Термистор это: принцип действия, схемы и т.д. — Интернет-магазин инструмента. — yato-tools.ru. Электротовары и инструмент.

Содержание

Термистор | это… Что такое Термистор?

Датчик температуры на основе термистора

Символ терморезистора, используемый в схемах

Вольт-Амперная характеристика (ВАХ) для позистора.

Зависимость сопротивления Термистора от температуры. 1:для R<0. 2:для R>0

Термистор — полупроводниковый резистор, электрическое сопротивление которого существенно зависит от температуры.
Для термистора характерны большой температурный коэффициент сопротивления (ТКС) (в десятки раз превышающий этот коэффициент у металлов), простота устройства, способность работать в различных климатических условиях при значительных механических нагрузках, стабильность характеристик во времени.

Терморезистор изготавливают в виде стержней, трубок, дисков, шайб, бусинок и тонких пластинок преимущественно методами порошковой металлургии. Их размеры могут варьироваться в пределах от 1—10 мкм до 1—2 см.

Основными параметрами терморезистора являются: номинальное сопротивление, температурный коэффициент сопротивления, интервал рабочих температур, максимально допустимая мощность рассеяния.

Термистор был изобретён Самюэлем Рубеном (Samuel Ruben) в 1930 году и имеет патент США номер #2,021,491.

Различают терморезисторы с отрицательным (термисторы) и положительным (позисторы) ТКС.
Терморезисторы с отрицательным ТКС изготовляют из смеси поликристаллических оксидов переходных металлов (например, MnO, СoO?, NiO, CuO), легированных Ge и Si, полупроводников типа A^III B^V, стеклообразных полупроводников и других материалов.

Различают терморезисторы низкотемпературные (рассчитанные на работу при температуpax ниже 170 К), среднетемпературные (170—510 К) и высокотемпературные (выше 570 К). Кроме того, существуют терморезисторы, предназначенные для работы при 4,2 К и ниже и при 900—1300 К. Наиболее широко используются среднетемпературные терморезисторы с ТКС от — 2,4 до −8,4 %/К и номинальным сопротивлением 1—10

6 Ом.

Режим работы терморезисторов зависит от того, на каком участке статической вольт-амперной характеристики (ВАХ) выбрана рабочая точка. В свою очередь ВАХ зависит как от конструкции, размеров и основных параметров терморезистора, так и от температуры, теплопроводности окружающей среды, тепловой связи между терморезистором и средой. Терморезисторы с рабочей точкой на начальном (линейном) участке ВАХ используются для измерения и контроля температуры и компенсации температурных изменений параметров электрической цепей и электронных приборов. Терморезисторы с рабочей точкой на нисходящем участке ВАХ (с отрицательным сопротивлением) применяются в качестве пусковых реле, реле времени, измерителей мощности электро-магнитного излучения на СВЧ, стабилизаторов температуры и напряжения. Режим работы терморезистора, при котором рабочая точка находится также на ниспадающем участке ВАХ (при этом используется зависимость сопротивления терморезистора от температуры и теплопроводности окружающей среды), характерен для терморезисторов, применяемых в системах теплового контроля и пожарной сигнализации, регулирования уровня жидких и сыпучих сред; действие таких терморезисторов основано на возникновении релейного эффекта в цепи с терморезистором при изменении температуры окружающей среды или условий теплообмена терморезистора со средой.

Изготовляются также терморезисторы специальной конструкции — с косвенным подогревом. В таких терморезисторах имеется подогревная обмотка, изолированная от полупроводникового резистивного элемента (если при этом мощность, выделяющаяся в резистивном элементе, мала, то тепловой режим терморезистора определяется температурой подогревателя, то есть током в нём). Таким образом, появляется возможность изменять состояние терморезистора, не меняя ток через него. Такой терморезистор используется в качестве переменного резистора, управляемого электрически на расстоянии.

