Закрыть

Термистор википедия: Что такое термисторы и позисторы: классификация и области применения

Содержание

Термистор Вики

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[ | код]

Термисторы с аксиальными выводами

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. {-7}}.

    Режим работы терморезисторов и их применение[ | код]

    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 распространены среднетемпературные терморезисторы (с температурным ТКС от −2,4 до −8,4 %/К), имеющие широкий диапазон 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.

    Так же терморезисторы с положительным ТКС применяются в качестве саморегулирующихся нагревательных элементов, сопротивление которых растет по мере роста собственной температуры (PTC нагреватель). Такой нагревательный элемент никогда не перегреется и будет выдавать примерно одинаковую тепловую мощность в широком диапазоне напряжений.

    См. также[ | код]

    Примечания[ | код]

    Литература[ | код]

    • 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.

    характеристики и параметры, принцип действия и классификация

    Развитие электроники с каждым годом набирает обороты. Но, несмотря на новые изобретения, в электрических схемах надёжно работают устройства, сконструированные ещё в начале XX века. Один из таких приборов — термистор. Форма и назначение этого элемента настолько разнообразны, что быстро отыскать его в схеме удаётся только опытным работникам сферы электротехники. Понять, что такое термистор, можно лишь владея знаниями о строении и свойствах проводников, диэлектриков и полупроводников.

    Описание прибора

    Датчики температуры широко используются в электротехнике. Почти во всех механизмах применяются аналоговые и цифровые микросхемы термометров, термопары, резистивные датчики и термисторы. Приставка в названии прибора говорит о том, что термистор — это такое устройство, которое зависит от влияния температуры. Количество тепла в окружающей среде — главенствующий показатель в его работе. Благодаря нагреванию или охлаждению, меняются параметры элемента, появляется сигнал, доступный для передачи на механизмы контроля или измерения.

    Термистор — это прибор электроники, у которого значения температуры и сопротивления связаны обратной пропорциональностью.

    Существуют и другое его название — терморезистор. Но это не вполне правильно, так как на самом деле термистор является одним из подвидов терморезистора. Изменение теплоты может влиять на сопротивление резистивного элемента двумя способами: либо увеличивая его, либо уменьшая.

    Поэтому термосопротивления по температурному коэффициенту подразделяются на РТС (положительные) и NTC (отрицательные).

    РТС — резисторы получили название позисторов, а NTC — термисторов.

    Отличие РТС и NTC приборов состоит в изменении их свойств при воздействии климатических условий. Сопротивление позисторов прямо пропорционально количеству тепла в окружающей среде. При нагреве NTC — приборов его значение уменьшается.

    Таким образом, повышение температуры позистора приведёт к росту его сопротивления, а у термистора — к падению.

    Вид терморезистора на электрических принципиальных схемах похож на обыкновенный резистор. Отличительной чертой является прямая под наклоном, которая перечёркивает элемент. Тем самым показывая, что сопротивление не постоянно, а может изменяться в зависимости от увеличения или уменьшения температуры в окружающей среде.

    Основное вещество для создания позисторов — титанат бария. Технология изготовления NTC — приборов более сложная из-за смешивания различных веществ: полупроводников с примесями и стеклообразных оксидов переходных металлов.

    Классификация термисторов

    Габариты и конструкция терморезисторов различны и зависят от области их применения.

    Форма термисторов может напоминать:

    • плоскую пластину;
    • диск;
    • стержень;
    • шайбу;
    • трубку;
    • бусинку;
    • цилиндр.

    Самые маленькие терморезисторы в виде бусинок. Их размеры меньше 1 миллиметра, а характеристики элементов отличаются стабильностью. Недостатком является невозможность взаимной подмены в электрических схемах.

    Классификация терморезисторов по числу градусов в Кельвинах:

    • сверх высокотемпературные — от 900 до 1300;
    • высокотемпературные — от 570 до 899;
    • среднетемпературные — от 170 до 510;
    • низкотемпературные — до 170.

    Максимальный нагрев хоть и допустим для термоэлементов, но сказывается на их работе ухудшением качества и появлением значительной погрешности в показателях.

    Технические характеристики и принцип действия

    Выбор терморезистора для контролирующего или измерительного механизма проводят по номинальным паспортным или справочным данным. Принцип действия, основные характеристики и параметры термисторов и позисторов похожи. Но некоторые отличия все же существуют.

    РТС — элементы оцениваются тремя определяющими показателями: температурной и статической вольт — амперной характеристикой, термическим коэффициентом сопротивления (ТКС).

    У термистора список более широкий.

    Помимо параметров, аналогичных позистору, показатели следующие:

    • номинальное сопротивление;
    • коэффициенты рассеяния, энергетической чувствительности и температуры;
    • постоянная времени;
    • температура и мощность по максимуму.

    Из этих показателей основными, которые влияют на выбор и оценивание термистора, являются:

    • номинальное сопротивление;
    • термический коэффициент сопротивления;
    • мощность рассеяния;
    • интервал рабочей температуры.

    Номинальное сопротивление определяется при конкретной температуре (чаще всего двадцать градусов Цельсия). Его значение у современных терморезисторов колеблется в пределах от нескольких десятков до сотен тысяч ом.

    Допустима некоторая погрешность значения номинального сопротивления. Она может составлять не более 20% и должна быть указана в паспортных данных прибора.

    ТКС зависит от теплоты. Он устанавливает величину изменения сопротивления при колебании температуры на одно деление. Индекс в его обозначении указывает на количество градусов Цельсия либо Кельвина в момент измерений.

    Выделение теплоты на детали появляется из-за протекания по ней тока при включении в электрическую цепь. Мощность рассеяния — величина, при которой резистивный элемент разогревается от 20 градусов Цельсия до максимально допустимой температуры.

    Интервал рабочей температуры показывает такое её значение, при котором прибор работает длительное время без погрешностей и повреждений.

    Принцип действия термосопротивлений основан на изменении их сопротивления под влиянием теплоты.

    Происходит это по нескольким причинам:

    • из-за фазового превращения;
    • ионы с непостоянной валентностью более энергично обмениваются электронами;
    • сосредоточенность заряженных частиц в полупроводнике распределяется другим образом.

    Термисторы используются в сложных устройствах, которые применяются в промышленности, сельском хозяйстве, схемах электроники автомобилей. А также встречаются в приборах, которые окружают человека в быту — стиральных, посудомоечных машинах, холодильниках и другом оборудовании с контролем температуры.

    Термисторы – что это такое?

    Силовые ограничительные термисторы типа NTC обладают высоким значением сопротивления при обычной температуре комнаты, после разогрева величина сопротивления снижается до нулевого значения.

    РТС-термисторы и РРТС-предохранители не могут обеспечить должную защиту электрической сети от начальных пусковых бросков тока, которые появляются при поступлении напряжения на нагрузку, имеющую реактивный характер, примером могут служить, конденсаторные батареи. Это возможно из-за того, что начальное сопротивление этих компонентов электрической сети при комнатной температуре приближено к нулевому показателю и все существенные токовые броски происходят в электрическую цепь.

    NTC-термисторы используются для защиты электронных балластных систем, импульсных питающих источников и силовых проводников. Они используются в конструкции реле, обеспечивающих термисторную защиту электродвигателей. Термометрические датчики встраиваются в обмотку и производят замер температурного нагрева. Кроме этого, они контролируют и анализируют многие условия эксплуатации – это:

    • условия тяжелого запуска;
    • частые операции по включению и отключению оборудования;
    • однофазный рабочий режим;
    • высокая окружающая температура;
    • плохое охлаждение электродвигателя;
    • режим торможения;
    • ассиметрия фаз.

    Реле, оснащенные термисторами, работают в независимом режиме от номинального тока электрического двигателя и класса изоляционных материалов, а также типа пуска.

    Подключение РТС-датчиков выполняется последовательно, их количество ограничивается суммой сопротивлений отдельно взятых  резисторов на каждую измеряемую цепь. Например: RG = R1 + R2 + RN ≤ 15 Om.

    Нормальный режим работы сопротивления термистора ниже порога срабатывания. После повышения температуры и постепенного нагревания всего лишь одного датчика выше заданного предела реле на выходе обесточивается (отпадают контакты).

    В том случае, если функция автоматического сброса находится в фазе активации после охлаждения и понижения величины температуры, выходные реле притягиваются (начинают работать). Приборы, обладающие ручным управлением, оборудованные кнопкой управления на лицевой панели устройства или с предусмотренным дистанционным сбросом могут управляться с помощью поступления сигнала на вход управления.

     

     

    Рис. №1 Реле с термисторной защитой, класса СМ-MSS (3), 2 п. к. с конфигурируемым контролем КЗ.

     

     

    Рис. №2. Функциональная схема.

    Реле, оборудованные термисторами, осуществляют температурный контроль следующих компонентов агрегата – это:

    • подшипниковые узлы;
    • вентиляторы горячего воздуха;
    • масляная система;
    • воздух;
    • отопительные установки и кондиционеры.

     

     

    Рис. №3. Характеристика сопротивления для отдельно взятого температурного датчика.

    Реле, оснащенные термисторами, гарантия защиты электродвигателя от перегрева и превышения величины температуры в статоре двигателя. Он также служат для защиты подшипникового узла двигателя. Обеспечивают безаварийную работу оборудования, своевременно отключая его во время превышения температурного предела.

    Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

    Поделиться ссылкой:

    Похожее

    Термисторы — Студопедия

    Термин термистор образовался в результате соединения двух слов: тепловой и резистор. Это название дано металл-оксидным детекторам, имеющим форму ка­пель, стержней, цилиндров, прямоугольных пластин и толстых пленок. Термисторы относятся к классу датчиков абсолютной температуры, показания которых соответствуют абсолютной температурной шкале. Все термисторы делятся на две категории: с отрицательным температурным коэффициентом (ОТК) и положи­тельным температурным коэффициентом (ПТК) сопротивления. Для проведения прецизионных измерений используются термисторы только с ОТК.

    Термисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления

    Обычные металоксидные термисторы обладают ОТК. Это значит, что при увели­чении температуры их сопротивление падает. Сопротивление термисторов с ОТК, также как и любых других резисторов, определяется их физическими размерами и удельным сопротивлением материала. Зависимость между величиной сопротив­ления и температурой является сильно нелинейной.

    При проведении прецизионных измерений или при работе в широком тем­пературном диапазоне нельзя напрямую использовать характеристики термисто­ров, приведенные в документации на них, поскольку типовые допуски на номи­нальные значения серийно выпускаемых изделий при температуре 25°С состав­ляют порядка ±20%. Поэтому для достижения высокой точности измерений тер­мисторы необходимо индивидуально калибровать в широком температурном ди­апазоне. Правда, существуют и прецизионные термисторы, характеристики ко­торых в заводских условиях подгоняются методом шлифовки до требуемых раз­меров. Этот процесс проводится под непрерывным контролем за номинальными значениями сопротивлений при заданной температуре. Однако такая процедура настройки термисторов приводит к значительному повышению их стоимости. По­этому на практике чаще применяется метод индивидуальной калибровки терми­сторов. В процессе калибровки измеряется сопротивление термистора при поме­щении его в среду точно известной температурой (для этих целей часто применя­ется камера с мешалкой, в которую может быть залита вода, но чаще минеральное масло или специальный состав, например, Flourent®). Если требуется многото­чечная калибровка, эта процедура выполняется при разных температурах. Есте­ственно, что качество проведенной калибровки сильно зависит от точности эта­лонного термометра. Для определения сопротивления термистор включается в из­мерительную цепь, по изменению тока в которой и судят о величине сопротивле­ния. В зависимости от заданного уровня точности и стоимости калибровка тер­мистора может проводиться на основе одной из известных аппроксимационных моделей.


    При использовании термистора в качестве датчика абсолютной температуры предполагается, что при прохождении через него электрического тока, его соб­ственная температура не изменится, что означает, что он не внесет в систему зна­чительных тепловых возмущений, способных повлиять на точность измерений.

    В этом случае говорят, что термистор обладает «нулевой мощностью». Увеличе­ние температуры термистора в установившемся режиме вследствие явления са­моразогрева описывается уравнением:

    (16. 15)

    где rтепловое сопротивление между термистором и окружающей средой, V- при­ложенное постоянное напряжение, S — сопротивление термистора при измеряе­мой температуре, а N - рабочий цикл измерений (например, N= 0.1 означает, что постоянное напряжение подается на термистор только на время, равное 10% от пол­ного времени измерений). При проведении измерений по постоянному току N=1. Из уравнения (16.15) видно, что для выполнения условий «нулевой мощнос­ти» необходимо, чтобы:

    - термистор обладал высоким удельным сопротивлением,

    - термистор и объект измерения имели хорошую тепловую связь друг с другом (что должно снизить значение r),

    - измерения проводились при небольшом постоянном напряжении, подавае­мом в течение короткого интервала времени.

    Далее будет показано, как эффект саморазогрева сказывается на величине сопро­тивления терморезистора, но пока будем считать, что он приводит к появлению лишь незначительных погрешностей.

    При использовании термисторов в каких-либо измерительных системах не­обходимо знать их передаточные функции, которые являются аналитическими выражениями, связывающими величину сопротивления и температуру. Для опи­сания передаточной функции термисторов были предложены несколько матема­тических моделей. Следует отметить, что все математические модели являются только аппроксимациями, и, как правило, чем проще модель, тем ниже ее точ­ность. С другой стороны, при использовании более сложных моделей значитель­но усложняется калибровка термисторов. Все существующие модели термисто­ров построены на экспериментально доказанном факте, что логарифм сопротив­ления термистора связан с его абсолютной температурой следующей полиноми­нальной зависимостью:

    (16.16)

    На этом выражении построены три модели, описываемые далее.

    Простая модель

    В относительно узком температурном диапазоне и при некоторой потере точнос­ти можно отбросить два последних члена уравнения (16. 16):

    (16.17)

    где А — константа, а- характеристическая температура материала (в Кельви­нах). Если известна величина сопротивления термистора при калибровочной температуре То, можно записать зависимость сопротивления от температуры в следующем виде:

    (16.18)

    Очевидное достоинство этой модели — необходимость проведения калибровки термистора только в одной точке. Однако здесь предполагается знание коэффи­циента βт. Если он неизвестен, приходится проводить вторую калибровку для на­хождения его значения:

    (16.19)

    где Тои Soи Т1и S1— две пары температур и сопротивлений, полученных в двух калибровочных точках, находящихся на кривой, соответствующей уравнению (16.18). Считается, что значениене зависит от температуры, но оно может ме­няться от изделия к изделию в пределах производственных допусков, которые обычно составляют ± 1 %. Температура термистора определяется по измеренному сопротивлению S при помощи следующего выражения:

    (16. 20)

    Погрешность аппроксимации, представленной выражением (16.20), мала в окре­стности температуры калибровки, но значительно увеличивается при расшире­нии рабочего диапазона (рис. 16.7).

    Коэффициент β отвечает за кривизну характеристики термистора, но не яв­ляется параметром, напрямую соответствующим его чувствительности, которая определяется температурным коэффициентом а. Коэффициент а может быть найден при дифференцировании уравнения (16.18):

    (16.21)

    Из уравнения (16.21) следует, что чувствительность термистора зависит как от так и от температуры. Термистор обладает лучшей чувствительностью на низких температурах, тогда как при увеличении температуры его чувствительность резко падает. Уравнение (16.21) также показывает, насколько меняется сопротивление Sпри изменении температуры на один градус. В термисторах с ОТК чувствитель­ность а во всем температурном диапазоне меняется от -2% (в зоне высоких тем­ператур шкалы) до —8%/°С (в зоне низких температур шкалы), поэтому можно утверждать, что такие детекторы являются очень чувствительными устройствами, почти на порядок более чувствительными по сравнению с РДТ. Это особенно важно для применений, требующих высоких значений выходного сигнала в относительно узком температурном диапазоне. Примером может служить медицинский элект­ронный термометр.

    Модель Фрайдена

    В 1998 году автор этой книги предложил следующее усовершенствование про­стой модели.Оно основывается на экспериментальном факте, что характе­ристическая температура не является постоянной, а зависит от измеряемой температуры (рис. 16.6). В зависимости от фирмы-изготовителя и типа термистора эта функция может иметь как по­ложительный наклон (как показано на рисунке), так и отрицательный. Идеаль­ный случай, когдасовсем не зависит от температуры, на практике, фактичес­ки, не встречается.

    Рис. 16.6.Зависимость коэффициента β от температуры

    Из уравнений (16.16) и (16.17) следует, что характеристическая температура материала термистора может быть аппроксимирована следующим выражением:

    (16.22)

    где А и В являются константами. Оценка этого выражения показала, что во мно­гих практических случаях третий и четвертый члены намного меньше первых двух, поэтому ими часто можно пренебречь. Тогда уравнение (16.22) принимает вид линейной функции:

    (16.23)

    Это предположение позволяет значительно улучшить универсальность про­стой модели. Для определения линейной зависимости в любой точке необ­ходимо знать значение хотя бы при одной температуреа также наклон пря­мойТогда уравнение (16.23) может быть записано в виде:

    (16.24)

    Для нахождения наклона γ можно воспользоваться выражением:

    (16.25)

    гдеи— два значения характеристической температуры материала, соответствующие двум температурам(Отметим, что и T определяются в Кельвинах. Если температура обозначается как t, используется шкала в Цельсиях). Для определения коэффициента у требуется проводить измерения в трех характерных точках, однако, нет необходимости определять его для каждого отдельного тер-мистора, поскольку он зависит только от материала резистора и технологическо­го процесса изготовления, поэтому его можно считать более или менее постоян­ным для больших серий термисторов определенного типа. Таким образом, обыч­но достаточно найти один коэффициент γ для целой серии термисторов, и по нему определять характеристики каждого конкретного детектора.

    Подставляя уравнение (16.23) в выражение (16.16), получим аппроксимационную формулу для термистора:

    (16.26)

    Решая уравнение (16.26) относительно сопротивления S, получим зависимость сопротивления термистора от температуры:

    (16.27)

    где So— сопротивление при калиб­ровочной температуре То, а- ха­рактеристическая температура, оп­ределенная по двум калибровоч­ным температурам Тои Т1(см. уравнение (16.19)). Это уравнение подобно уравнению (16.18) про­стой модели, за исключением но­вого коэффициентаДаже не­смотря на то, что коэффициентнаходится по трем точкам (для се­рии детекторов), для каждого от­дельного термистора необходимо проводить по два калибровочных измерения. Модель Фрайдена под­ходит для случаев, когда требуется проводить большое количество точных измерений. Достоинством этого метода также является его низкая стоимость. Отметим, что калибровочные температуры Тои Т1 следует выбирать ближе к концам рабочего диапазона, а темпе- ратуру для определения- в середине. В таблице 16.3 приведены уравнения для этой модели.

    Рис. 16.7. Погрешности простой модели и модели Фрайдена для четырех термисторов, откалиброванных при двух температурах t0и t1, для определенияПогрешности модели Стейнхарта-Харта слишком малы и поэтому не по казаны на этом рисунке

    Модель Стейнхарта-Харта

    Стейнхарт и Харт в 1968 году предложили модель термистора для океанографичес­ких исследований, работающего в диапазоне температур — З...ЗО°С, которая на са­мом деле справедлива и для гораздо более широкого температурного интервала. Их модель основана на уравнении (16.16), решенного относительно температуры:

    (16.28)

    Стейнхарт и Харт показали, что без ощутимой потери точности это выражение может быть записано в виде:

    (16. 29)

    При корректном использовании уравнения (16.29) в диапазоне температур О...7О°С можно добиться точности порядка 0.001°. Для нахождения коэффициентов b необходимо провести калибровку термистора при трех температурах и решить систему из полученных трех уравнений (см. таблицу 16.3). Поскольку модель Стей­нхарта-Харта обеспечивает очень высокую точность определения температуры, она положена в основу промышленного стандарта для калибровки прецизион­ных термисторов. Проведенные исследования показали, что погрешность этой модели даже в более широком температурном диапазоне не превышает 0.002°. Тем не менее, широкого практического применения эта модель не нашла, посколь­ку для ее использования необходимо проводить калибровку каждого термистора при трех и более температурах.

    Выбор той или иной аппроксимационной модели диктуется уровнем требуе­мой точности и стоимостью. Величина стоимости напрямую зависит от количе­ства необходимых точек калибровки. Процесс калибровки требует довольно боль­ших временных затрат, этим и объясняется его высокая стоимость. Благодаря мощности современных микропроцессоров, сложность математических вычис­лений не играет решающей роли. Когда не требуется высокая точность измере­ний, а главным является их низкая стоимость, или когда измерения ведутся в уз­ком температурном диапазоне (±5...10°С от калибровочной температуры), хоро­шо работает простая модель. Модель Фрайдена предпочтительнее в случаях, ког­да нужна высокая точность при относительно низкой стоимости. Соответствен­но модель Стейнхарта-Харта применяется для проведения прецизионных изме­рений, где стоимость не является решающим фактором (рис. 16.7).

    При использовании простой модели необходимо знать значение 1ти сопротивле­ние термистора при одной калибровочной температуре То. При работе с моделью Фрай­дена плюс к вышеперечисленному требуется знать коэффициент γ, который определя­ется не для каждого конкретного термистора, а для целой серии таких элементов. В модели Стейнхарта-Харта для каждого термистора проводят три калибровки при трех разных температурах. В таблице 16.3 приведены уравнения для вычисления калибро­вочных коэффициентов и измеряемой температуры на основе полученных значений сопротивлений. Конечно, можно каждый раз решать все эти уравнения напрямую. Од­нако для большинства случаев разработаны специальные справочные таблицы. Для сни­жения размеров этих таблиц часто применяется кусочно-линейная аппроксимация.

    Таблица 16.3.Термисторы с ОТК. Руководство по применению трех моделей.

    Изготовление термисторов с отрицательным температурным коэффициентом

    Рис. 16.8. Две разновидности бусинкового термистора со стеклянным покрытием

    В зависимости от способа изготовления все термисторы с ОТК делятся на три основных груп­пы. Первая группа — это термисторы бусинкового типа. Бусинки могут быть ничем непок­рытыми, с защитным слоем из эпоксидной смолы (рис. 16.8) или размещены в металличес­ком корпусе. Выводы всех термисторов данно­го типа изготавливаются из платинового спла­ва, запеченного в керамику. В процессе изго­товления маленькие порции смеси оксида ме­талла и подходящего связующего наносятся на параллельные слегка натянутые проводники. После высыхания или частичного спекания вся лента бусинок снимается с опорной конструк­ции и помещается в печь для окончательного спекания. Во время такой темпера­турной обработки оксид металла прочно скрепляется с платиновыми проводни­ками. После чего вся лента разрезается на отдельные бусинки, на которые нано­сится соответствующее покрытие.

    Другой тип термисторов — это чип-термисторы с поверхностными контакта­ми для крепления проводников. Обычно чипы изготавливаются методом пленоч­ного литья, с последующей трафаретной печатью, напылением, покраской или вакуумной металлизацией поверхностных электродов. После чего чипы разреза­ются для получения требуемых геометрических размеров. Если это необходимо, чипы могут быть заземлены.

    Термисторы третьего типа состоят из слоя полупроводникового материала, нанесенного на соответствующую подложку из стекла, алюминия, кремния и т. д. Такие термисторы, в основном, используются в интегрированных датчиках и ИК тепловых детекторах.

    Среди всех термисторов с металлизированными поверхностными контакта­ми наихудшей стабильностью обладают чипы без покрытия. Термисторы с эпок­сидным покрытием демонстрируют среднюю стабильность. Термисторы бусинкового типа могут работать при высоких температурах (до 550°С). Детекторы с металлизированным поверхностным контактом используются до 150°С. Бусин-ковые термисторы являются самыми быстродействующими из перечисленных детекторов, однако их стоимость намного выше, чем у чип-термисторов, и в до­полнение к этому их номинальное значение трудно поддается регулировке. Под­гонка номинального значения выполняется механической шлифовкой термис­тора при заданной температуре (обычно при 25°С) с целью изменения геометри­ческих размеров для получения требуемого значения сопротивления.

    При работе с термисторами, обладающими ОТК, необходимо учитывать все возможные источники ошибок. Одна из них — старение, которое для низкокаче­ственных датчиков может составлять порядка 1%. На рис. 16.9 показано изменение величины сопротивления (в %) от сро­ка службы для чип термисторов с эпоксид­ным покрытием и термисторов бусинкового типа в стеклянных корпусах.

    Рис. 16.9. Долговременная стабильность термисторов.

    Обеспе­чение защиты от окружающей среды и температурная подготовка термисторов являются надежными методами стабили­зации характеристик детекторов. Для про­ведения температурной тренировки датчи­ки помещаются в камеру с температурой +300°С, по крайней мере, на 700 часов. Для осуществления лучшей защиты термисторы могут быть размещены в корпусах из нержавеющей стали и залиты эпоксидной смолой.

    Явление саморазогрева в термисторах с отрицательным температурным коэффициентом

    Как упоминалось ранее, явление саморазогрева термистора может сказываться на его рабочих характеристиках. Термисторы относятся к датчикам активного типа, для работы которых требуется сигнал возбуждения. Этим сигналом, как правило, служит либо постоянный, либо переменный ток, протекающий через термистор, который приводит к выделению тепла, а, значит, и к разогреву де­тектора. Это повышение температуры датчика часто приводит к появлению по­грешностей при измерении температуры объекта. Правда, в некоторых случаях явление саморазогрева используется для построения датчиков, реагирующих на изменения тепловых потоков, ИК излучений и других внешних воздействий. Рассмотрим процессы, проходящие в термисторах, при подаче на них элек­трического напряжения. На рис. 16.10А показана схема, состоящая из источни­ка напряжения Е, термистора RTвнутреннего сопротивления источника R. При включении источника питания (момент вкл на рис. 16.10Б) в соответствии с за­коном сохранения энергии вся тепловая энергия схемы (Н) должна равняться электрической мощности, вырабатываемой источником питания:

    (16.30)

    где VTпадение напряжения на термисторе.

    Тепловая энергия состоит из двух составляющих: тепловых потерь (HL) в окружа­ющую среду и тепловой энергии (Hs), поглощенной термистором. Поглощенная часть энергии накапливается в тепловой емкости С датчика. Тогда уравнение ба­ланса мощности можно записать в следующем виде:

    (16.31)

    Рис.16.10. А — Ток, протекающий через термистор, вызывает его саморазогрев, Б — Температура термистора увеличивается в соответствии с тепловой постоянной времени— тепловые потери в

    окружающую среду.

    Тепловые потери термистора в окружающую среду пропорциональны разности температуртермистора Tsи окружающей среды

    (16.32)

    где δ - коэффициент рассеяния, равный отношению рассеиваемой мощности к гра­диенту температур (при известном значении температуры окружающей среды). Этот коэффициент зависит от конструкции датчика, длины и толщины прово­дов, материала термистора, опорных элементов, величины теплового излучения с поверхности термистора и относительного движения среды, в которую помещен термистор.

    Скорость поглощения тепла термистором пропорциональна тепловой емкости детектора:

    (16. 33)

    Именно это тепло приводит к повышению температуры термистора. Подставляя выражения (16.32) и (16.33) в уравнение (16.30), получим:

    (16.34)

    Это дифференциальное уравнение описывает тепловое поведение термистора. Найдем решение этого уравнения для двух условий. Первое условие заключает­ся в том, что электрическая мощность, приложенная к датчику, является посто­янной величиной (P=const ). Тогда решение уравнения (16.34) имеет следую­щий вид:

    (16.35)

    где е — основание натурального логарифма. Из этого выражения видно, что тем­пература датчика будет расти по экспоненциальному закону (рис. 16.10Б), харак­теризуемому тепловой постоянной времени, где величина 1/δ =гг—теп­ловое сопротивление между датчиком и окружающей средой. На рис. 16.10Б по­казана экспоненциальная переходная характеристика.

    Через достаточно большой интервал времени температура выйдет на стацио­нарный режим, т.е. станет равнойаПри этом тепловые потери и приложенная электрическая мощность сравняются друг с другом:

    (16. 36)

    Если на термистор, обладающий большим сопротивлением, подать низкое на­пряжение, ток, протекающий через него, будет также мал. Таким образом можно получить очень небольшой градиент температуры ΔT, что приведет к значитель­ному уменьшению эффекта саморазогрева. Если саморазогревом термистора пре­небречь, уравнение (16.34) можно переписать в виде:

    (16.37)

    Решение этого дифференциального уравнения описывается экспоненциальной функцией (уравнение (16.8)). Это значит, что выходной сигнал датчика отсле­живает изменения окружающей температуры с некоторой постоянной времени Поскольку эта постоянная времени зависит от связи термистора с окружаю­щей средой, она, как правило, определяется для конкретных условий. Напри­мер,= 1 с при температуре 25 °С в невозмущенном воздухе или= 0.1 с при Т=25°С в хорошо перемешанной воде. Следует всегда помнить, что все выше­приведенные уравнения соответствуют упрощенной модели тепловых потоков. На самом деле, выходной сигнал термистора никогда не бывает строго экспо­ненциальным.

    При разработке датчиков на основе термисторов всегда используется одна из его трех основных характеристик:

    1. Зависимость сопротивления от температуры. На рис. 16.12 показан вид такой зависимости для термисторов с ОТК. В датчиках, реализованных на основе этой характеристики, эффект саморазогрева, практически, отсутствует. При этом необходимо выбирать термисторы с высоким номинальным сопротив­лением, а конструкция детектора должна обеспечивать максимальную связь чувствительного элемента с объектом измерения. Данная характеристика ис­пользуется, в основном, для построения детекторов температуры. Термомет­ры, термостаты и тепловые прерыватели являются примерами применения этой зависимости.

    2. Зависимость тока от времени (или сопротивления от времени). На рис. 16.10Б показан пример этой характеристики.

    Зависимость напряжения от тока. Эта характеристика важна либо для детек­торов, реализованных на основе явления саморазогрева, либо для датчиков, где этим эффектом пренебречь нельзя. Выражение (16.36) является уравнением баланса между приложенной электрической энергией и тепловыми по­терями. При известной зависимости сопротивления от температуры и при незначительных изменениях δ (что справедливо для многих практических слу­чаев), из уравнения (16.36) можно получить зависимость статического напря­жения от тока. Эта характеристика обычно строится в логарифмических ко­ординатах по обоим осям. В таком графике линии, соответствующие посто­янным сопротивлениям, имеют наклон +1, а линии постоянной мощности — наклон—1 (рис. 16.11).

    Рис. 16.11. Зависимость напряжения от тока для термисторов с ОТК, работаю­щих в спокойной воздушной среде при температуре 25 °С. Нелиней­ность характеристики объясняется эффектом саморазогрева.

    При очень низких токах (левая сторона рис. 16.11) мощность рассеяния термистора мала, и характеристика для каждого значения температуры является ка­сательной к линии постоянного сопротивления, т.е. в этой области термистор ве­дет себя как обычный резистор, и напряжение VТпропорционально току i.

    При увеличении тока эффект саморазогрева термистора усиливается, что ве­дет к уменьшению его сопротивления. Поскольку величина сопротивления пере­стает быть постоянной, характеристика VT(i) начинает отклоняться т прямой ли­нии. Наклон этой зависимости (dVT/di), соответствующий величине сопротивле­ния, снижается при увеличении тока. Возрастание тока ведет к падению сопро­тивления, которое, в свою очередь, вызывает увеличение тока. В некоторой точке сопротивление термистора становится равным нулю. Эта точка характеризуется максимальным значением напряженияи токомДальнейшее увеличение тока приводит к продолжению уменьшения наклона характеристики. Это означает, что величина сопротивления становится отрицательной (правая сторона рис. 16.11). Если ток продолжить увеличивать ток дальше, начинают играть роль сопротивле­ния соединительных проводов, поэтому никогда нельзя допускать работу терми­стора в таких режимах. В документации на серийно выпускаемые термисторы обычно указывается максимальное значение допустимой мощности.

    Из уравнения (16.36) видно, что термисторы с сильным саморазогревом мо­гут использоваться для детектирования изменений(в составе вакуумных мано­метров (датчиках Пирани), анемометрах, расходомерах),(в измерителях мощ­ности СВЧ излучений) или VT(в электрических схемах автоматического управле­ния коэффициентом усиления, регуляторах и ограничителях напряжения) и т.д.

    Термисторы с положительным температурным коэффициентом

    Все металлы относятся к материалам с положительным температурным коэффици­ентом (ПТК). Из соответствующей таблицы Приложения видно, что все они облада­ют низкими значениями температурных коэффициентов сопротивления (ТКС). РДТ, описанные ранее, также имеют небольшой ПТК. В отличие от них многие керами­ческие материалы в определенном температурном диапазоне обладают довольно зна­чительными ПТК. Термисторы с ПТК обычно изготавливаются на базе поликрис­таллических керамических материалов, основные компоненты которых (титанат ба­рия или твердые растворы титаната бария и стронция), обладающие высоким удель­ным сопротивлением, легируются дополнительными примесями для придания им свойств полупроводников. При температурах, превышающих точку Кюри компо­зиционных материалов, их ферроэлектрические свойства меняются очень быстро, что приводит к значительному увеличению сопротивления, иногда на несколько по­рядков. На рис. 16.12 показаны передаточные характеристики для трех типов темпе­ратурных детекторов: с ОТК, ПТК и РДТ. Как видно из рисунка, для термисторов с ПТК очень сложно подобрать математическую аппроксимацию, поэтому для них в документации обычно приводятся следующие характеристики:

    1. Сопротивление при нулевой приложенной мощности, R25. При этом значе­нии влияние эффекта саморазогрева незначительно.

    2. Минимальное сопротивление Rm, при котором термистор меняет знак свое­го температурного коэффициента (точка т)

    3. Температура перехода Тt, начиная с которой начинается быстрое изменение сопротивления. Она приблизительно совпадает с точкой Кюри материала. Значения температуры перехода обычно лежат в интервале — ЗО. ..+16О°С (Keystone Carbon Co.)

    4. ТКС, определяемый как:

    (16.38)

    Этот коэффициент сильно зависит от температуры и часто определяется в точке х (т.е. там, где он обладает максимальным значением). Он может дости­гать значений 2/°С, что означает 200% изменение сопротивления на °С.

    5. Максимальное напряжение Ет, соответствующее предельно допустимому зна­чению, выдерживаемому термистором.

    6. Тепловые характеристики: теплоемкость, коэффициент рассеяния δ(опре­деленный для заданных условий связи детектора с окружающей средой) и теп­ловая постоянная времени (характеризующая быстродействие термистора приопределенных условиях)

    Рис. 16.12. Передаточные функции для термисторов с ОТК, ПТК и РДТ.

    Следует отметить, что для термисторов с ПТК важными факторами являют­ся: температура окружающей среды и эф­фект саморазогрева. Любой из них влияет на положение рабочей точки термистора.

    На рис. 16.13 показаны вольтамперные характеристики термистора с ПТК при разных температурах окружающей среды, по которым можно оценить его температурную чувствительность. В соот­ветствии с законом Ома обычный резис­тор с близким к нулю ТКС обладает ли­нейной вольтамперной характеристикой. При ОТК коэффициент кривизны поло­жительный, а при ПТК — отрицательный. При подключении термисторов с ОТК к идеальному источнику напряжения (об­ладающему практически нулевым выходным сопротивлением и способностью вырабатывать любой ток без изменения ве­личины напряжения) явление саморазог­рева, возникающее из-за рассеяния Джоулева тепла, приводит к уменьшению со­противления, что, в свою очередь, вызы­вает увеличение тока и большему нагре­ву детектора. Если термистор с ОТК име­ет плохой теплоотвод, может произойти его перегрев и даже разрушение.

    В отличие от термисторов с ОТК, де­текторы с ПТК при подключении к иде­альным источникам напряжения ведут себя как саморегулирующиеся устройства. Например, нить накаливания раскален­ной лампы не перегорает из-за того, что увеличение ее температуры ведет к росту сопротивления, ограничивающего ток. Эффект саморегулирования значителен в термисторах с ПТК. Из рис. 16.13 видно, что в относительно узком температурном диапазоне, термистор с ПТК обладает отрицательным сопротивлением, т.е.

    (16.39)

    В этой зоне устройства обладают внутренней отрицательной обратной связью, т.е. работают саморегулирующимися термостатами. При этом любой рост напряжения на термисторе приводит к выделению тепла, которое, в свою очередь, вызывает увеличение сопротивления и уменьшению тепловых потерь, в результате чего возникает динамическое равновесие, позволяющее удерживать температуру ус­тройства на постоянном уровне То(рис. 16.12). Эта температура соответствует точке х, в которой касательная к кривой имеет максимальный наклон.

    Рис 16.13. Вольтамперная характеристика детектора с ПТК

    Следует отметить, что термисторы с ПТК обладают максимальной эффек­тивностью при больших значениях Т0(около 100°С), а при меньших темпера­турах их эффективность (наклон характеристики R(T) в точке х) резко падает. По своей физической природе термисторы с ПТК предпочтительнее исполь­зовать при температурах, значительно превышающих температуру окружаю­щей среды.

    Приведем четыре примера применения термисторов с ПТК:

    1. В устройствах защиты электронных схем термисторы с ПТК могут играть роль неразрушаемых предохранителей, реагирующих на токи, значения ко­торых превышают допустимые уровни. На рис. 16.14А показан термистор с ПТК, включенный последовательно с источником напряжения Е, подаю­щего на нагрузку ток i. При комнатной температуре термистор обладает
    очень низким сопротивлением (порядка 10... 140 Ом). При токе i падение
    напряжения на нагрузке составляета на термисторе - Vx . Считаем, что Мощность, рассеиваемая на термисторе: P=Vx i, отдается в окружа­ющую среду. При этом температура термистора возрастает, но очень на не­большую величину. Однако при значительном увеличении окружающей тем­пературы или сильном изменении тока нагрузки происходит резкий рост температуры термистора до величины Тτ, по достижении которой его со­противление начинает расти, что предотвращает дальнейшее увеличение тока. При коротком замыкании в нагрузке

    V =Е, а ток i падает до мини­мального значения. Это значение будет сохраняться до тех пор, пока сопро­тивление нагрузки не придет в норму, после чего, термистор восстановит свои исходные характеристики. Однако при этом необходимо выполнение условия Е<0.9Етах, иначе может произойти разрушение термистора.

    2. В миниатюрных термостатах с саморазогревом (рис. 16.14Б), используемых в микроэлектронике, биомедицине, химических исследованиях и т.д, также используются термисторы с ПТК с соответственно подобранной темпера­турой перехода. Термостат состоит из кюветы, теплоизолированной от ок­ружающей среды и связанной с термистором. Для устранения сухого кон­такта между термистором и кюветой делают слой из специальной смазки.
    Выводы термистора подключаются к источнику напряжения, напряжение
    которого можно оценить при помощи выражения:

    (16.40)

    где δ - коэффициент рассеяния, зависящий от теплоизоляции термистора от окружающей среды, аTa- температура окружающей среды. Рабочая точка тер­мостата определяется физическими свойствами керамического материала (точ­кой Кюри). Благодаря внутренней тепловой обратной связи, устройство может работать в сравнительно широком диапазоне напряжений и окружа­ющих температур. Естественно, что окружающая температура должна быть всегда меньше

    3. термисторы с ПТК из-за большой длительности переходных процессов, оп­ределяемых временем между подачей напряжения и переходом устройства в рабочее состояние, часто требует подключения схем задержки.

    4. Расходомеры и детекторы уровня жидких сред, работающие на принципе де­тектирования теплового рассеяния, также часто реализуются на основе термисторов с ПТК.

    Рис. 16.14. Применение термисторов с ПТК: А — в схемах ограничения тока, Б — в микротермостатах

    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 активных компонентов, пассивные устройства не способны обеспечить усиление мощности или усиление схемы.

    История термистора

    Майкл Фарадей; Английский ученый впервые открыл концепцию термисторов в 1833 году, когда писал о полупроводниковом поведении сульфида серебра.В ходе своих исследований он заметил, что сопротивление сульфидам серебра снижается с повышением температуры. Это открытие позже привело к промышленному производству термисторов в 1930-х годах, когда Самуэль Рубен изобрел первый коммерческий термистор. С тех пор технология улучшилась; прокладывая путь к совершенствованию производственных процессов; наряду с наличием более качественного материала.

    Типы термисторов

    Есть два типа термисторов. NTC или термисторы с отрицательным температурным коэффициентом и PTC или термисторы с положительным температурным коэффициентом . Разница 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.

    Приложения для термисторов NTC и PTC включают:

    • Температурная компенсация
    • Измерение температуры
    • Контроль температуры
    • Ограничение пускового тока

    Преимущества термисторов NTC и PTC

    Термисторы

    NTC отличаются прочностью, надежностью и стабильностью, они приспособлены для работы в экстремальных условиях окружающей среды и обладают большей помехозащищенностью, 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.
    • Экономичная : Термисторы не только дешевле, чем другие типы датчиков температуры; Если у приобретенного термистора правильная кривая RT, никакая другая калибровка не требуется во время установки или в течение его срока службы.
    • Точечное совпадение : Способность получить определенное сопротивление при определенной температуре.
    • Соответствие кривой : Сменные термисторы с точностью от + 0,1 ° C до + 0,2 ° C.

    Общие рекомендации по выбору

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

    1. Базовое сопротивление : Если вы устанавливаете новое приложение, обязательно выберите правильное базовое сопротивление в зависимости от требований вашего приложения. Если вы заменяете термистор, убедитесь, что оно соответствует текущему сопротивлению базы.
    2. Кривая зависимости сопротивления от температуры : Если вы устанавливаете новое приложение, определите правильную зависимость сопротивления от кривой температуры. Если вы заменяете устройство, убедитесь, что совпадают данные с существующим термистором.
    3. Упаковка термистора : Убедитесь, что выбранная упаковка соответствует требованиям вашего приложения.

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

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

    Приложения

    • Измерение температуры
    • Температурная компенсация
    • Контроль температуры

    Посетите нашу страницу, посвященную применению термисторов, чтобы получить более подробную 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 NTC можно настроить в соответствии с требованиями различных приложений.
    • Помехозащищенность: термисторы NTC обеспечивают превосходную устойчивость к электрическим шумам и сопротивление проводов больше, чем другие типы датчиков температуры.
    • Рентабельность: из-за своего небольшого размера и простоты производства термисторы с NTC и PTC оказываются очень экономичным выбором.

    Производственный процесс 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; делая пластины готовыми либо к разрезанию на термисторы меньшего размера, либо оставленным в виде дискового термистора.

    Конфигурации

    Термисторы

    NTC доступны в различных конфигурациях, как указано ниже:

    • Диск и микросхема : Они поставляются с покрытием или без покрытия с лужеными медными выводами с быстрым откликом (± 1%). Также имеется широкий диапазон значений сопротивления для любой ситуации.
    • Эпоксидный : Эпоксидное покрытие погружением и припаянное между тефлоновыми / ПВХ проводами с оболочкой. Их небольшие размеры позволяют легко устанавливать, и они могут быть согласованы по точкам или кривой
    • Стекло-инкапсулированный : отличный выбор при работе в экстремальных условиях окружающей среды.Конфигурации включают радиальные или осевые выводы
    • Зонд в сборе : Доступен в различных корпусах в зависимости от требований приложения
    • Поверхностный монтаж : Варианты конфигурации включают навал, на ленту и катушку, двусторонний и наматывающий с наконечниками из серебра из палладия. Эти термисторы, изготовленные с никелевым барьером, отлично работают в прецизионных схемах

    Глоссарий термисторов NTC

    • Константа рассеяния (D.C. или дельта d) : Константа рассеяния - это отношение, обычно выражаемое в милливаттах на градус C (мВт / ° C) при заданной температуре окружающей среды, между изменением рассеиваемой мощности в термисторе и результирующим изменением температуры тела
    • Постоянная материала (Beta β) : Постоянная материала термистора NTC является мерой его сопротивления при одной температуре по сравнению с его сопротивлением при другой температуре. Его значение можно рассчитать по приведенной ниже формуле и выразить 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 его характеристик
    • Steinhart-Hart : Это эмпирическое выражение, которое было определено как лучшее математическое выражение для определения зависимости сопротивления от температуры термисторов NTC и узлов датчиков NTC
    • Температурный коэффициент сопротивления (Alpha, α) : Отношение при заданной температуре, T, скорости изменения сопротивления нулевой мощности с температурой к сопротивлению нулевой мощности термистора. Температурный коэффициент; обычно выражается в процентах на градус Цельсия (% / ˚C)
    • Температурный допуск : Температурный допуск означает, насколько сильно отклонение в C можно ожидать от термистора при определенной температуре
    • Тепловая постоянная времени (T.C. или tau, t) : Время, необходимое термистору для изменения 63,2% от общей разницы между его начальной и конечной температурой корпуса, когда он подвергается ступенчатому изменению температуры в условиях нулевой мощности.Обычно выражается в секундах

    Термисторы с положительным температурным коэффициентом (PTC)

    предлагают пассивный подход к ограничению пускового тока. Используя термистор с положительным температурным коэффициентом, вы, вероятно, увидите снижение эксплуатационных расходов и более высокую надежность; без ущерба для защиты. Термисторы PTC испытывают изменение сопротивления 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
    • Кремниевые кремниевые термисторы PTC
    • Полимерные термисторы PPTC

    Процесс изготовления термистора PTC

    Процесс производства PTC требует тщательного контроля как материала, так и размера частиц, чтобы производить качественные устройства с надлежащими характеристиками переключения и номинальными напряжениями.

    Общие приложения термистора PTC

    • Задержка по времени
    • Размагничивание
    • Запуск двигателя
    • Максимальная токовая защита

    Если вы хотите узнать больше о термисторах PTC и о том, чем они отличаются от термисторов NTC, посетите Википедию

    .

    Керамические переключающие термисторы PTC

    Термисторы этого типа демонстрируют сильно нелинейную кривую зависимости сопротивления от температуры. И поскольку термисторы PTC обладают сопротивлением с положительным температурным коэффициентом, они показывают незначительную часть отрицательного температурного коэффициента, пока не достигнут критической температурной точки, известной как «кюри» или переходное состояние.Когда это произойдет, устройство начнет показывать положительный температурный коэффициент и значительное увеличение сопротивления.

    Производственные материалы

    Керамические переключающие термисторы PTC

    изготавливаются из поликристаллического керамического материала, содержащего титанат бария, который был легирован редкоземельными материалами для придания ему сопротивления с положительным температурным коэффициентом.

    Приложения

    • Защита от перегрева
    • Защита от перегрузки по току
    • Температурная компенсация
    • Задержка по времени

    Преимущества термисторов PTC для ограничения пускового тока

    Чтобы продемонстрировать универсальность термисторов PTC, ниже приведены несколько примеров, когда их использование в качестве ограничителя пускового тока является оптимальным выбором.

    • Температура окружающей среды выше 65 ° C.
    • Температура окружающей среды ниже нуля ° C.
    • Время возврата должно быть около нуля ° C.
    • Проблемы с коротким замыканием.

    Посетите Термисторы PTC для ограничения пускового тока, чтобы увидеть, как термистор PTC сравнивается с термистором NTC, и получить дополнительную информацию об особых обстоятельствах, когда термистор PTC явно является лучшим выбором для ограничения пускового тока.

    Конфигурации

    • С радиальными выводами
    • Поверхностный монтаж

    Глоссарий термисторов PTC

    • Константа рассеяния (постоянный ток или дельта d) : Константа рассеяния - это отношение, обычно выражаемое в милливаттах на градус C (мВт / ° C) при заданной температуре окружающей среды, при изменении рассеиваемой мощности в термисторе к результирующее изменение температуры тела.
    • Теплоемкость (Hc) : Теплоемкость термистора - это количество тепла, необходимое для повышения температуры его тела на один градус Цельсия (1 ° C).Теплоемкость - это общий показатель стандартных термисторов PTC, который выражается в ватт-секундах на кубический дюйм на градус Цельсия (ватт-сек / м3 / ° C). Отношение теплоемкости на единицу объема стандартных термисторов PTC составляет примерно 50 Вт-сек / м3 / ° C.
    • Максимальный ток в установившемся режиме (Imax) : Максимальный ток в установившемся режиме - это номинальное значение максимального тока, обычно выражаемого в амперах (A), который может проводиться термистором NTC с ограничением броска тока в течение продолжительного периода времени.
    • Рабочая температура : Рабочая температура - это диапазон температур, в котором термистор может работать без сбоев.
      Switch Current: Минимальная величина тока, обычно выражаемая в амперах (A), которая при прохождении через стандартный термистор PTC требуется для переключения в состояние с высоким сопротивлением.
    • Температура переключения : Температура стандартного термистора PTC, при которой его сопротивление начинает быстро увеличиваться.
    • Время переключения : Время, необходимое для переключения PTC в состояние высокого сопротивления.
    • Температура переключения переключателя : Двойное сопротивление нулевой мощности PTC при 25 ˚C.

    Кремниевые PTC-термисторы

    Кремниевые термисторы « Silistor » PTC - это линейные устройства, которые демонстрируют значительное сопротивление с положительным температурным коэффициентом. Однако, если температура превышает 150 ° C, они, скорее всего, будут иметь отрицательный температурный коэффициент.

    Приложения

    • Температурная компенсация
    • Датчик температуры

    Преимущества

    Что такого особенного в кремниевых термисторах? Во-первых, кремний по своей природе является стабильным материалом, поэтому, если вам нужен термистор, который обеспечивает стабильность и более длительный срок службы, кремниевые термисторы будут хорошим выбором.

    Другие преимущества включают:

    • Высокотемпературный коэффициент
    • Несколько конфигураций
    • Высокая надежность

    Производственные материалы

    Материалы, используемые для производства кремниевых термисторов, представляют собой композит из полимерных материалов, таких как полупроводниковый монокристаллический кремний, а также других проводящих частиц.

    Конфигурации

    • Чип SMD
    • Эпоксидная
    • Герметичный
    • Зонд в сборе

    Полимерные термисторы PPTC

    Полимерный термистор (PPTC) представляет собой термистор с положительным температурным коэффициентом, также известный как «сбрасываемый предохранитель », и он демонстрирует нелинейный эффект PTC. Поскольку они являются устройствами с термической активацией, любые колебания температуры окружающей среды будут влиять на работу термистора. В нормальных условиях эксплуатации полимерный PTC демонстрирует минимальное сопротивление по сравнению с остальной частью схемы и практически не влияет на характеристики схемы в целом.

    Однако, если система переходит в состояние отказа, PPTC реагирует переходом в состояние с высоким сопротивлением или состояние «отключение » . После устранения условий отказа PPTC сбрасывается, и схема возвращается в нормальное рабочее состояние. Посетите Википедию для получения дополнительной информации о сбрасываемых предохранителях и о том, как они работают.

    Приложения

    • Управление технологическим процессом и защита медицинского оборудования
    • Бытовая электроника
    • Автомобильная промышленность
    • Telcom

    Производственные материалы

    Непроводящие кристаллические органические материалы, смешанные с частицами сажи, используются для создания полимерных термисторов, благодаря чему они становятся проводящими.

    Что такое термистор NTC

    Термисторы - это термочувствительные элементы, изготовленные из спеченного полупроводникового материала, чтобы отображать большие изменения сопротивления пропорционально небольшим изменениям температуры.

    Это сопротивление можно измерить, используя небольшой измеряемый постоянный ток, или постоянный ток, пропускаемый через термистор, чтобы измерить возникающее падение напряжения.

    Эти твердотельные датчики температуры фактически действуют как электрические резисторы, чувствительные к температуре. Отсюда и название, которое представляет собой четкое сочетание слов термический и резисторный. Ametherm специализируется на термисторах с отрицательным температурным коэффициентом (NTC).

    Термисторы - невероятно точная категория датчиков температуры

    Как правило, термисторы состоят из спеченной керамики, состоящей из высокочувствительного материала с постоянно воспроизводимыми характеристиками сопротивления в зависимости от температуры.

    «Спрос на термисторы также увеличился в автомобильной промышленности, особенно в таких приложениях, как трансмиссия, безопасность и управление, а также транспортные средства, работающие на альтернативном топливе, в связи с изменением государственных стандартов и структур спроса со стороны конечных пользователей. Всего в автомобиле используется 30 термисторов, включая 20 датчиков с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) и 5 ​​датчиков с положительным температурным коэффициентом (PTC). Термисторы в настоящее время являются стабильно растущим рынком, и ожидается, что эта тенденция сохранится и в ближайшие годы.”Датчики Онлайн

    Термисторы

    NTC - это нелинейные резисторы, характеристики сопротивления которых меняются в зависимости от температуры. Сопротивление NTC будет уменьшаться с увеличением температуры. Способ уменьшения сопротивления связан с постоянной величиной, известной в электронной промышленности как бета или ß. Бета измеряется в ° K.

    Термисторные зонды NTC

    Типичные области применения:

    • Измерение температуры
    • Температурная компенсация
    • Контроль температуры

    Вы можете легко рассчитать сопротивление термисторов NTC при заданной температуре, используя бета-коэффициент, но есть еще более точный способ сделать это, используя уравнение Стейнхарта и Харта.Термисторы NTC также являются отличной альтернативой полупроводниковым схемам для решения проблем, связанных с температурой. Их легко использовать для расчета температурного коэффициента. Мы предоставим вам рекомендации по использованию термисторов NTC для достижения максимально точных измерений.

    Спросите инженера

    «Термисторы - недорогие, легко доступные датчики температуры. Они просты в использовании и легко адаптируются. Цепи с термисторами могут иметь разумное выходное напряжение, а не милливольтные выходы термопар.Благодаря этим качествам термисторы широко используются для простых измерений температуры. Они не используются при высоких температурах, но широко используются в тех диапазонах температур, в которых они работают ». Бакнеллский университет

    Некоторые основные термины могут быть полезны для понимания термисторов и их потенциального использования. Во-первых, стандартная эталонная температура обычно составляет 25 ° C или температура корпуса термистора при предполагаемом сопротивлении нулевой мощности. Это сопротивление при нулевой мощности представляет собой значение сопротивления термистора постоянному току при измерении при определенной температуре с достаточно низким рассеиванием мощности термистором для любого дальнейшего снижения мощности, приводящего к не более чем 1/10 определенного допуска измерения или изменение сопротивления на ноль целых один процент.

    Коэффициент сопротивления - это характеристика, которая определяет отношение сопротивления термистора при нулевой мощности при 125 ° к сопротивлению при 25 ° C. Максимальная рабочая температура - это самая высокая температура тела, при которой термистор будет работать с приемлемой стабильностью в течение длительного периода времени.

    Эта температура не должна превышать максимальное указанное значение. Точно так же максимальная номинальная мощность термисторов - это максимальная мощность, при которой термистор будет работать в течение определенного периода времени, сохраняя стабильность.

    Термисторы NTC Ametherm:

    • Доступен во множестве дизайнов, чтобы соответствовать практически любому желаемому применению
    • Создано с использованием материалов высочайшей чистоты для надежных результатов, на которые можно положиться
    • Настраиваемый, чтобы полностью удовлетворить ваши потребности

    Сравнение термисторов PTC

    и термисторов NTC для пускового тока

    Термисторы

    PTC и NTC могут обеспечивать защиту от пускового тока в различном оборудовании, механизмах и системах.Пусковой ток влияет на широкий спектр продуктов, от трансформаторов до двигателей и электроники от источников питания до инверторов.

    Пусковой ток дополнительно усложняется системами, которые быстро включаются и выключаются, например, сварочным оборудованием и системами HVAC. Этот пост даст вам краткий обзор темы. Для получения дополнительной информации вы можете прочитать полную статью здесь.

    Неконтролируемый бросок тока может повредить диодный мост и промежуточный конденсатор, нарушив преобразование переменного тока в постоянный.Это может привести к отказу системы.

    Что такое пусковой ток?

    Пусковой ток - это скачок тока при включении приложения. Он создается различными электрическими эффектами. Для включения источников питания требуется зарядка конденсаторов. Включение трансформатора создает пусковой ток во время его первоначального намагничивания.

    Зачем нужно управлять пусковым током?

    Пусковой ток может снизить эффективный срок службы оборудования и повредить систему.К счастью, термисторы ограничения NTC и PTC могут правильно справиться с этим. Из-за этого скачка тока могут возникать электрические и механические напряжения, которые могут сократить срок службы оборудования.

    Что такое термистор-ограничитель на основе NTC?

    NTC обозначает отрицательный температурный коэффициент . Термистор NTC обеспечивает переменное сопротивление в зависимости от температуры. При повышении температуры сопротивление падает с высокого до низкого и позволяет току проходить.Когда он используется для уменьшения пускового тока, он обеспечивает дополнительное последовательное сопротивление при включении. Поскольку термистор самонагревается при протекании тока, сопротивление падает до незначительной величины в установившемся режиме, обеспечивая нормальный ток.

    Термисторы

    NTC являются наиболее часто используемыми термисторами. Они подходят для широкого спектра применений, включая автомобильную, военную, промышленную промышленность и контроль выбросов. Различные предметы в вашем доме содержат термисторы NTC, включая вашу духовку, кондиционер и пожарный извещатель.

    Для термистора NTC при повышении температуры сопротивление уменьшается. Для термистора PTC с увеличением температуры увеличивается сопротивление.

    Что такое термистор-ограничитель на основе PTC?

    PTC означает положительный температурный коэффициент . Термистор PTC также обеспечивает переменное сопротивление в зависимости от температуры. При повышении температуры сопротивление увеличивается с низкого до высокого и блокирует перегрузку по току. В определенных сценариях требуется термистор PTC вместо термистора NTC.К ним относятся оборудование с почти нулевым временем сброса, экстремальные температурные условия и системы, в которых часто возникают короткие замыкания.

    Артикул:

    Специальные термисторы, ограничивающие пусковой ток

    Как остановить пусковой ток

    Что такое термистор - Инженерные проекты

    Привет, друзья, надеюсь, у вас все отлично.В сегодняшнем руководстве мы обсудим , что такое термистор. Термистор - это полупроводниковый модуль измерения температуры, значение сопротивления которого больше, чем у проводящих веществ, и меньше, чем у изоляторов. Материалы, из которых изготовлен термистор, определяют значение сопротивления и температуру термистора. Производители термистора точно определяют соотношение между температурой и сопротивлением, потому что это очень важный фактор для пользователей термистора.Оксиды металлов используются для создания термисторов. При их изготовлении соотношение сопротивления и температуры определяется точно, потому что это важный фактор, определяющий функцию термистора. В сегодняшнем посте мы рассмотрим рабочие, производственные и другие связанные параметры. Итак, давайте начнем с What is Thermistor.

    Что такое термистор

    • Термистор - это резистор, значение сопротивления которого изменяется с изменением температуры.
    • Слово термистор представляет собой комбинацию двух слов: первое - термический, что означает тепло, а второе - сопротивление.
    • В электрических цепях термисторы используются для остановки пускового тока в цепях, так как они также являются датчиками с изменением сопротивления, которое они указывают относительно тока.
    • Есть 2 основные категории термисторов, первая - это NTC (отрицательный температурный коэффициент), а вторая - PTC (положительный температурный коэффициент).
    • Термистор с отрицательным температурным коэффициентом - это такой резистор, значение сопротивления которого падает с увеличением температуры.
    • Термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) в основном используются для расчета сопротивления и ограничения тока в различных схемах.
    • Положительные температурные коэффициенты - это такие термисторы, значение сопротивления которых увеличивается с увеличением температуры.
    • PTC используется в схемах для защиты от перегрузки по току в схемах.
    • Эти резисторы изготавливаются путем измельчения оксидов различных металлов с использованием различных методов их создания.
    • Основное различие между RTD (резистивным датчиком температуры) и термистором состоит в том, что RTD изготавливается из разных металлов, а термисторы - из керамических материалов.

    Работа термистора

    • Сопротивление термистора изменяется в зависимости от температуры. Для расчета сопротивления термистора можно использовать омметр.
    • Если мы сможем найти точное изменение сопротивления термистора с изменением температуры, мы сможем легко найти значение температуры по значению сопротивления.
    • Материал, из которого изготовлен термистор, определяет, насколько изменится сопротивление.
    • Если мы нарисуем графическое представление между сопротивлением и температурой, то мы получим нелинейную кривую. Это показано на приведенном рисунке.

    Конструкция термистора

    • Для производства термистора в виде порошка из двух или более смесей оксидов металлов с образованием пастообразных структур.
    • Затем различные провода вставляются в эту пасту из оксидов металлов для соединения цепи, после чего эта композиция помещается в печь для удаления воды и придания ей твердости.
    • После высыхания твердое вещество пасты, полученное в печи, будет покрыто стеклянным покрытием для защиты от влаги.
    • На рынке доступно множество типов, конфигураций и размеров термисторов.
    • Термисторы меньшего размера имеют диаметр 0.От 15 до 1,5 мм и по форме похожи на зерна.
    • Эти резисторы также доступны в кольцевом исполнении, образующемся во время формования термистора диаметром от трех до двадцати пяти мм.
    • Значения сопротивления, которые используются в термисторе, составляют 1 кОм, 2 кОм, 10 кОм и т. Д.

    Типы термисторов

    • Существуют два основных типа термисторов, первый из которых - это термисторы. NTC (отрицательный температурный коэффициент), а второй - PTC (положительный температурный коэффициент).
    • Давайте обсудим их поподробнее.
    Термисторы NTC
    • Этот вид термисторов создается путем прессования диска, изготовленного из различных полупроводников.
    • Когда температура этих термисторов увеличивается, энергия электронов материала также увеличивается, тогда они начинают течь в структуре термистора.
    • Ток, вызванный движением этих электронов, можно описать заданной формулой.-19.
  • Ток, возникающий при движении электронов, можно определить с помощью амперметра.

Термистор PTC

  • В этих термисторах приращение значения температуры также увеличивает сопротивление, а уменьшение температуры уменьшает сопротивление.
  • Как термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) обычно используются, но PTC используется для специальных схем, например, для обеспечения защиты. Так же работает замена предохранителей.
  • Диапазон рабочих температур для этого термистора составляет шестьдесят по Цельсию и один двадцать градусов по Цельсию.
  • В особых случаях его рабочая температура может составлять от нуля до двухсот градусов по Цельсию.

Сравнение термистора и термопары

  • Теперь мы подробно опишем различия между термистором и термопарой.
Термисторы:
  • Диапазон измерения температуры термистора составляет от пятидесяти пяти градусов Цельсия до плюс один пятьдесят пять градусов Цельсия.
  • Используется для измерения температуры.
  • Термистор показывает нелинейное поведение сопротивления и температуры.
  • В случае NTC (отрицательный температурный коэффициент) приращение температуры уменьшает сопротивление.
  • Он очень легко монтируется в схемах, нет необходимости в специальной модификации термистора.
Термопары
  • Рабочий диапазон термопары составляет от минус двухсот до минус три пятьдесят для категории «T», температура категории «J» составляет от девяноста пяти до семи шестидесяти по Цельсию, категория «k» имеет температуру диапазон от девяноста пяти до двенадцати шестидесяти по Цельсию.
  • Его точность выше.
  • Его принцип работы заключается в том, что он находит значения разницы на своих выводах, а затем определяет температуру, используя эти напряжения.

Области применения термистора

  • Это некоторые области применения термисторов.
    • Термистор, используемый для расчета сигналов с более высокой частотой энергии.
    • Теплопроводность различных веществ определяется термистором.
    • Также используется для расчета состава различных газов.
    • Давление жидкостей можно рассчитать с помощью термисторов.
Это подробная статья о термисторе, если у вас есть какие-либо вопросы, задавайте комментарии. Спасибо за прочтение. Будьте осторожны до следующего урока.

Что такое термистор? - Определение, типы, конструкция, характеристики и преимущества

Определение: Термистор представляет собой разновидность резистора , удельное сопротивление которого зависит от окружающей температуры .Это термочувствительное устройство . Слово термистор происходит от слова therm ally sensitive res istor . Термистор изготовлен из полупроводникового материала , что означает, что их сопротивление находится между проводником и изолятором .

Вариант в сопротивлении термистора показывает, что в термисторе происходит либо проводимость , либо рассеяние мощности .Принципиальная схема термистора использует прямоугольный блок с диагональной линией.

Типы термисторов

Термистор подразделяется на типы. Это отрицательный температурный коэффициент и термистор с положительным температурным коэффициентом.

  1. Термистор с отрицательным температурным коэффициентом - В термисторе этого типа температура увеличивается с уменьшением сопротивления. Сопротивление термистора с отрицательным температурным коэффициентом очень велико, благодаря чему он обнаруживает небольшие изменения температуры.
  2. Термистор с положительным температурным коэффициентом - Сопротивление термистора увеличивается с повышением температуры.

Конструкция термистора

Термистор изготовлен из спеченной смеси оксидов металлов, таких как марганец, кобальт, никель, кобальт, медь, железо, уран и т. Д. Он доступен в форме шарика, стержня и диска. На рисунке ниже показаны различные типы термистора.

Бусина термистора имеет наименьшую форму, и она заключена внутри твердого стеклянного стержня для формирования зондов.

Форма диска изготавливается прессованием материала под высоким давлением диаметром от 2,5 мм до 25 мм.

Температурная характеристика сопротивления термистора

Отношение между абсолютной температурой и сопротивлением термистора математически выражается уравнением, показанным ниже.

Где R T1 - Сопротивление термистора при абсолютной температуре T 1 в Кельвинах.
R T2 - Сопротивление термистора при абсолютной температуре T 2 в Кельвинах.
Β - температура в зависимости от материала термистора.

Температурный коэффициент сопротивления термистора показан на рисунке ниже. График ниже показывает, что термистор имеет отрицательный температурный коэффициент, то есть температура обратно пропорциональна сопротивлению. Сопротивление термистора изменяется от 10 5 до 10 -2 при температуре от -100 ° C до 400 ° C.

Преимущества термистора

Ниже приведены преимущества термистора.

  1. Термистор компактный, долговечный и менее дорогой.
  2. Правильно состаренный термистор имеет хорошую стабильность.
  3. Время срабатывания термистора изменяется с секунд до минут. Их время отклика зависит от обнаруживаемой массы и теплоемкости термистора.
  4. Верхний предел температуры термистора зависит от физических свойств материала, а нижний предел температуры зависит от сопротивления, достигающего большого значения.
  5. Самонагревание термистора предотвращается за счет минимизации тока, проходящего через него.
  6. Термистор устанавливается на расстоянии измерительной цепи. Таким образом, при считывании нет ошибки, вызванной сопротивлением провода.

Термистор имеет больше преимуществ по сравнению с обычными термопарами и термометрами сопротивления. Наряду с измерением температуры термистор также используется в различных других приложениях.

Термистор

- Wiki

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:

  • С термисторами 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 с повышением 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] С значительно улучшенными формулами и методами за последние 20 лет [ когда? ] , термисторы NTC теперь могут достигать точности в широком диапазоне температур, например ± 0,1 ° C или ± 0,2 ° C от 0 ° C до 70 ° C, с превосходной долгосрочной стабильностью. 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; ТС полезны в более широких диапазонах температур, тогда как термисторы обычно обеспечивают большую точность в ограниченном диапазоне температур, обычно от -90 ° C до 130 ° C. [3]

Базовая операция

Если предположить, в качестве приближения первого порядка, что зависимость между сопротивлением и температурой является линейной, 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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *