Термисторы и их применение | Referat.ru

Слово «термистор» понятно само по себе: ТЕРМический резИСТОР – устройство, сопротивление которого изменяется с температурой. Термисторы являются в значительной степени нелинейными приборами и зачастую имеют параметры с большим разбросом. Именно поэтому многие, даже опытные инженеры и разработчики схем испытывают неудобства при работе с этими приборами. Однако, познакомившись поближе с этими устройствами, можно видеть, что термисторы на самом деле являются вполне простыми устройствами. Вначале необходимо сказать, что не все устройства, изменяющие сопротивление с температурой, называются термисторами. Например, резистивные термометры, которые изготавливаются из маленьких катушек витой проволоки или из напыленных металлических плёнок. Хотя их параметры зависят от температуры, однако, они работают не так, как термисторы. Обычно термин «термистор» применяется по отношению к чувствительным к температуре полупроводниковым устройствам. Имеется два основных класса термисторов: с отрицательным ТКС (температурным коэффициентом сопротивления) и с положительным ТКС. Существуют два принципиально различных типа выпускаемых термисторов с положительным ТКС. Одни изготавливаются подобно термисторам с отрицательным ТКС, другие же делаются из кремния. Термисторы с положительным ТКС будут описаны кратко, а основное внимание будет уделено боле распространенным термисторам с отрицательным ТКС. Таким образом, если отсутствуют особые указания, то речь будет идти о термисторах с отрицательным ТКС. Термисторы с отрицательным ТКС являются высокочувствительными, нелинейными устройствами с узким диапазоном, сопротивление которых уменьшается при увеличении температуры. На рис.1 изображена кривая, показывающая изменение сопротивления в зависимости от температуры и представляющая собой типовую температурную зависимость сопротивления. Чувствительность – приблизительно 4-5 %/оС. Имеется большой диапазон номиналов сопротивлений, и изменение сопротивления может достигать многих ом и даже килоом на градус. R Ro To Рис.1 Термисторы с отрицательным ТКС очень чувствительны и в значительной Степени нелинейны.

Rо может быть

Генераторы псевдослучайных чисел и методы их тестирования

Эффективность корреляционной обработки одиночных сигналов

Юридические основы провайдерской деятельности

Явление перекрытия фаз. Выпрямители однофазной цепи переменного тока

Эффективность рекламы на примере предприятия Тойота Центр Нижний Новгород

Реферат — Термисторы и их применение

	Скачать реферат: Термисторы и их применение

Слово «термистор» понятно само по себе: ТЕРМический резИСТОР – устройство, сопротивление которого изменяется с температурой.

Термисторы являются в значительной степени нелинейными приборами и зачастую имеют параметры с большим разбросом. Именно поэтому многие, даже опытные инженеры и разработчики схем испытывают неудобства при работе с этими приборами. Однако, познакомившись поближе с этими устройствами, можно видеть, что термисторы на самом деле являются вполне простыми устройствами.

Вначале необходимо сказать, что не все устройства, изменяющие сопротивление с температурой, называются термисторами. Например, резистивные термометры, которые изготавливаются из маленьких катушек витой проволоки или из напыленных металлических плёнок. Хотя их параметры зависят от температуры, однако, они работают не так, как термисторы. Обычно термин «термистор» применяется по отношению к чувствительным к температуре полупроводниковым устройствам.

Имеется два основных класса термисторов: с отрицательным ТКС (температурным коэффициентом сопротивления) и с положительным ТКС.

Существуют два принципиально различных типа выпускаемых термисторов с положительным ТКС. Одни изготавливаются подобно термисторам с отрицательным ТКС,  другие же делаются из кремния. Термисторы с положительным ТКС будут описаны кратко, а основное внимание будет уделено боле распространенным термисторам с отрицательным ТКС. Таким образом, если отсутствуют особые указания, то речь будет идти о термисторах с отрицательным ТКС.

Термисторы с отрицательным ТКС являются высокочувствительными, нелинейными устройствами с узким диапазоном, сопротивление которых уменьшается при увеличении температуры.  На рис.1 изображена кривая, показывающая изменение сопротивления в зависимости от температуры и представляющая собой типовую температурную зависимость сопротивления. Чувствительность – приблизительно 4-5 %/оС. Имеется большой диапазон номиналов сопротивлений, и изменение сопротивления может достигать многих ом и даже килоом на градус.

Степени нелинейны. Rо может быть в омах, килоомах или мегоомах:

1-отношение сопротивлений R/Rо; 2- температура в оС 

  По существу термисторы представляют собой полупроводниковую керамику. Они изготавливаются на основе порошков окислов металлов (обычно окислов никеля и марганца), иногда с добавкой небольшого количества других окислов. Порошкообразные окислы смешиваются с водой и различными связующими веществами для получения жидкого теста, которому придаётся необходимая форма и которое обжигается при температурах свыше 1000 оС.

Приваривается проводящее металлическое покрытие (обычно серебряное), и подсоединяются выводы. Законченный термистор обычно покрывается эпоксидной смолой или стеклом или заключается в какой-нибудь другой корпус.

Рис.2

Из рис. 2 можно видеть, что имеется множество типов термисторов.

Термисторы имеют вид дисков и шайб диаметром от 2.5 до приблизительно 25.5 мм, форму стержней различных размеров.

Некоторые термисторы сначала изготавливаются в виде больших пластин, а затем режутся на квадраты. Очень маленькие бусинковые термисторы изготавливаются путем непосредственного обжигания капли теста на двух выводах из тугоплавкого титанового сплава с последующим опусканием термистора в стекло с целью получения покрытия.

Типовые параметры

Говорить «типовые параметры» — не совсем правильно, так как для термисторов существует лишь несколько типовых параметров. Для множества термисторов различных типов, размеров, форм, номиналов и допусков существует такое же большое количество технических условий. Более того, зачастую термисторы, выпускаемые различными изготовителями, не являются взаимозаменяемыми.

  Можно приобрести термисторы с сопротивлениями (при 25 oС — температуры, при которой обычно определяется сопротивление термистора) от одного ома до десяти мегоом и более. Сопротивление зависит от размера и формы термистора, однако, для каждого определённого типа номиналы сопротивления могут отличаться на 5-6 порядков, что достигается путём простого изменения оксидной смеси. При замене смеси также и изменяется и вид температурной зависимости сопротивления (R-T кривая) и меняется стабильность при высоких температурах. К счастью термисторы с высоким сопротивлением, достаточным для того, чтобы использовать их при высоких температурах, также обладают, как правило, большей стабильностью.

Недорогие термисторы обычно имеют довольно большие допуски параметров. Например, допустимые значения сопротивлений  при 25 оС изменяются в диапазоне от ± 20% до ± 5%. При более высоких  или низких температурах разброс параметров еще больше увеличивается. Для типового термистора, имеющего чувствительность 4% на градус Цельсия, соответствующие допуски измеряемой температуры меняются приблизительно от ± 5 о до ± 1,25 оС  при 25 оС. Высокоточные термисторы будут рассматриваться в данной статье ниже.

Ранее было сказано, что термисторы являются устройствами с узким диапазоном. Это необходимо пояснить: большинство термисторов работает в диапазоне от –80 оС до 150 оС, и имеются приборы (как правило, со стеклянным покрытием), которые работают при 400 оС и больших температурах. Однако для практических целей большая чувствительность термисторов ограничивает их полезный температурный диапазон. Сопротивление типового термистора может изменяться в 10000 или 20000 раз при температурах от –80 оС до +150 оС. Можно представить себе трудности при проектировании схемы, которая обеспечивала бы точность измерений на обоих концах этого диапазона (если не используется переключение диапазонов). Сопротивление термистора, номинальное при нуле градусов, не превысит значения нескольких ом при 400 оС.

В большинстве термисторов для внутреннего подсоединения выводов используется пайка. Очевидно, что такой термистор нельзя использовать для измерения температур, превышающих температуру плавления припоя. Даже без пайки, эпоксидное покрытие термисторов сохраняется лишь при температуре не более 200 оС. Для более высоких температур необходимо использовать термисторы со стеклянным покрытием, имеющие приваренные или вплавленные выводы.

Требования к стабильности также ограничивают применение термисторов при высоких температурах. Структура термисторов начинает изменяться при воздействии высоких температур, и скорость и характер изменения в значительной степени определяются оксидной смесью и способом изготовления термистора. Некоторый дрейф термисторов с эпоксидным покрытием начинается при температурах свыше 100 оС или около того. Если такой термистор непрерывно работает при 150 оС, то дрейф может измеряться несколькими градусами за год. Низкоомные термисторы (к примеру, не более 1000 Ом при 25 оС) зачастую ещё хуже – их дрейф может быть замечен при работе приблизительно при 70 оС. А при 100 оС они становятся ненадёжными.

Недорогие устройства с большими допусками изготавливаются с меньшим вниманием к деталям и могут дать даже худшие результаты. С другой стороны, некоторые правильно разработанные термисторы со  стеклянным покрытием имеют прекрасную стабильность даже при более высоких температурах. Бусинковые термисторы со стеклянным покрытием обладают очень хорошей стабильностью, так же , как и недавно появившиеся дисковые термисторы со стеклянным покрытием. Следует помнить, что дрейф зависит как от температуры, так и от времени. Так, например, обычно можно использовать термистор с эпоксидным покрытием при кратковременном нагреве до 150 оС без значительного дрейфа.

При использовании термисторов необходимо учитывать номинальное значение постоянной рассеиваемой мощности. Например, небольшой термистор с эпоксидным покрытием имеет постоянную рассеивания, равную одному милливатту на градус Цельсия в неподвижном воздухе. Другими словами один милливатт мощности в термисторе увеличивает его внутреннюю температуру на один градус Цельсия, а два милливатта  —  на два градуса и так далее. Если подать напряжение в один вольт на термистор в один килоом, имеющий постоянную рассеивания один  милливатт на градус Цельсия, то получится ошибка измерения в один градус Цельсия. Термисторы рассеивают большую мощность, если они опускаются в жидкость. Тот же вышеупомянутый небольшой термистор с эпоксидным покрытием рассеивает 8 мВт/ оС , находясь в хорошо перемешиваемом масле. Термисторы с большими размерами имеют постоянное рассеивание лучше, чем небольшие устройства. Например термистор в виде диска или шайбы может рассеивать на воздухе мощность 20 или 30 мВт/ оС следует помнить, что аналогично тому, как сопротивление термистора изменяется в зависимости от температуры, изменяется и его рассеиваемая мощность.

Точного уравнения для описания поведения термистора не существует, – имеются только приближенные. Рассмотрим два широко используемых приближенных уравнения.

Первое приближенное уравнение, экспоненциальное, вполне удовлетворительно для ограниченных температурных диапазонов, в особенности – при использовании термисторов с малой точностью.

Второе уравнение, называемое уравнением Стейнхарта-Харта, обеспечивает прекрасную точность для диапазонов до 100 оС.

Сопротивление термистора с отрицательным ТКС уменьшается приблизительно по экспоненте с увеличением температуры. В ограниченных температурных диапазонах его R-T-зависимость достаточно хорошо описывается следующим уравнением:

RT2=RT1 е b (I/T2 – I/T1),

Где Т1 и Т2 – абсолютные температуры в градусах Кельвина (оС +273) ;

RT1 и RT2 – сопротивления термистора при Т1 и Т2; b — константа, определяемая путем измерения сопротивления термистора при двух известных температурах.

Если b и RT1  известны, то это уравнение можно преобразовать и  использовать для вычисления температуры, измеряя сопротивление:

Бета является большим, положительным числом и имеет размерность в градусах Кельвина. Типовые значения изменяются от 3000 до 5000 оК.

Изготовители часто включают значения для бета в спецификации, однако, так как экспоненциальное уравнение является лишь приблизительным, значение бета зависит от двух температур, использованных при его вычислении. Некоторые изготовители используют значения 0 и 50 оС; другие – 25 и 75 оС.

 Можно использовать другие температуры: можно вычислить самостоятельно значение бета на основании таблиц зависимости сопротивления от температуры, которые предлагает изготовитель. Уравнение, как правило согласуется с измеренными значениями в пределах ± 1 оС на участке в 100 оС. Уравнение нельзя использовать с достоверностью при температурах, сильно отличающихся от тех, что были использованы для определения бета.

Перед тем, как перейти к уравнению Стейнхарта-Харта, рассмотрим два других параметра, часто используемых для описания термисторов: альфа (a) и коэффициент сопротивления. Альфа просто определяется наклоном R-T- кривой, то есть является чувствительностью при определенной температуре. Альфа обычно выражается в «процентах на градус». Типовые значения изменяются от 3 % до 5 % оС. Так же, как и бета, альфа зависит от температур, при которых она определяется. Её значение несколько уменьшатся при более высоких температурах.

Под коэффициентом сопротивления подразумевается отношение сопротивления при одной температуре к сопротивлению при другой, более высокой температуре.

Для точных термисторов обычно имеется таблица значений сопротивления (для каждого градуса) в зависимости от температуры, которая поставляется изготовителем вместе с другой информацией. Однако иногда удобно иметь точное уравнение при выполнении конструкторских расчетов или (особенно) при использовании ЭВМ для пересчета сопротивления термистора в температуру. Кроме как для очень узких диапазонов температур, экспоненциальное уравнение с одним параметром не удовлетворительно – необходимо большее число параметров.

Наилучшим приближенным выражением, широко используемым в настоящее время, является уравнение Стейнхарта-Харта:

Где Т- абсолютная температура (в градусах Кельвина), R – сопротивление термистора; а, b и с –экспериментально полученные константы.

Преобразование уравнения с целью выражения сопротивления в виде функции температуры приводит к довольно громоздкому на вид выражению. Однако, с ним легко обращаться при использовании ЭВМ или программируемого калькулятора:

Где и  .

Необходимо отметить, что данные значения для альфа и бета не относятся к параметрам альфа и бета, используемым в экспоненнциальном уравнении с одним параметром.

Хотя уравнение Стейнхарта-Харта – более сложное, оно, как правило, согласуется с реальными значениями в пределах нескольких тысячных градуса в диапазонах до 1000 оС. Конечно, оно может быть настолько хорошим, если только экспериментальные значения параметров термистора также точны. Температуры с точностью до тысячных градуса можно получить только в первоклассных лабораториях. Скорее пользователь согласится пользоваться паспортными таблицами, чем захочет провести собственные измерения.

Для определения a, b и с необходимо знать точное сопротивление термистора при трёх температурах и подставить каждый набор данных  (R и Т) в уравнение Стейнхарта-Харта для определения трех неизвестных. Затем необходимо использовать математические средства для одновременного решения трёх уравнений и получения значений трёх констант. При использовании паспортных таблиц нужно выбирать значения R в зависимости от Т на краях и в середине температурного диапазона, который будет использоваться. Изготовители обычно не указывают паспортные значения для этих констант, так как эти значения изменяются в зависимости от используемого температурного диапазона.

Прецизионные термисторы

Параметры обычных термисторов указываются только с отклонениями от +-5% до +-20 % при 25 оС, а при других температурах допуски увеличиваются. Однако при соответствующем контроле над технологией и измерениях можно получить значительно более высокую точность. Имеется три типа точных термисторов: прецизионные взаимозаменяемые дисковые термисторы, прецизионные бусинковые термисторы и согласованные бусинковые пары. Точные термисторы обеспечивают электронную калибровку измерительных инструментов, не требуя точных нагревательных приборов. Взаимозаменяемые термисторы также позволяют заменить термистор без повторной калибровки электронных схем.

Прецизионные взаимозаменяемые дисковые термисторы изготавливаются при тщательном контроле и изменении R-T – параметров и стабильности оксидной смеси. Смеси, которые не удовлетворяют строгим требованиям, не используются. Термисторы смешиваются, формируются и обжигаются при помощи обычных технологий. Затем каждый термистор опускается в жидкостную ванну при тщательно контролируемой температуре для доводки сопротивления до номинального значения. Перед отправкой параметры каждого термистора измеряются при двух или трёх температурах, и, если они не соответствуют паспортным, термистор бракуется.

Можно приобрести готовые, стандартизованные термисторы с допусками ±0,2 оС или ±0,1 оС в диапазоне 0 -70 оС и меньшей точностью при –80 оС и +150 оС. Имеются специальные высокостабильные дисковые термисторы со стеклянным покрытием, имеющие допуски не свыше 0,05 оС. Данные высокоточные, взаимозаменяемые термисторы выпускаются только в виде дисков или квадратов небольшого размера, покрытых эпоксидной смолой или (для более высокой стабильности) стеклом. Несколько изготовителей предлагают некоторые или все из перечисленных ниже номиналов (при 25 оС): 100, 300, и 500 Ом; 1.0, 2.252, 3.0, 5.0, 10.0, 30.0, 50.0 ,100.0 и 300.0 килоом и 1 мегаом. Термисторы с номиналами 2,252; 3,0; и 5,0 килоом взаимозаменяемы для различных изготовителей; другие термисторы, как правило, — нет. Имеется большое количество температурных датчиков, в которых используется термистор с номиналом 2.252 Ком.

Бусинковые термисторы могут быть очень точными и стабильными, однако их малый размер и способы изготовления делают невозможной доводку до точного значения. Если пользователю необходимо выполнять точные измерения при помощи бусинковых термисторов (которые имеют наиболее малые размеры и наилучшие возможности работы при высоких температурах), он может попросить изготовителя провести изменения и напечатать значения R-T  — кривой для каждого термистора. Или же можно указать термисторы, выбранные из ряда номиналов и имеющие определенный допуск при некоторой температуре.

Другим способом, при помощи которого изготовители обеспечивают точность и взаимозаменяемость, является постоянное измерение параметров каждого термистора и последующее соединение выбранных согласованных пар параллельно или последовательно с целью обеспечения кривой определённой формы.

Температурные характеристики

Термисторы – это резисторы, и они подчиняются закону Ома (E=IxR) – если не изменяется их температура. Следует помнить, что достаточно лишь нескольких милливатт мощности для того. Чтобы увеличить температуру термистора на один градус и более, и что сопротивление уменьшается приблизительно на 4% на градус Цельсия. Если к термистору подключить источник тока и медленно увеличивать ток, то будет видно, что напряжение увеличивается все более и более медленно, так как сопротивление термистора уменьшается. Очевидно, что напряжение совсем перестанет увеличиваться и затем практически начнет уменьшаться при дальнейшем увеличении тока. На графике на рис. 4 представлены типовые вольт-амперные кривые. При малом токе и малой мощности кривая соответствует линии постоянного сопротивления, свидетельствуя о том, что термистор нагревается слабо. При увеличении мощности видно, что сопротивление термистора начинает падать. В области большой мощности термистор в некотором смысле, работает, как отрицательное сопротивление, то есть напряжение на нем уменьшается при увеличении тока.

Использование термисторов

Термисторы находят применение во многих областях. Практически ни одна сложная печатная плата не обходится без термисторов. Они используются в температурных датчиках, термометрах, практически в любой, связанной с температурными режимами, электронике.

 В противопожарной технике существуют стандартные температурные датчики. Подобный датчик содержит два термистора с отрицательным температурным коэффициентом, которые установлены на печатной плате в белом поликарбонатном корпусе. Один выведен наружу — открытый термистор, он быстро реагирует на изменение температуры воздуха. Другой термистор находится в корпусе и реагирует на изменение температуры медленнее.

При стабильных условиях оба термистора находятся в термическом равновесии с температурой воздуха и имеют некоторое сопротивление. Если температура воздуха быстро повышается, то сопротивление открытого термистора становится меньше, чем сопротивление закрытого термистора.

Отношение сопротивлений термисторов контролирует электронная схема, и если это отношение превышает пороговый уровень, установленный на заводе, она выдает сигнал тревоги. В дальнейшем такой принцип действия будет называться “реакцией на скорость повышения температуры”. Если температура воздуха повышается медленно, то различие сопротивлений термисторов незначительно. Однако, эта разница становится выше, если соединить последовательно с закрытым термистором резистор с высокой температурной стабильностью. Когда отношение суммы сопротивлений закрытого термистора и  стабильного резистора и сопротивления открытого термистора превышает порог, возникает режим тревоги. Датчик формирует режим «Тревога» при достижении внешней температуры 60°С вне зависимости от скорости нарастания температуры.

Таким образом, термисторы повсеместно используются во многих приборах, окружающих нас.

Список литературы

1. Шашков А.Г., Терморезисторы и их применение. М.1967.
2. Термоэлектрические измерительные преобразователи. Лекция по курсу «Электрические измерения механических величин». Ростов – на – Дону.1977
3. Сэми К. Измерительные термопары и терморезисторы. Перевод из журнала Отомэсён 1988. Т.33. №5.

© Реферат плюс

Принцип работы термистора, типы и применение

Измерение температуры считается наиболее важной частью любого электронного приложения. В бытовых приборах или в промышленной среде 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, обнаружен первый термистор на основе отрицательного температурного коэффициента. Это стало возможным благодаря Майклу Фарадею в 1833 году. Он задокументировал свое наблюдение, что по мере снижения сопротивления компонента сульфида серебра температура имеет тенденцию к повышению. Из-за возникающих трудностей при производстве применение было ограничено. В 1930 году 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 работы термистора 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 они предпочтительны.
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 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» происходит от сочетания слов «термо» 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 приводит к отказу термистора?

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

Другой причиной может быть старение термистора. Из-за всех вышеперечисленных причин происходят колебания значений температуры и отображается неверный набор значений температуры. Это можно решить заменой термистора.

3. Как проверить термисторный датчик?

Для проверки термисторного датчика можно использовать аналоговый мультиметр. При проверке термисторов выполняются следующие шаги:

• Подключите аналоговый мультиметр к выводам термистора. Полярность не учитывается.
• С помощью паяльного стержня мы можем нагреть термистор.
• Как только нагрев термистора начинает изменяться, показания мультиметра увеличиваются или уменьшаются.
• Графический анализ основан на выбранном типе термистора PTC или NTC.
• У исправных термисторов изменение показаний плавное.

4. Есть ли у термистора непрерывность?

Термисторы — это устройства, предназначенные для отображения значения сопротивления в зависимости от температуры. Колебания сопротивления повлияют на его температуру. Следовательно, эти устройства не обладают непрерывностью.

 

Каково применение термисторов?

Термистор представляет собой терморезистор , сопротивление которого зависит от внешней температуры . измерение и управление температуры являются основными приложениями термистора. Термистор также используется для различных других приложений, которые подробно описаны ниже.

1. Измерение температуры

Термистор представляет собой резистор, сопротивление которого изменяется при небольшом изменении измеряемой температуры. Термистор имеет хорошую чувствительность, что обеспечивает высокую точность и разрешающую способность. Промышленный термистор имеет сопротивление 2000 Ом при температуре 25º по Цельсию с сопротивлением 3,9процентный температурный коэффициент.

Предположим, что термистор соединен последовательно с амперметром и батареей, как показано на рисунке ниже. Небольшое изменение температуры вызывает изменение сопротивления термистора, что соответственно изменяет ток в цепи. Микрометр откалиброван по температуре. Микрометр дает разрешение около 1ºC.

В схеме используется мостовая схема, а термистор, показанный на рисунке выше, более чувствителен и обеспечивает точное измерение. Напряжение стандартной мостовой схемы при 25ºC примерно равно 18 мВ/ºC, а в их схеме используется термистор 4 кОм.

2. Контроль температуры

Простая схема измерения температуры показана на рисунке ниже. В схеме используется резистор 4 кОм, включенный последовательно с мостом, возбуждаемым переменным током. Небалансное напряжение подается на усилитель, и выход усилителя возбуждает реле. Реле регулирует ток цепи и выделяет тепло. Эти цепи контролируются с точностью до 0,00005ºC.

Цепи, управляемые термистором, стабильны и чувствительны. Время отклика схемы управления термистором очень мало, а их схемы просты.

3. Температурная компенсация

Температура имеет отрицательный температурный коэффициент, тогда как проводник и полупроводник имеют положительный температурный коэффициент. По этой причине термистор используется в цепи для компенсации температуры как компонента, так и цепи.

Термистор дискового типа используется для компенсации температуры не выше 125ºC. Термистор монтируется рядом с компонентом цепи, таким как медная измерительная катушка, которая испытывает те же температурные изменения, что и цепь. На приведенной ниже кривой показана компенсационная сеть.

Сеть компенсатора состоит из термистора, подключенного параллельно термистору. Отрицательный температурный коэффициент термистора и положительный температурный коэффициент компонента цепи делают температуру всей цепи постоянной.