Из терморезисторов с положительным температурным коэффициентом наибольший интерес представляют терморезисторы, изготовленные из твёрдых растворов на основе BaTiO₃. Такие терморезисторы обычно называют позисторами. Известны терморезисторы с небольшим положительным температурным коэффициентом (0,5—0,7 %/К), выполненные на основе кремния с электронной проводимостью; их сопротивление изменяется с температурой примерно по линейному закону. Такие терморезисторы используются, например, для температурной стабилизации электронных устройств на транзисторах.

Стоит отметить, что график изображённый на рисунке «Вольт-Амперная характеристика (ВАХ) для позистора.» некорректен, так как неправильно расположены оси — нужно поменять их местами. Для получения ВАХ термистора график необходимо повернуть влево на 90 градусов и инвертировать по вертикали.

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.

См. также

Термометр сопротивления
Резистор
Термопара
Термостат

Wikimedia Foundation. 2010.

PTC термистор термочувствительное защитное устройство — термистор

Термисторы PTC-типа

Термистор относится к термочувствительным защитным устройства встраиваемой тепловой защите электродвигателя.

Располагаются в специально предусмотренных для этой цели гнездах в лобовых частях электродвигателя (защита от заклинивания ротора) или в обмотках электродвигателя (защита от теплового перегруза).
Термистор — полупроводниковый резистор, изменяющие свое сопротивление в зависимости от температуры.
Термисторы в основном делятся на два класса:
PTC-типа — полупроводниковые резисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления;
NTC-типа — полупроводниковые резисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления.
Для защиты электродвигателей используются в основном PTC-термисторы (позисторы Positive Temperature Coefficient), обладающие свойством резко увеличивать свое сопротивление, когда достигнута некоторая характеристическая температура (см рис. 1). Применительно к двигателю это максимально допустимая температура нагрева обмоток статора для данного класса изоляции. Три (для двухобмоточных двигателей — шесть) PTC-термистора соединены последовательно и подключены к входу электронного блока защиты.

Блок настроен таким образом, что при превышении суммарного сопротивления цепочки срабатывает контакт выходного реле, управляющий расцепителем автомата или катушкой магнитного пускателя. Термисторная защита предпочтительней в тех случаях, когда по току невозможно определить с достаточной точностью температуру двигателя. Это касается прежде всего двигателей с продолжительным периодом запуска, частыми операциями включения и отключения (повторно-кратковременным режимом) или двигателей с регулируемым числом оборотов (при помощи преобразователей частоты). Термисторная защита эффективна также при сильном загрязнении двигателей или выходе из строя системы принудительного охлаждения.


Рис.1 Зависимость сопротивления термистора PTC-типа от температуры	PTC — полупроводниковый резистор

Недостатком данного вида защиты является то, что с датчиками выпускаются далеко не все типы двигателей. Это особенно касается двигателей отечественного производства. Датчики могут устанавливаться только в условиях стационарных мастерских. Температурная характеристика термистора достаточно инерционна и сильно зависит от температуры окружающей среды и от условий эксплуатации самого двигателя. Они требуют наличия специального электронного блока: термисторного устройства защиты двигателей, теплового или электронного реле перегрузки, в которых находятся блоки настройки и регулировки, а также выходные электромагнитные реле, служащие для отключения катушки пускателя или электромагнитного расцепителя.

Характеристики термистора PTC-типа по DIN44081/44082

Внешний вид термисторов

Диаграмма РТС термисторов	Вариант применения РТС термисторов

Пример цветовой кодировки РТС термисторов в зависимости от температуры

Для чего используется термистор и как он работает?

Термин «термистор» происходит от слов «тепловой» и «резистор». Термистор — это тип резистора, сопротивление которого зависит от температуры; это термометр сопротивления. Они сделаны из оксида металла, которому придают форму шарика, диска или цилиндра, а затем покрывают эпоксидной смолой или стеклом.

Термисторы плохо работают при экстремальных температурах, но они идеально подходят для измерения температуры в определенной точке; они точны, когда используются в ограниченном диапазоне температур, т. е. в пределах 50 °C от заданной температуры; этот диапазон зависит от базового сопротивления.

