умолчанию для итерации при запуске для , поэтому эта команда также работает:

 для аргументов; сделать echo "$ arg"; сделано 
 один
два
три четыре 

Итерация по «$ *» (с двойными кавычками) дает объединенную строку позиционных параметров, соединенных с первым символом $ IFS :

 IFS = ","; для аргумента в "$ *"; сделать echo "$ arg"; сделано 
 один, два, три четыре 

Для получения дополнительной информации см. Документацию по командной оболочке bash.

Параметр, условия программирования

позисторов — английское определение, грамматика, произношение, синонимы и примеры

Способ получения полупроводникового материала для позисторов Польские Патенты Польские Патенты

Пики тока и напряжения пускового конденсатора (8) могут быть преимущественно уменьшены с помощью позистора (9). патенты-wipo патенты-wipo

Термисторы и позисторы tmClass tmClass

Электрические термисторы и позисторы tmClass tmClass

Показано, что оптимальные условия запуска могут быть получены только в том случае, если позистор согласован и существует область, в которой несовпадающий позистор снижает пусковой крутящий момент.спрингер спрингер

Узел механической блокировки с позиционной блокировкой для электрооборудования Польские Патенты Польские Патенты

Контактный узел для полупроводниковых резисторов, таких как позисторы патенты-wipo патенты-wipo

В соответствии с изобретением существует последовательная цепь из позистора V1 с двунаправленной составляющей напряжения пробоя V2, параллельной индуктивному резистору L1 и / или конденсатору C1 в цепи нагрузки, которая содержит разрядную лампу h2, индуктивную резистор L1, включенный последовательно с газоразрядной лампой h2, и конденсатор C1, подключенный параллельно разрядной лампе h2, позистор V1 и двунаправленная составляющая напряжения пробоя V2 термически связаны.патенты-wipo патенты-wipo

Модуль нагревателя может включать в себя позистор , который изменяется в зависимости от температуры; и регулятор напряжения, имеющий входной контакт для приема переменного входного напряжения, выходной контакт для подачи изменяемого выходного напряжения на нагревательный элемент для адаптивной регулировки выделяемого им тепла и регулировочный штифт, соединенный с позистором для поддержания по существу постоянное напряжение на регулировочном штифте. патенты-wipo патенты-wipo

Состав сплава Ni-Cu для электродов из керамических позисторов Польские Патенты Польские Патенты

Метод применим к асинхронным машинам с расщепленной фазой без необходимости подключения пускового конденсатора или пускового переключателя последовательно с позистором .- Выведены уравнения установившегося состояния и представлены выражения для пускового момента и пускового тока. спрингер спрингер

Позисторы (11), которые подключены последовательно к резисторам (10), гарантируют, что резисторы (10) не будут перегружены высоким рабочим током трансформатора (1), когда переключатели (6) находятся в нерабочем состоянии. состояние переключения. патенты-wipo патенты-wipo

Архив информации S-параметров из онлайн-сцены с расширенным спектром

Сцена с расширенным спектром
S-параметры были с нами долгое время, но немногие из нас действительно хорошо их понимают.Современный радиотехнический инженер был бы «на вершине ручья», если бы он или она не могли манипулировать / использовать / и понять s-параметры.

Эта страница содержит ссылки на руководства по s-параметрам, примеры приложений, инструменты s-параметров / демонстрационные материалы и файлы данных s-параметров производителя. Надеемся, вы найдете здесь достаточно материала чтобы помочь вам преодолеть любой «страх» перед этой важной темой!

См. Также: Smith Chart Stuff

См. Также:

Файлы демонстрационного программного обеспечения RF Globalnet Страница
с множеством БЕСПЛАТНЫХ «вкусностей» для проектирования, анализа и моделирования
, включая APLAC и RFCAD!





Спасибо OKI за эту заметку!

Для другого хорошего определения S-параметров см. Определение National Instruments.

Назад к содержанию
Назад к содержанию
Примеры применения S-параметров:


Рекомендации по проектированию беспроводных устройств Agilent , включая примечания по применению и другую литературу в помощь дизайнеру. Чтобы попасть сюда по ссылке, нажмите «Библиотека» в маленьком синее поле, затем «Беспроводная библиотека» и прокрутите вниз до самого низа.
Назад к содержанию
Инструменты и демонстрации S-параметров:

Индекс загрузок программного обеспечения SSS Online

Раздел математических работ о том, как смоделировать нелинейный усилитель, используя его S-параметры

Интерактивная игра Agilent для согласования импеданса на основе JAVA

Вернуться к содержанию

Загрузить файлы данных S-параметров RF Micro Devices

Служба загрузки S-параметров Murata

Файлы S-параметров Coilcraft и модели PSPICE

S-параметры минисхем

Назад к содержанию
Справочники по S-параметрам:

Нажмите на заголовок ниже, чтобы перейти по прямой ссылке на покупку

Проектирование дифференциальной схемы СВЧ с использованием S-параметров смешанного режима , Уильям Р.Айзенштадт, Боб Стенгель и Брюс М. Томпсон. Твердая обложка — 244 страницы (1 мая 2006 г.). Network Scattering Parameters (Advanced Series in Circuits and Systems, Vol 2) , Р. Маваддат. Твердый переплет (июнь 1996 г.).
Электромагнитные волны в слоистых средах (Серия Ieee / Oup по электромагнитной Волновая теория) , Джеймс Р. Уэйт. Твердый переплет — 372 страницы Повторное печатное издание (июль 1995). Проектирование микроволновых цепей с использованием линейных и нелинейных методов , Джордж Венделин, Энтони М. Павио и Ульрих Л. Роде. Мягкая обложка — 784 стр. Репринтное издание (май 1992 г.).

Изображение недоступно
Проектирование усилителей и генераторов методом S-параметров , Джордж Д. Венделин. Твердый переплет, 190 страниц (январь 1982 г.). Микроволновые полевые транзисторы: теория, конструкция и применение , Раймонд С.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.