Термистор: принцип работы

Термисторы являются разновидностью терморезисторов и относятся к категории приборов на основе полупроводников. Данные устройства получили широкое применение в электротехнике. Они изготавливаются из специальных полупроводниковых материалов с высоким отрицательным температурным коэффициентом. Во многих приборах используется термистор принцип работы которого основан на зависимости электрического сопротивления от температуры. Качество любого прибора, прежде всего, зависит от физических свойств полупроводника, а также от форм и размеров самого терморезистора.

Термисторы: устройство и принцип работы

Термистор представляет собой терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Эти устройства изготавливаются в виде полупроводниковых стержней и покрываются защитным слоем эмалевой краски.

Соединение с другими деталями осуществляется с помощью контактных колпачков и выводов, для которых подходит только сухая среда. Для размещения некоторых моделей термисторов используется металлический герметичный корпус. В этом случае они становятся устойчивыми к любым агрессивным воздействиям и могут эксплуатироваться даже при высокой влажности в помещении.

Для того чтобы конструкция устройства была герметичной, применяется стекло и олово. Рабочие качества термисторов улучшаются, когда для оборачивания стержней применяется металлическая фольга. Токоотводы изготавливаются из никелевой проволоки. Номинальные значения сопротивления в различных устройствах находятся в пределах 1-200 кОм, а диапазон температур составляет от -100 до +1290С.

Работа термисторов основана на свойствах отдельных видов проводников, изменять показатели сопротивления под действием различных температур. Основными проводниками, используемыми в этих приборах, является медь и платина в чистом виде. Следует отметить, что значение отрицательного температурного коэффициента термисторов значительно превышает такие же параметры, свойственные обычным металлам.

Применение термисторов

Терморезисторы применяемые в качестве датчиков, могут работать в двух режимах. В первом случае температурный режим зависит лишь от температуры окружающей среды. Значение тока, проходящего через термистор, очень мало и нагревания устройства практически не происходит. Второй режим предполагает нагревание термистора электрическим током, проходящим внутри него. В данном случае значение температуры будет зависеть от различных изменяющихся условий тепловой отдачи. Это может быть плотность газовой среды, окружающей прибор, интенсивность обдува и другие факторы.

Каждый термистор, принцип работы которого основан на снижении сопротивления при повышении температуры, используется в определенных сферах электротехники. Они применяются для измерения и компенсации температуры, в крупных бытовых электроприборах — холодильниках и морозильных камерах, посудомоечных машинах и другой технике. Эти устройства нашли широкое применение в автомобильной электронике. С их помощью измеряется температура охлаждающей жидкости или масла, а также температурные показатели других элементов автомобиля.

что это такое, применение и принцип работы

Содержание:

Термистор — что это такое, применение и принцип работы

Термистор — это полупроводниковый элемент, который реагирует на изменения температуры. Основной характеристикой термистора является сопротивление, которое уменьшается или увеличивается за счет рабочей температуры.

Многие путают термистор с позистором, думая, что это одно и то же. Однако это не так, поскольку термисторы и позисторы предназначены для разных целей.

Основным предназначением термисторов является ограничения тока. Термистор служит в роли защитного устройства, которое защищает электроприбор от перегрева и перегрузок.

О том, что такое термистор вы и сможете узнать в данной статье сайта САМ Электрик ИНФО https://samelektrikinfo. ru/.

Что такое термистор и зачем он нужен

Итак, мы уже знаем, что термистор это полупроводник, который реагирует на изменение температуры. В отличие от позистора, сопротивление термистора при повышении температуры не увеличивается, а уменьшается.

На сегодняшнее время различается несколько видов терморезисторов — с отрицательными и положительными температурами. Терморезисторы с положительной температурой, это позисторы.

Они обозначаются как PTC (Positive Temperature Coefficient). И с отрицательной температурой, так называемые термисторы, о которых и идёт речь в данной статье. Они обозначаются как NTC (Negative Temperature Coefficient).

Понятно, что сопротивление термисторов и позисторов зависит от температурного режима. Термисторы реагируют на повышение температурного режима, а позисторы, наоборот, на его понижение. Таким образом, эти полупроводниковые элементы можно гибко использовать для ограничения работы, различных устройств и деталей.

Где применяются термисторы

Термисторы применяются в устройствах, которым важно поддерживать правильный температурный режим. Данные элементы служат в качестве защиты от перегрева и перегрузок в различных электротехнических устройствах. Этим они помогают предотвратить преждевременный их выход из строя.

На сегодняшний день термисторы применяются:

• В электротехнике;
• В компьютерной технике;
• В приборах высокой точности.

Хоть один термистор, но находится на компьютерной плате или внутри сетевого шуруповёрта. Это незаменимый элемент, который поможет уберечь от перегрева инструмент и значительно продлить срок его службы.

Многие задаются вопросом о том, а можно ли чем-то заменить термистор. Заменить термистор не получится, так как он имеет свои определенные характеристики и принцип работы. При измерении температуры изменяется и сопротивление термистора.

Условное обозначение термисторов на схеме

На принципиальных схемах терморезисторы, неважно, термистор это или позистор, обозначается, как обычный резистор с добавлением буквы «t». На фото ниже можно посмотреть, какое имеет условное обозначение термистор на схемах.

Как становится понятно, буква «t» указывает на температуру. Основные характеристики термисторов как раз и связаны с интервалом рабочих температур, номинальным сопротивлением при температуре 25 градусов и максимальным током.

Следует знать, что у термисторов отсутствует полярность. Поэтому их можно использовать в цепях переменного тока. Часто именно термисторы выходят из строя на плате, поэтому поиск неисправностей лучше всего начинать с проверки термистора мультиметром.

---

---

Поделиться с друзьями

Термистор

: конструкция, принцип работы, типы и применение | Датчики и преобразователи

Термистор или просто Therm ally Sensitive Res istor

— это датчик температуры, работающий по принципу изменения сопротивления в зависимости от температуры. Они изготовлены из полупроводниковых материалов. Условное обозначение термистора показано на рисунке.

Конструкция термистора

Термистор изготовлен из оксидов металлов, таких как никель, марганец, кобальт, медь, уран и т. д. Доступны различные формы и размеры. Обычно для конфигураций используются дисковые, бусинчатые и стержневые.

Термистор дискового и стержневого типа используется, когда требуется большее рассеивание мощности. Термистор стержневого типа обладает высокой допустимой мощностью.

Наименьшим термистором в этих конфигурациях является термистор шарикового типа. его диаметр составляет всего 0,15 мм. Измерительный элемент обычно заключен в стеклянный зонд. Он обычно используется для измерения температуры жидкостей.

Принцип работы термисторов

Термистор работает по простому принципу изменения сопротивления из-за изменения температуры. При изменении температуры окружающей среды термистор начинает самонагреваться. значение его сопротивления изменяется в зависимости от этого изменения температуры. Это изменение зависит от типа используемого термистора. Температурные характеристики сопротивления различных типов термисторов приведены в следующем разделе.

Типы термисторов

Доступны два основных типа термисторов: NTC и PTC.

Термистор NTC

NTC означает отрицательный температурный коэффициент. Это керамические полупроводники с высоким отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Сопротивление NTC будет уменьшаться с повышением температуры нелинейным образом.

Обозначения цепей термисторов NTC и PTC показаны на следующем рисунке.

Термистор PTC

Термисторы PTC представляют собой резисторы с положительным температурным коэффициентом и изготовлены из поликристаллических керамических материалов. Сопротивление PTC будет увеличиваться с повышением температуры нелинейным образом. Термистор PTC показывает лишь небольшое изменение сопротивления в зависимости от температуры, пока не будет достигнута точка переключения (T _R ).

Характеристики термостойкости NTC и PTC показаны на следующем рисунке.

Преимущества термисторов

• Дешевле.
• Более чувствительный, чем другие датчики.
• Быстрый отклик.
• Маленький размер.

Недостатки термисторов

• Ограниченный температурный диапазон.
• Соотношение сопротивления и температуры нелинейно.
• Возможно получение неточных измерений из-за эффекта самонагрева.
• Хрупкий.

Применение термисторов

Применение термистора NTC

• Цифровые термостаты.
• Термометры.
• Датчики температуры аккумуляторной батареи.
• Устройства с ограниченными на рубашкам

Термисторный приложение PTC

• Защита от переоборудования
• . и Недостатки термисторов

Принцип работы термисторов, типы и применение

Измерение температуры считается наиболее важной частью любого электронного приложения. В бытовых приборах или в промышленных условиях необходимо измерение температуры для установки определенных пределов для работы. Для этой цели существуют различные датчики, некоторые из них, которые часто предпочитают, — это термопары, полупроводниковые датчики, датчики температуры сопротивления, широко известные как RTD и термисторы.

В ходе экспериментов с поведением полупроводникового материала, называемого сульфидом серебра, найден первый термистор на основе отрицательного температурного коэффициента. Это стало возможным благодаря некоему Майклу Фарадею в 1833 году. Он задокументировал свое наблюдение, что по мере уменьшения сопротивления компонента сульфида серебра температура имеет тенденцию к повышению. Из-за возникающих трудностей при производстве применение было ограничено. В 19 году30 лет Сэмюэл Рубен изобрел коммерческий термистор.

Что такое термистор?

Тип резистора, значение сопротивления которого чувствительно к изменению температуры, известен как термистор. Это пассивный компонент в цепи. Материал, используемый в конструкции этого отличается от RTD. Термисторы изготавливаются с использованием керамики или полимеров.

Температура, измеренная этим термистором, дает точные значения. Они имеют дешевую и прочную природу. Но это не очень хорошо, когда мы подключаем его в экстремальных холодных и жарких условиях. Когда возникает потребность в поддержании определенных термисторов ограниченного диапазона, предпочтительными являются термисторы. В случае большого диапазона температур используются РДТ, поскольку они состоят из чистых металлов.

Символ термистора:

Символ термистора

Принцип работы термистора

Функционирование термистора описывается как

• Принцип, которому подчиняется термистор, заключается в зависимости его значений сопротивления от изменения температуры.
• Значение сопротивления можно измерить с помощью омметра. Они соединены последовательно с батареей и счетчиком.
• Изменение сопротивления зависит от материала, выбранного для изготовления термистора.
• Термисторы считаются особой разновидностью резисторов. Как правило, резистор известен тем, что ограничивает величину тока в цепи.
• Но в этих терморезисторах изменение сопротивления зависит от изменения температуры.
• Если температура имеет тенденцию к повышению, сопротивление в цепи уменьшается в этих специальных вариантах резисторов. Определяется по температурному коэффициенту.

Типы термисторов

Чтобы понять типы термисторов, необходимо проанализировать уравнение, которое показывает линейную зависимость между температурой и сопротивлением.

dR= k.dT

dR= изменение значения сопротивления

k=температурный коэффициент первого порядка

dT= изменение температуры

Это уравнение известно как аппроксимация типа дифференцирования первого порядка . Анализ изменения температуры основан на коэффициенте.

Если температурный коэффициент положительный. Тогда повышение температуры увеличивает значение сопротивления. Следовательно, этот тип термистора называется типом с положительным температурным коэффициентом.

Если температурный коэффициент отрицательный. Тогда повышение температуры приводит к уменьшению сопротивления. Этот тип термистора известен как тип с отрицательным температурным коэффициентом.

Положительный температурный коэффициент (PTC)

Термисторы с положительным температурным коэффициентом подразделяются на два типа. Первая классификация известна как силисторы. Силисторы состоят из кремния и имеют линейную температурную характеристику. Другой тип классификации — это тип переключения термисторов PTC. Этот термистор изначально ведет себя как NTC, сопротивление которого уменьшается с повышением температуры, но после пересечения определенной температуры сопротивление увеличивается с повышением температуры.

 

PTC-термистор

Эта точка перехода устройства известна как температура Кюри. Как только эта точка пересечена, устройство ведет себя с положительным температурным коэффициентом.

Отрицательный температурный коэффициент (NTC)

Поскольку значение коэффициента k отрицательное, температура и сопротивление становятся обратно пропорциональными друг другу. Повышение температуры приводит к уменьшению сопротивления и наоборот. Этот тип термистора является наиболее предпочтительным. Потому что они могут быть реализованы практически в любом типе устройства, где температура играет важную роль.

NTC-термистор

Он способен выдавать точные значения температуры, а также достаточно хорошо обеспечивает контроль температуры. Они используются в качестве «резистивных датчиков температуры» и в «ограничителях тока». по сравнению с силисторами и RTD термисторы NTC очень чувствительны к изменениям температуры. Рабочий диапазон датчиков NTC составляет от -55 до 200 °C.

В конструкции этих термисторов NTC используются оксиды кремния, железа, никеля и кобальта. По способу производства они подразделяются на три группы.

Шариковые термисторы

Эти типы термисторов изготавливаются из проводников из платинового сплава и напрямую соединяются с керамическим корпусом.

• Быстрое время отклика
• Повышенная стабильность
• Способность работать при более высоких температурах

Вышеуказанные особенности наблюдаются у термисторов Bead по сравнению с термисторами Disk и Chip. Из-за своей хрупкости при использовании в цепях они запечатаны в стеклянный корпус. Таким образом, чтобы не пострадала устойчивость, а также была защищена от механических повреждений. Размер его составляет от 0,075 до 5 мм.

Дисковые и чип-термисторы

Изготавливаются с использованием контактов с металлическими поверхностями. Они больше, из-за чего отклик становится медленнее, чем у термисторов шарикового типа.

Мощность, рассеиваемая этим термистором, пропорциональна квадратному значению тока. Следовательно, пропускная способность этих конденсаторов по току лучше, чем у шариковых термисторов. Дисковые термисторы изготавливаются из смеси оксидов на круглой матрице. Процесс литья ленты используется при изготовлении термисторов на микросхемах. размер его от 0,25 до 25 мм.

Термисторы в стеклянной капсуле

Для использования термисторов с температурой выше 150 °C термисторы сконструированы путем их герметизации в герметичном стекле. Они более стабильны и защищены от изменений окружающей среды. Размер этих термисторов колеблется от 0,4 до 10 мм.

Характеристики термисторов

Характеристики термисторов изменяются в зависимости от того, относятся ли они к типу с положительным или отрицательным коэффициентом. В PTC температура и сопротивление находятся в прямой зависимости, тогда как в NTC они обратно пропорциональны друг другу.

характеристики термистора

Из приведенного выше рисунка видно, что характеристики термисторов нелинейны. Температуру термисторов можно изменять двумя способами. Во-первых, путем изменения температуры извне из-за изменения окружающей среды. Кроме того, концепция самонагрева может изменить внутреннюю температуру термистора.

Применение термистора

Применение термистора:

1. Компактные. Его можно использовать в качестве датчика температуры в цифровых термометрах.
2. В автомобильной промышленности для измерения температуры охлаждающей жидкости и масла в грузовых автомобилях и легковых автомобилях предпочтительны именно они.
3. В бытовых приборах используется термистор для увеличения или уменьшения количества необходимого тепла.
4. Для защиты цепей от эффекта перегрузки за счет увеличения значения сопротивления. Следовательно, термисторы рассматриваются как элементы защиты цепи.
5. В цепях моста Уитстона, аккумуляторных батарей, цепей электронных устройств используются термисторы.

Единственной целью этого является поддержание величины сопротивления в цепи. Таким образом, влияние температуры может быть компенсировано.

Заключение

Датчики, зависящие от температуры, известны как термисторы. Это чувствительные устройства, которые реагируют на небольшие изменения температуры. Требование поддерживать определенную температуру, в которой используются эти устройства. Эти термисторы используются для измерения, управления и охлаждения устройства Пельтье. Чтобы использовать его вместе с устройством, его монтируют на поверхность и контролируют температуру. После обсуждения можете ли вы описать, какова цель уравнения Штейна-Харта в термисторах?

Часто задаваемые вопросы

1. Для чего можно использовать термистор?

Термин «термистор» является производным от комбинации терминов «термический» и «резистор». Это ясно указывает, что единственная цель термисторов — справиться с теплом на основе сопротивления. Кроме того, они предпочтительнее в качестве устройств для измерения температуры.

Когда тепло в контуре увеличивается, контур нагревается. В такой ситуации для защиты цепей используются термисторы.

2. Что вызывает отказ термистора?

Возникновение условий разомкнутой цепи из-за механического разделения между выводом и резистором. Это приводит к неправильному обращению или повреждению из-за перегрева.