Термисторы просты в использовании, относительно дешевы и долговечны. Они обычно используются в цифровых термометрах, в транспортных средствах для измерения температуры масла и охлаждающей жидкости, а также в бытовых приборах, таких как духовки и холодильники, и предпочтительны для приложений, в которых для безопасной работы требуются схемы защиты нагрева или охлаждения.

Термистор встроен для более сложных приложений, таких как детекторы лазерной стабилизации, оптические блоки и устройства с зарядовой связью. Например, термистор на 10 кОм является стандартным, встроенным в лазерные блоки.

Как работает термистор?

Существует два типа термисторов. Наиболее часто используется термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC). Сопротивление NTC уменьшается с повышением температуры, и наоборот. С термистором с положительным температурным коэффициентом (PTC) сопротивление увеличивается с повышением температуры, и наоборот; он обычно используется в качестве предохранителя.

Тип материала, используемого в термисторе, определяет степень изменения сопротивления, которое изменяется в зависимости от температуры. Термисторы нелинейны, т.е. связь между сопротивлением и температурой не образует прямую линию, а образует кривую на графике; где находится линия и насколько она изменяется, зависит от того, как изготовлен термистор.

Как изменение сопротивления преобразуется в измеряемые данные?

Изменение сопротивления необходимо преобразовать в температуру, которая затем дает измеряемые данные.

Термисторы по сравнению с другими датчиками

Другие типы используемых датчиков температуры включают термометры сопротивления (RTD) и интегральные схемы. У каждого типа датчика есть свои плюсы и минусы, и приложение определит лучший инструмент для использования.

1. Термистор

Преимущества:

*KW изображение

Прочный

Чувствительный
Маленький
Относительно доступный
Лучше всего подходит для измерения температуры в одной точке

Недостатки:

Изогнутый выход
Ограниченный диапазон температур

2. Термометры сопротивления

Преимущества:

Чрезвычайно точные
Линейный выход
Широкий диапазон температур

Недостатки:

Медленное время отклика
Дорого

Типы термисторов:

От чипа до стержня доступны различные формы для поверхностного монтажа или встраивания.

Форма определяется типом контролируемого материала, т. е. твердым, жидким или газообразным. Они могут быть заключены в смолу/стекло, обожжены на феноле или окрашены в зависимости от применения. Например, микросхемы термисторов монтируются на печатные платы, тогда как термисторные шарики могут быть встроены в устройство. Каким бы ни было применение, идеальным является максимальный поверхностный контакт с контролируемым устройством, а также использование теплопроводной (не электропроводящей) пасты или эпоксидного клея для соединения.

Как работает термистор в контролируемой системе?

Контроллер температуры отслеживает температуру термистора, который затем дает указание нагревателю или охладителю включаться или выключаться, чтобы поддерживать температуру датчика (термистора), а также целевого устройства. Они широко используются в таких приложениях, как кондиционирование воздуха и витрины-холодильники/морозильники, а также во многих других.

Через датчик проходит небольшой ток (ток смещения), который посылает контроллер температуры. Контроллер не может считывать сопротивление, поэтому его необходимо преобразовать в изменения напряжения, используя источник тока для подачи тока смещения на термистор для создания управляющего напряжения.

Чтобы гарантировать точность, термистор следует размещать рядом с устройством, требующим контроля температуры, встроенным или прикрепленным. Если термистор расположен слишком далеко от устройства, то время тепловой задержки резко снизит точность измерения температуры, а размещение термистора слишком далеко от термоэлектрического охладителя (нагревает и охлаждает целевое устройство) снижает стабильность. Чем ближе термистор к устройству, тем быстрее он будет реагировать на изменения температуры и тем точнее будет его показания, что особенно важно, когда требуются точные температуры.

После определения положения термистора необходимо определить базовое сопротивление термистора, ток смещения и заданную (желаемую) температуру нагрузки на контроллере температуры.

Как определить, какое сопротивление и ток смещения использовать?

Термисторы классифицируются по тому, какое сопротивление измеряется при комнатной температуре, т. е. 25°C; производитель определяет определенные технические характеристики для оптимального использования.

Температуры и диапазоны:
Термисторы лучше всего работают при измерении одной температуры в диапазоне от -55°C до +114°C, т.е. при измерении в пределах 50°C от температуры окружающей среды; очень высокие или низкие температуры не записываются правильно. Лучше всего использовать термистор, когда заданная температура находится в середине диапазона.

В зависимости от тока смещения от контроллера каждый термистор имеет идеальный диапазон, т. е. диапазон температур, в котором точно регистрируются небольшие изменения температуры. Чувствительность термистора зависит от температуры. Например, некоторые термисторы более чувствительны при более низких температурах, чем при более высоких температурах.

Пределы напряжения на входе термистора регулятора температуры:

Пределы напряжения обратной связи термистора на регуляторе температуры указываются производителем. Лучше всего выбрать комбинацию термистора и тока смещения, которая создает напряжение в пределах диапазона, разрешенного регулятором температуры, а в идеале — в середине диапазона.

Вход обратной связи контроллера температуры должен иметь напряжение, которое поступает от сопротивления термистора; это обычно необходимо изменить на температуру. Наиболее точным способом преобразования сопротивления термистора в температуру является использование уравнения Стейнхарта-Харта.

Что такое уравнение Стейнхарта-Харта и как оно используется?

Уравнение Стейнхарта-Харта — это простой метод простого и точного моделирования температур термисторов. Это был ручной расчет, который был разработан до появления компьютеров, но теперь его можно рассчитать автоматически с помощью компьютерного программного обеспечения.

Уравнение вычисляет фактическое сопротивление термистора как функцию температуры с предельной точностью; чем уже диапазон температур, тем точнее будет расчет сопротивления.

Итого:

Термисторы изменяют сопротивление при изменении температуры; они являются термозависимыми резисторами. Они идеально подходят для сценариев, где необходимо поддерживать одну определенную температуру, они чувствительны к небольшим изменениям температуры. Они могут измерять жидкости, газы или твердые вещества, в зависимости от типа термистора.

Это лучший способ измерения и контроля температуры термоэлектрического охладителя, как части системы контроля температуры, благодаря возможности регулировки с малым приращением. Чем ближе терморезистор к устройству, которое нужно контролировать, тем лучше будет результат; они могут быть встроены или установлены на поверхности устройства.

Обратите внимание, что термисторы бывают разных типов. Если вам нужен термистор производства Pyrosales, предоставьте как можно больше информации, включая номинал лампы. Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации или позвоните нам по телефону 1300 737 976 .

Что такое термистор

Термистор — это термочувствительный резистор, который демонстрирует точное и предсказуемое изменение сопротивления, пропорциональное небольшим изменениям температуры тела. Насколько изменится его сопротивление, зависит от его уникального состава. Термисторы являются частью большой группы пассивных компонентов. И в отличие от своих аналогов с активными компонентами, пассивные устройства не способны обеспечить увеличение мощности или усиление цепи.

Термистор История

Майкл Фарадей; Английский ученый впервые открыл понятие термисторов в 1833 году, сообщая о полупроводниковом поведении сульфида серебра. В ходе своих исследований он заметил, что стойкость к сульфидам серебра снижается с повышением температуры. Это открытие позже привело к коммерческому производству термисторов в 1930-х годах, когда Сэмюэл Рубен изобрел первый коммерческий термистор. С тех пор технологии улучшились; проложить путь к совершенствованию производственных процессов; наряду с наличием более качественного материала.

Типы термисторов

Существует два типа термисторов. NTC или термисторы с отрицательным температурным коэффициентом и PTC или термисторы с положительным температурным коэффициентом . Разница заключается в том, что термисторы NTC демонстрируют УМЕНЬШЕНИЕ сопротивления при повышении температуры тела, в то время как термисторы PTC демонстрируют УВЕЛИЧЕНИЕ сопротивления при повышении температуры тела.

Применение термисторов NTC и PTC включает:

Температурная компенсация
Измерение температуры
Контроль температуры
Ограничение пускового тока

Преимущества термисторов NTC и PTC

Термисторы NTC прочны, надежны и стабильны, они приспособлены для работы в экстремальных условиях окружающей среды и обладают большей помехоустойчивостью, чем датчики температуры других типов.

Компактный размер : варианты упаковки позволяют 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 других типов датчиков температуры; если приобретенный термистор имеет правильную кривую RT, никакая другая калибровка не требуется во время установки или в течение срока службы.
Точечное соответствие : Возможность получения определенного сопротивления при определенной температуре.
Соответствие кривой : Сменные термисторы с точностью от +0,1°C до +0,2°C.

Общие соображения по выбору

Независимо от того, устанавливаете ли вы новую систему или просто заменяете устройство в существующей системе, вы должны учитывать эти ключевые моменты, прежде чем сделать свой выбор, чтобы обеспечить желаемый результат.

Базовое сопротивление : Если вы устанавливаете новое приложение, обязательно выберите правильное базовое сопротивление в соответствии с требованиями вашего приложения. Если вы заменяете термистор, убедитесь, что сопротивление базы соответствует текущему.
Кривая зависимости сопротивления от температуры : Если вы устанавливаете новое приложение, определите правильное соотношение кривой зависимости сопротивления от температуры. Если вы заменяете устройство, обязательно совместите информацию с существующим термистором.
Упаковка термистора : Убедитесь, что выбранная упаковка соответствует вашим требованиям.

Для получения дополнительной помощи в процессе выбора посетите нашу страницу Выбор термисторов NTC

Термисторы NTC

Термисторы NTC нелинейны, и, как следует из их названия, их сопротивление уменьшается при повышении температуры. Явление, называемое самонагревом, может повлиять на сопротивление термистора NTC. Когда ток протекает через термистор NTC, он поглощает тепло, вызывая повышение собственной температуры.

Применение

Измерение температуры
Температурная компенсация
Контроль температуры

Посетите нашу страницу о применении термисторов, чтобы получить дополнительную информацию обо всем, от расчета температурного коэффициента термистора до измерения температуры с помощью моста Уитстона.

Преимущества

Быстрое время отклика до (±1%).
Точность: Термисторы NTC имеют диапазон точности от 0,05 до 0,20 ˚C с долговременной стабильностью. Другие датчики температуры могут со временем дрейфовать.
Упаковка: термисторы с отрицательным температурным коэффициентом настраиваются в соответствии с требованиями различных приложений.
Помехоустойчивость: Термисторы NTC обеспечивают превосходную устойчивость к электрическим помехам и сопротивление проводов в большей степени, чем другие типы датчиков температуры.
Экономичность: из-за небольшого размера и простоты производства термисторы NTC и PTC оказались очень экономичным выбором.

Процесс производства NTC

Мы производим термисторы NTC, используя смесь оксидов металлов, таких как марганец, никель или медь; вместе со связующими и стабилизаторами. Материал прессуется в вафельные формы и спекается при экстремальных температурах; подготовив пластины к тому, чтобы либо разрезать их на более мелкие термисторы в виде чипов, либо оставить в виде дискового термистора.

Конфигурации

Термисторы NTC доступны в различных конфигурациях, перечисленных ниже: ). Также существует широкий диапазон значений сопротивления для любой ситуации

Эпоксидная смола : Эпоксидная смола, покрытая окунанием и припаянная между проводами в оболочке из тефлона/ПВХ. Их небольшие размеры обеспечивают простоту установки, и они могут быть совмещены по точкам или изгибам

Со стеклянным корпусом : Отличный выбор при работе в экстремальных условиях окружающей среды.

Конфигурации включают радиальные или осевые выводы

Датчики в сборе : доступны в различных корпусах в зависимости от требований применения

Поверхностный монтаж : Варианты конфигурации включают объемную, ленту и катушку, двустороннюю и обертку с наконечниками из палладиевого серебра. Изготовленные с никелевым барьером, эти термисторы прекрасно работают в прецизионных цепях

Термистор NTC Глоссарий

Постоянная рассеяния (постоянный ток или дельта d) : Постоянная рассеяния представляет собой отношение, обычно выражаемое в милливаттах на градус C (мВт/°C) при заданной температуре окружающей среды, к изменению в рассеиваемой мощности термистора к результирующему изменению температуры тела
Постоянная материала (бета β) : Постоянная материала термистора NTC является мерой его сопротивления при одной температуре по сравнению с его сопротивлением при другой температуре. Его значение может быть рассчитано по приведенной ниже формуле и выражается в градусах Кельвина (°k). β = ln (R @ T2/R @ T1) / (T2- 1 – T 1- 1)
Максимальная номинальная мощность : Максимальная номинальная мощность термистора — это максимальная мощность, выраженная в ваттах или милливаттах (Вт или мВт), которую термистор будет рассеивать в течение длительного периода времени с приемлемой стабильностью своих характеристик
Steinhart-Hart : Это эмпирическое выражение, которое было определено как наилучшее математическое выражение для определения отношения сопротивления к температуре термисторов NTC и сборок датчиков NTC
Температурный коэффициент сопротивления (альфа, α) : Отношение при заданной температуре, T, скорости изменения сопротивления нулевой мощности в зависимости от температуры к сопротивлению нулевой мощности термистора. Температурный коэффициент; обычно выражается в процентах на градус C (%/°C)
Допустимое отклонение температуры : Допустимое отклонение температуры соответствует ожидаемому отклонению температуры в °C от термистора при определенной температуре
Тепловая постоянная времени (TC или тау, t) : Время, необходимое термистору для изменения 63,2% общей разницы между его начальной и конечной температурой тела при ступенчатом изменении температуры в условиях нулевой мощности. Обычно выражается в секундах

Термисторы PTC

Термисторы с положительным температурным коэффициентом (PTC) предлагают пассивный подход к ограничению пускового тока. Внедрив термистор PTC, вы, скорее всего, увидите снижение эксплуатационных расходов при более высокой надежности; без ущерба для защиты. Сопротивление термисторов PTC изменяется при изменении температуры окружающей среды или при самонагреве устройства из-за поглощения входящего тока. А поскольку ограничение пускового тока зависит от указанного сопротивления термистора PTC, правильный выбор играет решающую роль в защите системы.

Типы термисторов PTC

Керамические переключающие термисторы PTC
Силисторные кремниевые термисторы PTC
Полимерные термисторы PPTC

Процесс производства термисторов PTC

Процесс производства PTC требует тщательного контроля как материала, так и размера частиц, чтобы производить качественные устройства, которые имеют надлежащие характеристики переключения и номинальное напряжение.

Общие области применения термисторов PTC

Задержка времени
Размагничивание
Пуск двигателя
Защита от перегрузки по току

Если вы хотите узнать больше о термисторах с положительным температурным коэффициентом и о том, чем они отличаются от термисторов с отрицательным температурным коэффициентом, посетите Википедию. И, поскольку термисторы PTC обладают сопротивлением с положительным температурным коэффициентом, они демонстрируют незначительное количество отрицательного температурного коэффициента, пока не достигнут критической температуры, известной как «Кюри» или переходное состояние. Когда это произойдет, прибор начнет демонстрировать положительный температурный коэффициент и значительное увеличение сопротивления.

Производственный материал

Керамические переключающие термисторы PTC изготавливаются с использованием поликристаллического керамического материала, содержащего титанат бария, который был легирован редкоземельными материалами для придания ему сопротивления с положительным температурным коэффициентом.