Site Loader

Содержание

Термисторы и их применение реферат по физике

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 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 F 0B 1 20% до F 0 B 1 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 F 0B 1 5 о до F 0 B 1 1,25 оС при 25 оС. Высокоточные термисторы будут рассматриваться в данной статье ниже. 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 F 0 B 10,2 оС или F 0 B 10,1 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. 1 3 4 2 Рис. 4. Сопротивление термистора с отрицательным ТКС уменьшается по мере его нагрева большими токами до тех пор, пока термистор не перейдет в область отрицательных сопротивлений: 1-падение напряжения; 2-ток; 3-жидкость; 4-воздух. 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.

Термисторы и их применение (Реферат)

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 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 о

С, 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
о
С 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.

Термисторы применение — Энциклопедия по машиностроению XXL

С момента появления первых термометров сопротивления и работы Каллендара по платиновым термометрам термометрия по сопротивлению претерпела существенные изменения. Наряду с классическими платиновыми термометрами сопротивления, применяемыми для измерений с большой точностью и во все возрастающем диапазоне температур, в настоящее время в промышленном масштабе используются проволочные элементы из платины, меди или никеля, а также печатные толстопленочные платиновые элементы. В диапазоне комнатных температур хорошо зарекомендовали себя точные и недорогие термисторы. В научных исследованиях при низких температурах используются термометры сопротивления с чувствительными элементами из сплава родия с железом, германия, углерода и стекло-углерода. Во многих случаях промышленных применений термометры сопротивления как основной инструмент контроля процесса вытесняют термопары. При температурах ниже 700 °С большинство промышленных термометров сопротивления сейчас более компактны и надежны, чем термопары. Кроме того, все более широкое применение микропроцессоров в составе приборов позволяет быстрее и эффективнее, чем было возможно прежде, использовать информацию, содержащуюся в сигнале от термометра.  [c.186]
Физически это условие означает, что в течение всего периода колебаний тока, протекающего через термистор, температура термистора остается постоянной с той же степенью точности, с какой выполняется условие (5.5.4). В таком случае можно считать, что сопротивление термистора равно Р (0) или Р (/(,), т. е. зависит от амплитуды тока, а не от мгновенных значений действующего тока. В этом и заключается принцип применения термисторов в различных радиотехнических и электротехнических устройствах.  [c. 212]

С двумя вырожденными степенями свободы генерировал колебания, близкие к гармоническим, необходимо выполнение условия S > R- — r- — R . Если положить в этой системе 5—= 5(,, а ограничение амплитуды возложить на термистор, заменяющий резисторы с сопротивлениями R и (или) г, то ожидаемой стабилизации амплитуды автоколебаний не получится. Дело в том, что обычные термисторы увеличивают свое сопротивление с ростом амплитуды тока, и поэтому в рассмотренной схеме применение термисторов вместо постоянных резисторов с сопротивлениями R и г вызовет лишь улучшение условия возбуждения системы и дальнейшее увеличение амплитуды автоколебаний с обязательным ее выходом за пределы линейного участка падающей вольт-ампер-ной характеристики.  [c.214]

Значительная часть работ по облучению окислов металлов сводилась к определению их каталитической активности в условиях облучения. Результаты этих работ трудно использовать для определения электрических характеристик окислов металлов, и поэтому, обсуждая возможность их применения в термисторах, приходится делать различные допущения. При сравнении с другими окислами наиболее критичными оказываются окислы урана и кобальта, ввиду того что при наличии их могут резко измениться электрические характеристики полезных примесей или связующих материалов.  [c.361]

Разнообразные виды электропроводящего стекла находят применение в различных полупроводниковых приборах (термисторы), светофильтрах, фотосопротивлениях, для производства электрообогреваемого стекла, предназначенного для остекления средств транспорта и сооружений, источников инфракрасного излучения (отопительные устройства), стеклянных кипятильников.  [c.470]

Широкие практические применения теория регулярного режима получила за последние годы. С ее помощью были исследованы явления охлаждения и разогрева паровых турбин различной мощности — вплоть до 100 000 кет [63 , проведены важные для практики тепловые расчеты промыщленных объектов она применяется и в приборостроении, например, при исследовании тепловых режимов полупроводниковых термочувствительных сопротивлений, так называемых термисторов, размеры которых порядка 1 мм скоростные методы определения тепловых свойств технических теплоизоляционных и строительных материалов, основанные на теории регулярного режима [42], вошли в практику многих лабораторий и научно-исследовательских институтов Советского Союза.[c.394]


Полупроводниковые термосопротивления (термисторы) (см. гл. 3) обладают по сравнению с металлическими почти на порядок более высокой чувствительностью. Диапазон применения термисторов типа ММТ и КМТ от —90 до 4-180. Малые размеры термисторов позволяют использовать их в прикладных исследованиях. В настоящее время значительно расширена их область применения [60].  [c.250]

Существование металлов с настолько слабо выраженной зависимостью сопротивления от температуры, что ею можно пренебречь (для константана она примерно в 100 раз меньше, чем для платины, серебра и меди), позволяет реализовать эффективный абсолютный инструмент для прецизионных измерений, включая метрологические. Значительным вкладом в повышение чувствительности таких приборов явилось применение полупроводников. Температурный коэффициент полупроводниковых элементов на порядок выше, чем коэффициент чистых металлов. В 1948 г. фирма Дженерал электрик (США) выпустила первую партию таких приборов, назвав их термисторами.[c.13]

Полупроводниковые термопреобразователи (термисторы) имеют больший температурный коэффициент (3—8 %-К» ). меньшие габариты и стоимость, однако нелинейность характеристики и разброс параметров ограничивают их применение.  [c.353]

Разнообразие и особенности свойств полупроводниковых стекол открывают широкие возможности для их применения в различных полупроводниковых приборах и устройствах, в частности для применения в качестве термосопротивлений (термисторов), а также светофильтров и фотосопротивлений, сочетающих избирательное поглощение света с повышенной электропроводностью.  [c.210]

Практическое применение получили смеси оксидов, на основе которых изготовляют полупроводниковые терморезисторы (термисторы) с отрицательным ТКр, а также варисторы, сопротивление которых сильно зависит от приложенного напряжения.  [c.103]

Применение полупроводниковых термометров сопротивления — термисторов описано в 5 настоящей главы.[c.87]

Крупным недостатком термисторов является систематическое изменение сопротивления со временем и связанная с этим невысокая воспроизводимость показаний. Стабильность сопротивления термистора несколько повышается после его искусственного старения (продолжительный прогрев при повышенной температуре). В некоторых случаях воспроизводимость показаний значительно улучшается, если периодически менять направление рабочего тока в термисторе. Такой способ был успешно применен при измерении термистором температуры калориметра (около 25° С) [51]. Однако добиться полной воспроизводимости показаний термистора не удается. При 100° С показания термисторов (в пересчете на температуру) воспроизводятся обычно не более чем до 0,01°. При высоких и низких температурах воспроизводимость показаний термисторов становится еще хуже.  [c.129]

Несмотря на этот существенный недостаток, термисторы в настоящее время довольно часто употребляются для измерения температуры, особенно в том интервале, где они обладают большей стабильностью (—60—[-100°С). Применение их целесообразно прежде всего в тех случаях, когда воспроизводимость показаний имеет меньшее значение, чем термометрическая чувствительность, например при измерении малых разностей температур, а также в ряде устройств для автоматического регулирования температуры и др. В частности, термисторы нередко применяются в калориметрии как для измерения температуры калориметра, так и для регулирования температуры оболочки. Малые габариты термисторов делают удобным их размещение в приборах даже очень небольшого объема и обусловливают их небольшую термическую инертность. Иногда термисторы помещают в герметичный защитный чехол, что несколько повышает их стабильность .  [c.129]

Обычные, выпускаемые промышленностью термисторы, применяющиеся в интервале средних температур (например от —60 до +100°С), при температуре жидкого азота имеют настолько высокое сопротивление, что уже становятся непригодными для измерения те.мпературы. Чтобы расширить интервал применения термистора в сторону низких температур, иногда изменяют условия изготовления термисторов, добиваясь значительного уменьшения постоянной В по сравнению с ее обычной величиной. Температурный коэффициент термисторов с низким значением В при комнатных температурах очень невелик, но становится достаточно большим при низких температурах, для измерения которых такие термисторы предназначены. Сопротивление термисторов с малым В возрастает при уменьшении температуры много медленнее, что делает возможным использование таких термисторов до. 50° К, а в некоторых случаях — до 20 и даже до 4° К [52, 53]. Однако воспроизводимость показаний низкотемпературных термисторов невысока. Так, для одного из исследованных типов термисторов нагрев от температуры жидкого кислорода (90° К) до комнатной температуры с последующим охлаждением вызывал смещение его показаний в среднем на 0,03° за один цикл [53]. В других случаях воспроизводимость показаний термисторов еще ниже и составляет в пересчете на температуру около 0,2°. При длительном пользовании термисторами температура даже с точностью до,1 может измеряться лишь при условии, если градуировка термисторов периодически повторяется [52].  [c.130]


Верхний предел применения термисторов ММТ-1, ММТ-4 и КМТ-4 составляет +120°С  [c.131]

КМТ-1 пригодны для измерения температуры до — -180°С. Нижний предел применения термисторов этих типов зависит лишь от того, насколько быстро возрастает сопротивление данного термистора при уменьшении темшературы. Этот предел для каждого термистора определяется величиной его номинального сопротивления, т. е. сопротивления при 20° С, и величиной В. Температурный коэффициент сопротивления термисторов типа ММТ-1 и ММТ-4 при 20° С находится в пределах от —2,4 до —3,4% на 1 град, а термисторов типа КМТ-1 и КМТ-4 — от —4,5 до —6,0% на 1 град. Термическая инертность этих термисторов сравнительно невелика (несколько меньше, чем термическая инертность ртутного  [c.131]

Однако этим изменением вполне можно пренебречь, если колебания температурного интервала в калориметрических опытах невелики. Так, для платинового термометра в интервале О—100° С величина а изменяется не более, чем на 0,04% при изменении температуры на ГС. Следовательно, если при подъеме температуры примерно на 1° С интервалы, в которых были проведены калориметрические опыты, сдвинуты друг относительно друга не более, чем на 0,25°, погрешность из-за того, что значение а этих опытах принято постоянным, не превысит 0,01%. Приблизительно таковы же (а иногда даже менее строги) требования к постоянству температурного интервала в случае применения других термометров сопротивления (медный, золотой и т. д.). Однако при использовании термисторов из-за значительно более быстрого изменения их температурного коэффициента сопротивления с температурой следует стремиться к тому, чтобы величины R и Я были более близкими.  [c.135]

Благодаря простоте и удобству отсчета в жидкостных калориметрах даже при точных работах часто используются высокочувствительные ртутно-стеклянные термометры, описанные в гл. 2. Однако величина резервуара таких термометров часто ограничивает их применение в калориметрах средних и малых размеров. Попытки применить термометры с резервуарами изогнутой формы (для большей их компактности при сохранении небольшой термической инертности) не привели к положительным результатам их трудно изготавливать и они очень хрупки. Если термометр, длина резервуара которого равна 50—60 мм, не может быть установлен в калориметре, то приходится отказаться от применения ртутного термометра и использовать для измерения температуры термометр сопротивления или термопару. Термометры сопротивления могут быть изготовлены очень малых габаритов (в особенности термисторы) и могут иметь высокую термометрическую чувствительность. Еще меньшие размеры имеют термопары.  [c.189]

Использование термисторов в этой методике также не получило распространения. Требующаяся термометрическая чувствительность вполне может быть обеспечена металлическим термометром сопротивления. С другой стороны, при применении термисторов часто возникают трудности, связанные с необходимостью контроля воспроизводимости их показаний. Кроме того, нелинейная зависимость сопротивления термисторов от температуры также создает неудобства в работе.  [c.25]

Измерения температуры в таких калориметрах могут производиться практически любым из применяемых в калориметрии термометров — высокочувствительным калориметрическим ртутным термометром, термометром сопротивления, термистором, термопарами. Применение термопар в данном случае, пожалуй, несколько менее удобно, чем термометров других типов.  [c.178]

Автор цитируемой статьи считает, что конкретный вклад современных физиков в рассматриваемую область выражается, во-первых, в применении различных высокочувствительных и точных средств измерений, сочетающихся с новейшим экспериментальным оборудованием. При перечислении применяемой аппаратуры в статье на первом месте называются хорошо знакомые нам по предыдущим беседам магнитометры. За ними идут крутильные маятники, лазеры, оптические интерферометры, электронные тензодатчики, чувствительные термисторы, а также электронные генераторы случайных чисел.  [c.74]

Основные области применения полупроводников 1) электрические вентили разной мощности на разные частоты неуправляемые и управляемые — транзисторы 2) нелинейные сопротивления 3) термосопротивления — термисторы 4) фотосопротивления 5) фотоэлементы 6) термоэлектрические генераторы. В зависимости от специфических свойств полупроводников разных видов они находят преимущественное применение в той или иной области.  [c.282]

Наряду с металлическими и полупроводниковыми термистор-ными термоприемниками в технике измерения скоростей и расходов стали находить применение также транзисторные термоприемники [66]. У этих приборов температурная зависимость напряжения смещения на базе 0 при низком уровне инжекции имеет линейную зависимость.  [c.91]

Материал сборника ограничен рассмотрением методов, которые можно с некоторым правом назвать классическими. В сборнике содержатся наиболее интересные статьи, которые освещают интенсивно развивающиеся методы термометрии. Работы, посвященные исследованию ртутно-стеклянных термометров, которые играют в современных измерениях подсобную роль, не вошли в сборник. Описание использования ртутно-стеклянных термометров можно найти в упомянутых выше книгах, содержащих также библиографические указания. Совершенно не включены методы построения шкалы в области низких температур на основе магнитных свойств, методы измерения в области низких температур с помощью бронзового и угольного термометров сопротивления и тому подобные методы, представляющие лишь специальный интерес. Не включены также работы по применению термисторов, представляющих заметный интерес для целей измерения и регулирования температуры в ряде специальных случаев.  [c.6]

Полученное на основании применения закона действующих масс к реакции (6) теоретическое значение энергии активации таких термисторов практически совпадает с экспериментальным.  [c.216]


Если необходимо обеспечить почти полное устранение температурного дрейфа, применяют более сложные схемы термокомпенсации, сущность которой заключается во в1ведении в схему каскада некоторого термочувствительного элемента. Величина сопротивления последнего под действием температуры должна изменяться таким образом, чтобы произошла полная компенсация тепловой составляющей коллекторного тока. В ряде случаев роль такого термозависимого сопротивления выполняет полупроводниковый диод, включенный в непроводящем на-Оравлении. С повышением температуры обратное сопротивление диода снижается. Иногда в качестве термокомпенсирующего элемента целесообразно применять полупроводниковое сопротивление с отрицательным температурным коэффициентом — термистор. Применение термокомпенсирующих элементов предусматривает индивидуальный подбор их для схемы конкретного усилителя. Это затрудняет взаимозаменяемость элементов схемы. Поэтому в многокаскадных усилителях используют полупроводниковые балансовые каскады, где дрейфовые токи в двух усилительных каналах одинаковы по величине и противоположны по направлению (относительно выхода схемы).  [c.67]

Рассмотрим теперь возможность применения термисторов в релаксационных автоколебательных системах. Как было показано ранее (см. стр. 192), для того чтобы транзитронный генератор  [c.213]

Электропроводящее стекло (полупроводниковое) — стекло, обладающее свойствами полупроводников благодаря включению в состав элементов или окислов, придающих стеклу электропроводность. Различают халь-когенидные стекла, в состав которых входят в различных сочетаниях сплавы сульфидов, селенядов и теллуридов, а также мышьяка, висмута и других элементов и оксидные ванадиевые стекла на основе окислов ванадия и фосфора с добавками других окислов. Они находят широкое применение в качестве термисторов, светофильтров и фотосопротивлений.  [c.274]

Материалы с высокой диэлектрической проницаемостью (сег-нетоэлектрики на основе РЬ(Т1, 2г)Оз) находят широкое применение в качестве многослойных конденсаторов, термисторов, ва-ристоров, элементов памяти ЭВМ, чувствительных датчиков и др. Использование нанотехнологии для керамики этого типа позволяет оптимизировать физико-механические свойства (см. рис. 3.16) и разработать миниатюрные изделия, что важно для многих приложений.  [c.165]

По происхождению вещества они могут быть органическими и неорганическими. Органические полупроводниковые вещества (антрацен, полиакрилонитрил, индиго и др.) отличаются высокой радиационной стойкостью и широко используются для изготовления термисторов, пьезоэлементов, детеьсгоров инфракрасного излучения и других приборов. Более широкое применение получили неорганические полупроводниковые материалы.  [c.378]

Эти агрегаты соединены магистралями высокого давления с сосудом 1. Заливку жидкого азота или подачу его паров в рабочую камеру 3 проводят из емкости 8 по трубопроводу с тепловой изоляцией после достижения в рабочей камере заданной температуры проводят нагружение сосуда с помощью компрессора 2. В зависимости от режима испытаний нагружение внутренним давлением при температуре до 77 К можно осуществлять несколькими способами подачей газообразного азота или гелия из баллона 12 с рабочим давлением до 40 МПа подачей этих же сред из газгольдера 5 при более высоком давлении при помощи компрессора 4 типа ЛК 10/1000 подачей жидкого азота из блока 7 высокого давления нагнетанием изопентана или другой рабочей среды из pasflenmeJttHoft камеры 6 в сосуд с помощью насоса 10 и гидроусилителя 9- Давление в системе нагружения контролш-руется датчиком 11 типа МЭД с индикацией на самописце, датчиками давления 13 типа ДТ-1000 и манометрами 14. Для измерения температуры в интервале 293…77 К наибольшее применение находят медьконстантовые термопары и медные термопреобразователи сопротивления, а при более низкой температуре — германиевые термисторы.  [c.340]

В технике осуществляются весьма разнообразные приемники излучения. Бэйль высоко оценивает применение оптических телескопов, скомбинированных с чувствительным термоэлементом, помещенным в фокусе оптической системы [Л. 42] или с микроманометром, регистрирующим изменения давления в полостях, прикрытых линзой из каменной соли и также помещенных в фокусе телескопа, который можно поворачивать в нужном направлении [Л. 43]. В качестве весьма чувствительных приемников инфракрасных лучей употребляются также термисторы Ш. 44]. Мы еще вернемся в гл. XII к некоторым сторонам этого очень важного вопроса о способах обнаружения инфракрасных лучей [Л. 45—47].  [c.25]

Целесообразно разделить полупроводники, используемые при измерении низких температур, на материалы, обладающие отрицательным ТКС,— термисторы материалы, обладающие положительным ТКС,— поэисторы. Все полупроводниковые ТС имеют сравнительно небольшой срок применения, поэтому они не вошли в номенклатуру приборов, используемых в метрологии.  [c.161]

Температуры масла и воды в системах охлаждения должны измеряться при испытаниях с помощью ртутных или полупроводниковых термометров с ценой деления ГС и шкалой О— 125° С. Следует отметить, что методы измерений температур полупроводниковыми термосопротивлениями (термисторами), имея в перспективе ряд преимуществ в отношении точности, а также удобства применения и простоты конструкции, постепенно завоевывают все большую область применения в измерительной технике и быстро совершенствуются [41], [23]. Что касается стандартных манометрических термометров, то измерения температур воды и масла, охлаждающих СПГГ, с помощью таких термометров можно допустить только для неответственных испытаний, для ориентировочного наблюдения за тепловым режимом СПГГ с поста управления.  [c.67]

Большое сопротивление термистора также во многих случаях является положительным фактором при измерении температуры, так как благодаря этому измерение сопротивления термистора может проводиться со значительно меньшей абсолютной точностью, чем, например, измерение сопротивления платинового термометра. Так, для того чтобы измерять температуру с точностью 0,001°, сопротивление стоомного платинового термометра при 25° необходимо измерять с точностью 0,0004 ом, а сопротивление десятиомного платинового термометра — с точностью 0,00004 ом. Сопротивление же термистора при тех же условиях обычно бывает достаточно измерять с точностью 1— 5 ом. Например для термистора, параметры которого приведены в табл. 9, измерение сопротивления при 25° с точностью 2 ом соответствует точности измерения температуры 0,001°. При таких сравнительно невысоких требованиях к абсолютной точности для измерения сопротивления термисторов вполне могут быть использованы обычные мосты промышленного изготовления, например МТБ, так как непостоянство переходных сопротивлений контактов в декадах моста в этом случае не может заметно сказаться на измерениях. В применении сложных и дорогих термометрических мостов при работе с термисторами нет никакой необходимости.  [c.128]

Электропроводящие (полупроводниковые) стекла халькоге-нидные и оксидные ванадиевые находят широкое применение в качестве термисторов, фотосопротивлений. Стекло с электропроводящей поверхностью, образуемой нанесением на гюверхность стекла очень тонкой пленки окислов олова, кадмия, титана или восстановлением введенных в состав поверхностного слоя стекла некоторых окислов металлов, применяется в электронновакуумной технике, для отопительных панелей, незапотевающих стекол и т. д.  [c.495]

Некоторые полупроводящие соединения, отличные от применяемых для изготовления термисторов, используются также в термометрии по сопротивлению. Например, термометр, изготовленный из иОг [23], оказался весьма чувствительным и имел хорошую воспроизводимость в области температур от О до 100° С. Другим примером является термометр из корунда АЬОз [24], который допускает использование в области более высоких температур (от 850 до 1100°С), чем те, при которых применяются обычные термометры из полупроводников. В 1953 г. Вейль, Пе-ретти и Лаказ [25] описали изготовленные ими термометры из ZnO и привели их характеристики вплоть до температур жидкого гелия. Эти термометры были изготовлены нанесением в вакууме пленки металлического цинка на керамическую подложку с серебряными контактами с последующим нагреванием в атмосфере кислорода или в воздухе до температуры 400—450° С. Сопротивление оксидной пленки при гелиевых температурах оказалось порядка 5- 10 ом и изменялось при 2° К на 10% при изменении температуры на 1°. Эти характеристики можно изменять подбором условий изготовления пленки. Значения сопротивлений этих термометров удовлетворительно воспроизводятся и мало чувствительны к присутствию адсорбирующегося газа в области гелиевых температур, а, как мы увидим, эффект адсорбции весьма существен при использовании других низкотемпературных термометров. До настоящего времени не было описано ни одного применения этого термометра.  [c.167]


Высокочастотный КС-генератор собран на двойном триоде Л, (6Н2П) и грубо настраивается на частоту 1600 гц изменением параметров фазирующей цепи. Точная настройка осуществляется регулировкой степени отрицательной обратной связи, которая введена в схему генератора для повышения устойчивости частоты. В этой цепи применен нелинейный элемент — вакуумный термистор (ТП-6/2), который обеспечивает стабилизацию амплитуды колебаний. Регулировка частоты производится сопротивлениями и Генерируемые колебания усиливаются усилительным каскадом на лучевом тетроде Л (6П1П). Стабилизация режима выходного усилителя осуществляется при помощи опорного полупроводникового диода Д-810. Выходное напряжение регулируется сопротивлением Усиленные колебания через выходной трансформатор питают мостовые схемы включения датчиков. Нестабильность генератора по частоте н амплитуде генерируемых колебаний не превышает 1 %.  [c.58]

В данной работе излагаются результаты экспериментального ис-следо1вания электрических и тепловых свойств термисторов— твердых электролитов, в которых под действием тепла активно протекают химические реакции, служащие источниками тока.. Основная цель этого исследования заключалась в проверке справедливости описанного в работе [1] метода теоретического расчета энергии активации термисторов, основанного на применении закона действующих масс к возникающему при повышении температуры химическому процессу в полу-проводящем веществе и у металлических электродов термистора.  [c.214]

В качестве приёмников ультразвука на низких и средних частотах чаще всего применяют электроакустич. преобразователи, обычно пьезоэлектрич. типа. Такие приёмники позволяют воспроизводить форму акустич. сигнала, т. е. временн ю зависимость звукового давления, колебательной скорости, смещения. В зависимости от условий применения приёмники делают либо резонансными, либо широкополосными. При этом желательно, чтобы они искажали звуковое поле в минимальной степени, т. е. чтобы размеры их были меньше длины волны. Для получения усреднённых по времени характеристик звукового поля пользуются термическими приёмниками звука в виде покрытых звукопоглощающим веществом термопар или термисторов, измери-  [c.14]


Термисторы

Свойства полупроводниковых микротерморезисторов
Полупроводниковые терморезисторы (термисторы) являются первичными преобразователями температуры в электрическое сопротивление. Конструктивно термистор конструкции Карманова В.Г. (а.с.:103394) включает «бусинковый» чувствительный элемент с двумя электрическими выводами.
Размеры и формы датчиков на основе такого первичного преобразователя определяются потребностями эксплуатации. Наибольшее распространение получили термисторы конструкции Карманова В.Г. типа МТ-54, МТ-54М, МТ-64, МТ-57, МТ-67.
Минимальные размеры датчиков — десятки микрон. Основная область применения: биологические исследования.
Термисторы обладают свойством сильного изменения внутреннего электрического сопротивления в зависимости от температуры, при этом большое сопротивление по сравнению с другими типами датчиков, устраняет проблему, связанную с падением напряжения на подводящих проводах, а также проблему, связанную с необходимостью большого усиления сигнала. Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) отрицателен. Зависимость между сопротивлением и температурой приблизительно носит экспоненциальный характер и описывается формулой:
,
где T — абсолютные температуры в градусах Кельвина, R — соответствующие им электрические сопротивления, B — постоянный коэффициент в градусах Кельвина. В зависимости от исполнения диапазон сопротивлений для одной и той же температуры может быть весьма широким. В паспортных данных обычно приводятся электрические сопртивления при 0 и 20 градусах Цельсия.

Протекание тока через терморезистор вызывает его нагрев, что может быть причиной дополнительной погрешности измерений. Поэтому при выборе режима работы терморезистора необходимо учитывать его коэффициент рассеяния, указываемый в паспорте. Частично собственный разогрев термистора можно уменьшить путем принятия мер по дополнительной теплоотдаче в окружающую среду (например, увеличивая площадь поверхности контакта), но эти меры неминуемо приводят к увеличению тепловой инерционности измерений. Постоянная времени терморезистора равна времени, в течение которого его температура изменяется в е раз (на 63%) при мгновенном перенесении термистора из воздушной среды с температурой 0 градусов Цельсия в воздушную среду с температурой 100 градусов.

В настоящее время использование измерительных устройств на базе компьютера позволяет легко линеаризовывать зависимость между электрическим сопротивлением термистора и его температурой, что позволяет расширить области их применения и увеличить наглядность получаемых результатов.

Термисторы и их применение | reshebniki-online.com

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 %/о С. 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 в омах, килоомах или мегоомах:

1-отношение сопротивлений R/Rо ; 2- температура в о С

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 о С.

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 o С — 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 о С 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 о С при 25 о С. 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 о С до 150 о С, и имеются приборы (как правило, со стеклянным покрытием), которые работают при 400 о С 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 о С до +150 о С. 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 о С.

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 о С. 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 о С или около того. Если такой термистор непрерывно работает при 150 о С, то дрейф может измеряться несколькими градусами за год. Низкоомные термисторы (к примеру, не более 1000 Ом при 25 о С) зачастую ещё хуже – их дрейф может быть замечен при работе приблизительно при 70 о С. А при 100 о С 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 о С 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/ о С , 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/ о С следует помнить, что аналогично тому, как сопротивление термистора изменяется в зависимости от температуры, изменяется и его рассеиваемая мощность.

Уравнения для термисторов

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 о С.

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 (о С +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 о К.

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 о С; другие – 25 и 75 о С.

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 о С на участке в 100 о С. 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 % о С. 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 о С. 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 о С, 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 о С или ±0,1 о С в диапазоне 0 -70 о С и меньшей точностью при –80 о С и +150 о С. Имеются специальные высокостабильные дисковые термисторы со стеклянным покрытием, имеющие допуски не свыше 0,05 о С. 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 о С): 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.

1

3

4

2

Рис. 4. Сопротивление термистора с отрицательным ТКС уменьшается по мере его нагрева большими токами до тех пор, пока термистор не перейдет в область отрицательных сопротивлений:

1-падение напряжения; 2-ток; 3-жидкость; 4-воздух.

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

Шашков А.Г., Терморезисторы и их применение. М.1967.

Термоэлектрические измерительные преобразователи. Лекция по курсу «Электрические измерения механических величин». Ростов – на – Дону.1977

Сэми К. Измерительные термопары и терморезисторы. Перевод из журнала Отомэсён 1988. Т.33. №5.

Термисторы для регулирования температур — Справочник химика 21

    Полупроводниковые сопротивления (терморезисторы, термисторы) предназначаются как для измерения, так и для регулирования температуры. Благодаря малым размерам их тепловая инерционность очень низка, что важно при измерении сравнительно быстро меняющихся температур. Малые габариты позволяют также с их помощью измерять температуру в малодоступных местах и монтировать их в самые миниатюрные приборы. [c.157]
    Термисторы могут быть использованы также для очень точного регулирования температуры. В таком случае в мостовую систему можно подключить терморегулятор. [c.250]

    Чтобы обеспечить работу при отношении сигнала к шуму, равном 100 1, обычно применяется усиление сигнала в 10—40 раз с помощью усилителя постоянного тока со стабильным нижним уровнем. В хорошо спроектированной термисторной мостовой схеме шумы не должны выходить за пределы 0,5—2 мкв, что делает возможным использование полной рабочей шкалы от 50 до 200 мкв. В этих пределах температурная чувствительность термисторов высока вследствие несовершенного согласования элементов (термисторы обычно применяются для измерения изменений температуры от 10 до 10 °С), и поэтому необходимо уделить особое внимание термостатированию колонки и ячейки. Электрическое термостатирование с требуемой точностью (с отклонениями около 0,01° С) затруднительно. Паровая баня является простейшим средством удовлетворительного регулирования температуры, позволяющим, при наличии хорошей изоляции, держать дрейф на уровне 10 мкв/ч и менее. [c.324]

    Несмотря на этот существенный недостаток, термисторы в настоящее время довольно часто употребляются для измерения температуры, особенно в том интервале, где они обладают большей стабильностью (—60—[-100°С). Применение их целесообразно прежде всего в тех случаях, когда воспроизводимость показаний имеет меньшее значение, чем термометрическая чувствительность, например при измерении малых разностей температур, а также в ряде устройств для автоматического регулирования температуры и др. В частности, термисторы нередко применяются в калориметрии как для измерения температуры калориметра, так и для регулирования температуры оболочки. Малые габариты термисторов делают удобным их размещение в приборах даже очень небольшого объема и обусловливают их небольшую термическую инертность. Иногда термисторы помещают в герметичный защитный чехол, что несколько повышает их стабильность . [c.129]

    Система регулирования температуры состоит из воспринимающего элемента, регулирующего элемента, который преобразует информацию, полученную от воспринимающего элемента, и нагревательного или охлаждающего элемента, который управляется регулятором. Обычно на корпусе машины имеется несколько зон обогрева, каждая из которых регулируется индивидуальным регулятором. Наибольшее распространение получили регуляторы, датчиками температуры в которых являются термопары. Существуют также системы, в которых замер температур производится термисторами или биметаллическими элементами. Термопары, которые служат для регулирования температуры корпуса, должны быть расположены так, чтобы температура внутренней поверхности корпуса поддерживалась на заданном уровне, а колебания температуры около этого значения были минимальны. [c.273]


    Для измерения и регулирования температуры предназначены полупроводниковые сопротивления (терморезисторы, термисторы). Благодаря малым размерам с их помощью можно измерять температуру в малодоступных местах и монтировать их в миниатюрные приборы. Для работы в жидких средах применяют герметизированные терморезисторы типа ММТ-4, ММТ-6, КМТ-4 и др. [c.27]

    Кристаллы титаната бария или бария и стронция с добавкой 0,003% лантана, редкоземельных элементов, висмута и тория применяются как термисторы. Последние используются в простых электронных системах регулирования температуры в качестве прерывателей электрического тока, в автоматических коммутаторах и др. [c.86]

    В промышленности химических волокон термисторы применяются в качестве датчиков для измерения и регулирования температуры в различных устройствах автоматики. [c.29]

    Воздух нагревали электрическим калорифером (мощность 100 кет), со стоящим из восьми параллельных секций. Две из них были включены в сеть автоматического регулирования температуры. В качестве датчиков температуры использовали термисторы. Точность автоматической системы О, Г С. Температуру воздуха изменяли от 25 до 150° С. Влажность воздуха в трубе поддерживали постоянной при помощи специальной системы автоматического регулирования. Относительную влажность воздуха изменяли от 5 до 80%. [c.98]

    Для регулирования давления внутри калориметра, контролируемого манометром 19, изменяют поток газа-носителя через капиллярную трубку, в результате чего изменяется скорость испарения. Давлеше можно регулировать также винтовым зажимом 20 и вентилем-натекателем 21. Натекатель состоит из металлической трубки и полистиролового стержня. Стержень но догнан по трубке так, чтобы можно бьшо изменять натекание из азотного баллона 22 в вакуумный баллон 23. Перемещая стержень натекателя, можно регулировать давление внутри калориметра. Температуру калориметра определяют по термистору, образующему одно из плеч мостовой схемы. [c.20]

    Детектор с термисторами обладает оптимальной чувствительностью в области температур от 35 до 50 Со. Максимальная чувствительность термистора устанавливается экспериментально путем подбора тока в 10—20 ма. Это легко достигается многократным вводом пробы постоянной величины и регулированием тока моста до получения пика максимальной высоты. График зависимости высоты пика от тока показывает оптимальную область значений тока для данной ячейки, температуры и скорости потока газа-носителя. [c.66]

    Автор настоящей статьи применял для выращивания кристаллов методом разности температур 325-миллилитровую ячейку, изображенную на рис. 22. Верхняя часть ячейки содержит зародыш, мешалку и термистор, являющийся частью схемы мостика Уитстона, который регулирует температуру наружной бани с точностью до 0,01°. В нижней части ячейки находятся две серебряные перегородки и у самого дна — нихромовый нагреватель, помещенный в стеклянную трубку проводники нагревателя заключены в водонепроницаемую пластиковую изоляцию, плотно присоединенную к концу стеклянной трубки. Большие куски питающего вещества расположены вокруг нагревателя. Верхняя из двух перегородок имеет отверстия, площадь которых составляет 10% площади перегородки, а по периферии нижней имеется щель, составляющая 1% площади перегородки. Область между перегородками позволяет пересыщенному раствору, образующемуся в камере питающего вещества, достигнуть температуры, при которой происходит рост, до того как он попадет в камеру роста. Степень пересыщения в камере роста контролируют регулированием количества электроэнергии, подаваемой на нихромовый нагреватель. [c.216]

    В датчике прибора имеются колонки внутренним диаметром приблизительно 4 или 2 мм, свернутые в спираль вокруг алюминиевого цилиндрического блока, снабженного нагревателем и термопарой. Температура колонки 50—150 °С (в последних моделях максимальная рабочая температура достигала 220—250 °С). Имеются трубки для предварительного нагрева газа-носителя, катарометр с нитями или термисторами, снабженный системой термостатирования, фильтр для анализируемого продукта и три шестиходовых мембранных клапана. Система мембранных клапанов позволяет использовать многоступенчатые схемы обратную продувку, полуобратную продувку и анализ на колонке, состоящей из трех секций. Регистратор этого хроматографа наряду с записью хроматограммы может подавать пневматические сигналы, что позволяет включать прибор в схему регулирования. [c.300]

    Полупроводниковые реле температур. К полупроводниковым реле температур относятся двухпозиционные температурные ПТР и ПТР-2М, трехпозиционное реле ПТР-3, прибор для пропорционального регулирования ПТР-П. Эти приборы изображены на рис. 67, а. В качестве датчиков применяют термисторы, а для усиления сигнала— транзисторы с электромагнитными реле. [c.157]

    Для автоматического регулирования применено трехпозиционное электронное реле температуры с термистором Тм в качестве датчика. Реле температуры в зависимости от действительной температуры воды может вырабатывать сигналы Ниже, Норма и Выше. Сигнал Ниже означает, что температура опустилась ниже заданного значения и требуется уменьшить холодопроизводительность машины. Сигнал Норма — холодопроизводительность соответствует тепловой нагрузке. При сигнале Выше требуется увеличить холодопроизводительность машины. [c.231]


    Термисторы указанных типов применяются для регулирования и измерения температур. Допускаемое отклонение от номинального значения сопротивления при 20° С составляет, по договоренности с изготовителем, 5. 10 и 20 . [c.67]

    Оксиды никеля и кобальта в комбинациях с оксидами других металлов (лития, магния, марганца, титана и др.) используются в производстве полупроводников, имеющих очень высокие температурные коэффициенты сопротивления, превосходящие раз в двадцать температурные коэффициенты сопротивления металлов, о дает возможность использовать их для изготовления приборов, называемых термисторами (термосопротивления). С помощью термисторов удается измерять температуру с точностью до 0,0005° С град. Область измерения температуры такими приборами простирается примерно от—70 до 300 С. Термисторы находят применение в различных ус1ановках для регулирования температур, в сигнальных установках и т. п. Микротермосоп-ротивления все больше начинают внедряться в биологические и медицинские исследования. Болометры с чувствительными термосопротивлениями в виде тонкой пленки, предназначенные для измерения интен- [c.352]

    Датчик (см. рис.. 5) состоит из крана КЗД-1 2 , трех колонок 16, позволяющих получить общую длину ъ 9 м, четырехходового мембранного пневматического клапана 15, катарометра с термисторами 14, термостата с нагревателем и двух термометров сопротивления, из которых один предназначен для регулирования температуры, а другой — для ее контроля. Перечисленные узлы находятся в корпусе и ракрыты с двух сторон крышками. [c.366]

    Значительно больший температурный коэффициент сопротивления имеют электронные полупроводники (термисторы). Их сопротивление изменяется при 300° приблизительно %1град, при 25° около А% град, при —50° около 6—8% град. Поэтому они особенно удобны для измерения и регулирования температуры при комнатной температуре и ниже (например, при измерении понижения точки замерзания) и их применение для этой цели все возрастает [113—115] .  [c.94]

    Узел детектора предназначен для обеспечения постоянства температуры пространства, окружаюш его элементы из термисторов при номинальном регулировании температуры. Большая масса латунных блоков служит тепловым буфером, усредняющим колебания температуры ( 1°) печи детектора. При выборе таких условий теплонотерь, когда происходит от 1 до 5 [c.131]

    Прогрессивным в технике ДТА является применение термисторов для измерения и регулирования температуры [24— 29]. Быстрое развитие полупроводниковой техники, огромная, по сравнению с термопарами, чувствительность термисторов приведет, несомненно, в ближайшее время к массовому внедрению этих приборов в практику дифференциально-термического эксперимента. Однако нестабильность характеристик термисторов не позволяет их широко использовать в настоящее время в прецизионной термометрии. Значительная работа в освоении полупроводниковых датчиков проделана Ленинградским институтом рыбного хозяйства, где Конокортиным и Гречко [30] созданы оригинальные термоизмерительные приборы. [c.242]

    Простые регуляторы могут быть выполнены с применением полупроводниковых триодов. Комбинация транзисторного усилителя на входе и лампового на выходе позволяет согласовать низкоомный мост с высокоомным входом лампового усилителя и получить большой коэффициент усиления На рис. XIII.34 приведена схема, в которой чувствительный элемент (термистор КМТ-1) входит в измерительный мост, питаемый переменным током. Сигнал разбаланса усиливается двухкаскадным усилителем, выходной каскад является фазочувствительным. Режим транзистора подобран так, что при балансе моста на сетке лампы имеется смещение в 1 в. Точность регулирования температуры 0,05° С. [c.421]

    Наиболее распространенный метод регулирования температуры колон ки состоит в том, что ее помещают в воздушную баню. Подробное рассмотре ние электронных схем регулирования выходит за рамки настоящей книги В одном из приборов (фирмы Perkin-Elmer orp. ) чувствительным элемен том служит бусинка термистора, расположенная в термостате колонки. Она представляет собой одно из плеч схемы моста Уитстона, которую компенсируют при необходимой температуре с помощью рукояток грубой и точной настройки так, что напряжение на выходе моста равно нулю. Когда температура термостата превосходит заданное значение, мост выходит из равновесия и на выходе возникает напряжение, выключающее реле, благодаря чему выключается нагреватель термостата. Когда термостат охлаждается до температуры ниже заданной, мост вновь выходит из равновесия и возникающий сигнал включает нагреватель. Нагревателем служит проволочная обмотка. Циркуляция воздуха в нагревателе и камере осуществляется электрическим вентилятором. [c.79]

    На дне калориметра имеется плоская спираль И, иготовленная из тонкостенной стальной трубки с нагревательным элементом из манганина (диаметр 0,1 мм, длина 50 см). Спиральная трубка покрыта тонким слоем низкоплавкого серебряного припоя, который покрыт серебром. Манганиновая проволока припаяна к 0,4-миллиметровым медным прово-ддм, которые ведут к контакту 12. Центральный высверленньгй канал 1 содержит термистор 13, бусинка которого погружена в парафиновое масло. На рис. 12 показана схема собственно калориметра, помещенного в хромированный латунный бачок, образующий оболочку калориметра. Бачок, в свою очередь, помещен в водяной термостат с колебаниями температуры не более 10 К. Термостатированный газ-носитель, выходящий из медной трубки 14, проходит через стеклянную капиллярную трубку 15 перед входом в калориметр. Для выхода газа и регулирования разности давлений на входе и выходе служит тройник 16. Температуру проводов выравнивают с помощью медной пластины 17. Выше [c.22]


Методы термометрии в стоматологии. Термоэлектрические явления в проводниках и полупроводниках. Терморезисторы (термисторы) и их применение, страница 2

Полупроводниковые терморезисторы (термисторы) представляют собой смесь окислов некоторых металлов, спрессованных и спеченных при высоких температурах. В отличие от проводников, у которых сопротивление линейно возрастает с повышением температуры (рис.1), зависимость сопротивления полупроводника от абсолютной температурой описывается экспоненциальной функцией Rn=АеВ/Т, (рис.2)

А и В – постоянные, Т – абсолютная температура.

Сопротивление термистора с повышением температуры уменьшается, причем абсолютная чувствительность термистора К=DR/DТ больше чем у проводников.

Для того, чтобы лучше реализовать это свойство термистора, его помещают в одно из плеч электрической схемы, называемой мостом Уитсона (рис.3). мост состоит из четырех сопротивлений, включенных в его плечи Rм, R2, R3, Rт, где Rм – магазин сопротивлений, Rт – термистор. В диагонали моста ВД находятся гальванометр (Г). если с помощью магазина сопротивлений (Rм) добиться отсутствия тока на участке ВД (стрелка гальванометра на нуле), то простые вычисления приведут к соотношению:

Rт=RмR2/R1

Если R1=R2, то Rт=Rм.

Для сбалансированного моста сопротивление термистора равно сопротивление магазина сопротивлений.

Если изменить температуру среды, в которую помещен термистор, то его сопротивление будет соответственно изменяться.


Можно построить график зависимости сопротивления термистора от температуры Rт=Rм=f(Т),   (рис.4)

По такому градуировочному графику (сбалансированного моста и определив Rт), можно найти температуру тела. Если гальванометр в диагонали моста Уитсона проградуировать в градусах (неуравновешенный мост), то можно термистором измерять температуру непосредственно по шкале прибора, не пользуясь градуировочным графиком.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ЭЛЕКТРОМЕТРА МЕДИЦИНСКОГО ТПЭМ–1.

ТПЭМ–1 представляет собой прибор для измерения температуры со шкалой, градуированной в градусах Цельсия. Принципиальная схема ТПЭМ–1 представляет собой неуравновешанный мост сопротивлений Уитсона (рис.3), в одно из плеч которого включен терморезистор (Rт), сопротивление которого изменяется в зависимости от изменения температуры контактирующей с ним среды. При изменении сопротивления терморезистора стрелка микроамперметра А показывает изменения температуры в градусах Цельсия. Прибор ТПЭМ–1 имеет набор датчиков, форма и размеры которых соответствуют определенному функциональному назначению.

Внешний вид ТПЭМ–1 представлен на Рис.5.

Подготовка ТПЭМ–1 к работе.

1. Проверить положение стрелки указателя 4. В положении «В» (включено) ручки переключателя 4 стрелка должна совпадать с отметкой шкалы +29оС.

2. поставить ручку переключателя 4 в положение К (калибровка напряжения) и резистором 3 установить стрелку указателя на отметку шкалы +42оС (рабочее напряжение прибора).

3. поставить ручку переключателя 4 на требуемый диапазон измерений, отмеченный красной или синей точкой на панели указателя. Стрелка указателя установится на отметке температуры окружающей среды. Прибор готов к проведению измерений.

Погрешность ТПЭМ–1 со стержневым датчиком +0,10 С

Приборы и принадлежности: стоматологическая установка УС-30, электротермометр ТПЭМ-1.

Порядок выполнения работы:

1.  Ознакомиться с основными узлами стоматологической установки УС–30.

а) Определить значение каждого узла и его параметры;

б) Освоить последовательность включения и отключения каждого узла;

в) Ознакомиться с техникой безопасности при работе с УС–30.

Применение термисторов | Вариом

Термистор — это датчик температуры. Они очень маленькие, относительно дешевые и очень быстро реагируют на изменение температуры.

Термисторы состоят из небольшого шарикового резистора и двух проводов, которые можно подключить к электрической цепи. Изменение температуры будет означать изменение сопротивления резистора, которое можно обнаружить и измерить по электрическому выходу цепи.

Термисторы

очень разнообразны и часто используются для регулирования напряжения, выдержки времени, защиты цепи и регулировки громкости.

Существует два основных типа термисторов; Термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) или положительным температурным коэффициентом (PTC). Большинство термисторов, которые мы поставляем, являются термисторами NTC, PTC также являются частью нашего ассортимента продукции.

При использовании термистора NTC при повышении температуры сопротивление уменьшается.

И наоборот, при снижении температуры сопротивление увеличивается.

Термистор PTC работает по-другому; при повышении температуры сопротивление увеличивается, и аналогично при понижении температуры сопротивление также уменьшается.

Применение термисторов  

Благодаря тому, что они доступны в различных размерах и просты в использовании, термисторы используются в различных приложениях в различных отраслях промышленности

Применение термисторов — бытовые (бытовая техника)

Термисторы очень распространены, и вы можете быть удивлены, узнав, сколько приборов в домашних условиях используют термисторы для контроля и измерения температуры.Некоторые из этих приложений;

  Микроволновые печи/ Котлы — термисторы контролируют внутреннюю температуру и не допускают ее перегрева

Устройство защиты цепи — термисторы контролируют скачки напряжения и обеспечивают подачу нужного количества энергии через подключенное устройство

Цифровые термометры — термометры часто используют термисторы в качестве чувствительного элемента температуры, поскольку они имеют быстрый отклик и являются точными.

Применение термисторов — коммерческие

Обогрев салона автомобиля — для обеспечения правильной температуры автомобиля часто используются термисторы 

Производство — термисторы используются в качестве «автоматического выключателя» на производственных объектах; если температура станет опасно высокой, термистор вызовет разрыв цепи.

Холодильное оборудование HVAC — термисторы используются для измерения строительных и управляющих процессов.Это увеличивает контроль и эффективность.

3D-принтеры — термисторы используются для регулирования температуры, поскольку они должны контролироваться точно 

Медицинское применение — когда необходим точный мониторинг температуры, используется термистор, поскольку он обладает высокой чувствительностью и определяет незначительное изменение температуры. Они используются для катетеров, оборудования для мониторинга пациентов и диализа 

Пищевая промышленность и производство напитков — термисторы могут использоваться для контроля температуры в средах обработки и обработки продуктов питания/напитков, чтобы гарантировать, что они поддерживаются при правильной температуре.

Термисторы Variohm  

Наш ассортимент термисторов NTC имеет либо стекло, либо эпоксидное покрытие, что делает их надежными в различных средах. Они доступны в различных размерах и допусках.

Термистор 10K

Термистор 100K

Термистор 1K

Термистор 30K

Термистор 3K

Термистор 5K

Термистор 50K

Для получения дополнительной информации о наших термисторах или любом из продуктов в нашем ассортименте, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Применение термисторных датчиков

— универсальный учебный центр

ИЗМЕРЕНИЕ ИЛИ КОНТРОЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ

Если ваши приложения с термисторными датчиками связаны либо с измерением температуры, либо с регулированием, эти статьи — отличные статьи для прочтения.

 

Измерение температуры с помощью моста Уитстона

  • Проблема получения точного измерения сопротивления состоит в том, чтобы смягчить эффект нагрузки цепи измерителем.Использование моста Уитстона решает эту проблему. Прочитайте статью полностью.
  • К вашему сведению: что такое мост Уитстона. Мост Уитстона представляет собой сеть из четырех сопротивлений, источника электродвижущей силы (ЭДС) и гальванометра, соединенных таким образом, что при совпадении четырех сопротивлений гальванометр показывает нулевое отклонение.

Стеклянные термисторы для автомобильного и промышленного применения  – контроль температуры

  • Если вашим приоритетом является высокая точность и долговременная стабильность, правильным выбором будет серия термисторов Ametherm DG со стеклянным корпусом NTC.

Сменные термисторы Accu-Curve Precision  – измерение температуры

  • Последнее, что вам нужно сделать, если вам нужно заменить термистор, — это повторно откалибровать замену, если в этом нет необходимости. Эти термисторы взаимозаменяемы, поэтому повторная калибровка не требуется, что экономит время.

Термисторы, используемые для измерения температуры в озере Тахо  – Измерение температуры.

  • Узнайте, почему ученые Центра экологических исследований Тахо полагаются на термисторы NTC для измерения меняющейся температуры озера.Глобальное потепление привело к повышению температуры озера, что отрицательно скажется на эхо-системе озера и его обитателях. Прочитайте полную историю.

Термистор Датчик температуры Пример пожарной сигнализации  – Измерение температуры

  • Поскольку термисторы NTC играют решающую роль в определении температуры, они предлагают лучший способ обнаружения возгорания. Быстро реагируют на изменение температуры; не обнаружение дыма или тлеющего огня, чтобы предупредить вас об опасности.

 

КОНТРОЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ ИЛИ КОМПЕНСАЦИЯ

Вы обнаружите, что эти статьи являются отличным источником информации, если ваши приложения с термисторными датчиками связаны либо с контролем температуры, либо с компенсацией

 

Термическая постоянная времени и термисторы NTC – практическое исследование

В этой статье рассматривается тепловая постоянная времени и ее связь с термисторами NTC.Он покажет вам, как измерить тепловую постоянную времени, и проведет вас через эксперимент, используемый для демонстрации одного конкретного метода измерения.

Датчик температуры для цепей управления и компенсации — Контроль температуры и компенсация

Узнайте, как настроить мостовую сеть в приложениях с термисторными датчиками для контроля температуры или схемы компенсации.

 

Термисторы Accu-Curve для высокоточного измерения температуры — контроль температуры

  • Термисторы ACCU-CURVE™ используются для высокоточного измерения температуры, контроля и компенсации в медицинских, промышленных и автомобильных приложениях.Они обеспечивают долговременную стабильность и надежность в широком диапазоне температур.

Термисторы NTC, используемые в Tesla Hyperloop Pod — контроль температуры

  • Узнайте, как Tesla использовала термисторы NTC в проекте Hyperloop Pod, чтобы создать тепловую карту для мониторинга и контроля температуры в двигателе Pods

Цепи температурной компенсации — Температурная компенсация

  • Температурная компенсация является распространенной проблемой катушек или соленоидов.Эти металлы имеют положительный температурный коэффициент при повышении температуры. Узнайте, как постоянный параллельный резистор используется для снижения температурного коэффициента до приемлемого предела.

Управление вентилятором с помощью термистора в игровых приложениях — контроль температуры

  • Термисторы NTC проникают в новые и неизвестные области, где они работают очень хорошо. В этом году EVGA; американская компания, производящая компьютерное оборудование, модернизировала свой ведущий вентилятор кулера, чтобы лучше контролировать и охлаждать силовые компоненты с дополнительным использованием термисторов NTC.Подробнее.

Классификация, принципы работы, области применения и преимущества

Термистор — это специальный тип резистора, сопротивление которого зависит от температуры. В этом посте будет подробно рассказано о том, что такое термистор, его различных типах, принципах работы, различных применениях, преимуществах и недостатках.

Что такое термистор

Термистор — это твердотельный электрический компонент с двумя выводами, сопротивление которого зависит от температуры. « Therm al Res istors » кратко называются термисторами.Он изготовлен из оксида металла и полупроводника в форме шарика, диска или цилиндра, а затем заключен в капсулу из такого материала, как эпоксидная смола или стекло.

Рис. 1 – Знакомство с термистором

Термистор был открыт Майклом Фарадеем, когда во время своих экспериментов он заметил, что сопротивление сульфида серебра уменьшается при повышении температуры. Благодаря этому исследованию Сэмюэл Рубен изобрел первый коммерческий термистор в 1930-х годах.Его также называют термометром сопротивления, и поэтому они широко используются в качестве датчиков температуры.

Рис. 2 — Символ термистора (A) Международный стандарт (B) American Standard

Типы термисторов

Существует два вида термисторов, а именно:

  • NTC (негативный температурный коэффициент) Термисторы
  • PTC (положительный температурный коэффициент) Термисторы

NTC (отрицательный температурный коэффициент) Термисторы

Этот тип термистора определяется как термочувствительный резистор.Его сопротивление уменьшается точным и предсказуемым образом по мере увеличения температуры ядра в определенном диапазоне температур.

Эти устройства используются в качестве резистивных датчиков температуры. У них очень большой коэффициент температурной чувствительности. NTC можно использовать при больших перепадах температур от -50°C до 200°C.

Рис. 3 – Кривая NTC в зависимости от кривой RTD

Характеристическая кривая NTC, показанная на рис. 3, показывает, что термисторы NTC имеют отчетливо крутой наклон зависимости сопротивления от температуры по сравнению с термометрами сопротивления (RTD). .

Термисторы NTC делятся на два типа в зависимости от используемого материала. Это:

  • Термисторы с шариками
  • Термисторы с дисками и чипами
Термисторы с шариками
  • Изготовлены из проводов из платинового сплава, которые спечены в керамический корпус.
  • Они быстро реагируют и работают при более высоких температурах, чем другие датчики.
  • Они очень хрупкие.
  • Часто их закрывают стеклом, чтобы защитить от повреждений при сборке и повысить стабильность измерений.
Дисковые и чип-термисторы
  • Больше, чем шариковые термисторы.
  • Они оба имеют металлические поверхности.
  • Время их реакции меньше, чем у шариковых термисторов.
  • Их размер позволяет им иметь большую мощность при повышении температуры на 1°C.
  • На самом деле, они могут работать с более высокими токами лучше, чем термисторы-бусинки.
  • Размеры варьируются от 0,25 мм до 25 мм в диаметре.

Рис.4 – Внешний вид термисторов

Термисторы PTC (положительный температурный коэффициент)

Термистор PTC определяется как термочувствительный резистор. Его сопротивление существенно увеличивается с температурой. Они часто изготавливаются из поликристаллических керамических материалов.

PTC очень устойчивы в исходном состоянии, поэтому в них добавляют примеси, чтобы сделать их полупроводниковыми. Их температура перехода колеблется между 60°C и 120°C.

Термисторы PTC делятся на группы в зависимости от материалов, из которых они сделаны, и их конструкции.Они:

  • Силистор PTC термисты
  • Термисторы типа коммутатора

9

Рис. 5 — Классификация термисторов 29 Рис. 5. — Классификация термисторов

Силисторные термисты PTC
  • Эти термистоты используют легированный кремний для их полупроводности.
  • Легированный кремний производится путем добавления примесей в кремний, чтобы превратить его из изолятора в проводник.
  • Они изготавливаются из чрезвычайно тонких листов кремния, а затем придаются различной форме.
  • Используются в качестве датчиков температуры.
Термисторы PTC переключающего типа
  • Изготавливаются из поликристаллических материалов.
  • Затем эти материалы измельчают, смешивают и формуют; затем их спекают.
  • Производственный процесс должен быть чистым, поскольку примеси в консистенции материалов приведут к значительным изменениям их тепловых и электрических свойств.

Как работает термистор

Давайте разберемся с принципом работы системы контроля температуры, в которой используется термистор.Система состоит из:

  • Блок определения температуры
  • Блок контроля температуры
  • Блок графического интерфейса пользователя

Блок контроля температуры

Термистор вместе со схемой делителя напряжения используется для определения текущей температуры системы. Термистор создает разное сопротивление для разных температур, что приводит к разному падению напряжения в цепи делителя. АЦП преобразует эти аналоговые сигналы в цифровые образцы.

Блок контроля температуры

Этот блок состоит из микроконтроллера, ЦАП, дифференциального усилителя мощности.Микроконтроллер непрерывно получает цифровые выборки от АