5.5. Термисторы

Хермистор — это полупроводниковое термочувствительное сопротивление. При повышении температуры сопротивление тер-мистора резко уменьшается, а следовательно, увеличивается его электропроводность. Устройство некоторых термисторов приведено на рис. 96. Различают стержневые формы термисторов (рис. 96, а, б), сферические / и дисковые 2 (рис. 96, в).

Основное достоинство термисторов — большой температурный коэффициент сопротивления, равный 3-4% на градус (у платины и меди около 0,4% на градус). Малые габариты термисторов обеспечивают их небольшую тепловую инерционность, что важно при измерении сравнительно быстро меняющихся температур.

Термисторы могут быть изготовлены очень небольших размеров для измерения температур в миниатюрных приборах и в малодоступных местах. Обычное сопротивление термисторов, применяемых для измерения температур, составляет от 1 до 5 кОм. При таком значительном сопротивлении результаты измерений не зависят от длины соединительных проводов.

Температурный диапазон применения термисторов составляет от -50 до +180 °С. Выпускают термисторы, работающие и до 450 «С. Измерительные схемы с использованием термисторов принципиально Не отличаются от схем с проволочными термометрами сопротивления. Следует учитывать только, что сопротивление термисторов с ростом температуры падает не линейно, а экспоненциально.

Основным параметром термистора является его вольтамперная характеристика (рис. 96, г). У небольших термисторов, имеющих малую тепловую инерцию, кривая U = f(I) имеет хорошо выраженный максимум, за которым следует падение напряжения с увеличением силы тока. При повышении температуры сопротивление термистора падает, а ток, проходящий через него, растет, что приводит к увеличению выделения энергии в Форме теплоты в самом термисторе. При некоторой температуре ток в измерительной схеме может возрасти настолько, что теплота, выделяемая в термисторе, не будет успевать отводиться,

Рис. 96. Устройство термисторов (о, 6, в) и их вольтамперная характеристика (г): а, б: 1 — вещество, обладающее электрическим сопротивлением; 2 — колпачки; 3 — защитный металлический чехол; 4 — стеклянный изолятор

а это приведет к дальнейшему разогреву и возрастанию тока, а следовательно, и увеличению погрешностей в измерении температуры.

Поэтому каждый термистор имеет верхний температурный предел применимости. Для выбора рабочего режима тер-мистора снимают его вольтамперную характеристику. В соответствии с полученной характеристикой подбирают параметры измерительной схемы, которые отвечают левому участку кривой до точки максимума. При замене термистора прибор снова калибруют.

Другим недостатком термисторов является систематическое изменение сопротивления со временем и связанная с этим невысокая воспроизводимость показаний. При 100 «С показания термисторов воспроизводятся в интервале ±0,01 °С. Наибольшей стабильностью показаний термисторы обладают в интервал температур от -60 до +100 °С. Когда термистор помешают герметичный защитный чехол, стабильность их показаний возрастает, но при этом увеличивается их инерционность.

При длительном пользовании термистором измеряемая температура с точностью до 1 °С может воспроизводиться лишь при условии периодически повторяемой калибровки.

В качестве полупроводниковых датчиков температуры могут быть использованы также полупроводниковые диоды и транзисторы- При постоянном значении тока, протекающего в прямом управлении через переход транзистора, изменение напряжения на переходе практически линейно меняется с температурой.

Датчиками могут быть как германиевые, так и кремниевые транзисторы.

 

К оглавлению

Прогнозирование сопротивления термистора | joyta.ru

Главная » Измерение и контроль » Прогнозирование сопротивления термистора

Сопротивление термистора в виде маленькой бусины обратно пропорционально его температуре. Другими словами, при повышении температуры сопротивление термистора падает, а при понижении температуры сопротивление растет.

Следовательно — фактическое сопротивление термистора будет совпадать с его номинальным значением только при одной конкретной температуре — обычно это 25°C (77°F).

Чтобы рассчитать сопротивление термистора при других температурах вам нужны два показателя. Одним из них является точно измеренное сопротивление при известной температуре, а второй показатель — это значение константы, называемое Бета. Эта константа определяет взаимосвязь между изменениями температуры и сопротивления.

К сожалению, вы не можете полагаться на цветовую маркировку сопротивления. Существуют производственные допуски которые означают, что номинальное значение термистора может отличаться до ± 20 % от фактического.

И хотя Бета описывается как константа, ее значение на самом деле варьируется от одной партии термисторов к другой. Вы можете найти опубликованные значения Бета. Но это только типовые, а не фактические значения. И они справедливы только для ограниченной части температурной шкалы, обычно от 25°C (77°F) до 85°C (185°F).

Поскольку номинальное значение термистора и Бета оба недостоверны, результат любых расчетов также будет недостоверным. Другими словами, использование опубликованных данных для прогнозирования значения вашего термистора — пустая трата времени.

Что вам действительно нужно, так это надежные данные, полученные непосредственно от вашего конкретного термистора. То есть, необходимо произвести два точных измерения сопротивления при двух разных температурах.

Затем внести эти данные в электронную таблицу Excel, чтобы спрогнозировать сопротивление вашего термистора при разных температурах (файл Excel можно скачать в конце статьи).

Прогноз будет максимально точным около и между двумя выбранными вами температурами в пределах ± 1%. Однако результаты будут такими же хорошими, как и качество ваших входных данных.

Вам понадобятся два значения сопротивления, полученные при двух разных температурах. В таблице сделаны два измерения при 16°C и 40°C, но вы можете выбрать свои собственные две температуры.

Прогнозы будут наиболее точными между двумя выбранными вами температурами и около них. Поэтому выбирайте две температуры, которые охватывают область шкалы, используемую в вашем проекте. Далее введите показания температуры и соответствующие значения сопротивления в первые четыре поля строки №2. Электронная таблица сделает все остальное.

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров. ..

Подробнее

Точные показания

Точность прогнозов напрямую зависит от точности входных данных. Точность вводимых данных зависит от точности вашего мультиметра и термометра.

Большинство мультиметров создают иллюзию точности. Числа на дисплее на самом деле не более чем цифровая оценка аналогового входа. И наряду с присущим допуском — последняя цифра ненадежна. Чтобы получить ее, мультиметр, скорее всего, округлит в большую или меньшую сторону. Например, значение 4,65 кОм может быть где-то между 4645 и 4655 Ом.

Показания будут наиболее точными при стабильной температуре окружающей среды. Поместите термистор и термометр в водонепроницаемый пластиковый пакет. И погрузите полиэтиленовый пакет в воду. Оставьте воду до тех пор, пока она не достигнет температуры окружающей среды. То есть, до тех пор, пока показания мультиметра не перестанут меняться. Затем запишете показания.

Для получения второго показания можно использовать другую область с другой температурой окружающей среды. Если вы не можете найти подходящую область, температура тела может стать надежной альтернативой.

Формулы, используемые в электронной таблице

 

Скачать файл Excel (4,2 KiB, скачано: 96)

Блок питания 0…30В/3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

Подробнее

Categories Измерение и контроль Tags термистор

Отправить сообщение об ошибке.

термодинамика. Термисторы и их сопротивление

спросил 4 года, 1 месяц назад

Изменено 4 года, 1 месяц назад

Просмотрено 476 раз

$\begingroup$

Я сдаю GCSE по физике, и мне трудно понять, как сопротивление и температура связаны друг с другом. Меня учили, что чем выше температура компонента, тем больше КЕ его ионов, чем больше заряд, разрушающий колебания ионов, тем больше сопротивление.

Но я также узнал, что сопротивление термистора уменьшается при повышении температуры. до сих пор я знаю только, что это происходит потому, что электроны с валентного уровня перемещаются в зону проводимости, когда энергия подается на термистор, обеспечивая лучшую проводимость заряда.

Как оба объяснения не противоречат друг другу?

• термодинамика
• энергия
• электричество
• электрическое сопротивление

$\endgroup$

$\begingroup$

В металле плотность подвижных носителей заряда (электронов) приблизительно постоянна и мало зависит от температуры.
При повышении температуры взаимодействия между ионами решетки и электронами больше нарушают прохождение подвижных носителей заряда (электрический ток).
Сопротивление металла увеличивается с повышением температуры.

Для типа термистора (n-й — отрицательный температурный коэффициент), который вы упомянули в своем вопросе, повышение температуры приводит к увеличению плотности подвижных носителей заряда, т. е. создаются подвижные носители заряда.

Увеличение плотности подвижных носителей заряда оказывает большее влияние на сопротивление термистора, чем срыв из-за теплового возбуждения решетки.
Это приводит к уменьшению сопротивления n-го термистора при повышении температуры.

$\endgroup$

2

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

Почему разность потенциалов на термисторе уменьшается при повышении температуры цепи?

спросил 6 лет, 3 месяца назад

Изменено 4 года, 1 месяц назад

Просмотрено 7к раз

$\begingroup$

Почему разность потенциалов термистора уменьшается при повышении температуры цепи? Насколько я понимаю, при повышении температуры свободных электронов больше ($n$), поэтому, согласно $I=navq$, ток увеличивается с увеличением $n$. Но почему разность потенциалов уменьшается; если $V=IR$, то pd тоже не должно увеличиваться?

• электрические цепи
• температура
• электрический ток
• электрическое сопротивление
• электроника

$\endgroup$

$\begingroup$

Вы путаете причину и следствие. Ток является функцией приложенного напряжения или наоборот. Неправильно говорить, что термистор изменяет напряжение или ток в зависимости от температуры. Это зависит от цепи, к которой он подключен.

Внешним свойством термисторов, которое изменяется в зависимости от температуры, является сопротивление. R увеличивается или уменьшается с повышением температуры, в зависимости от типа вашего термистора. Большинство вещей, называемых просто «термисторами», демонстрируют снижение сопротивления при повышении температуры. Есть также такие вещи, как термисторы PTC (положительный температурный коэффициент), которые демонстрируют противоположный эффект.

Как вы сказали, V = IR. Если R падает, V будет падать при том же I. И наоборот, если V остается постоянным, I растет. Оба могут быть законными способами запуска термистора. Вероятно, наиболее распространенным способом является последовательное подключение термистора с фиксированным напряжением и фиксированным сопротивлением. В этом случае и I, и V падают, когда R падает.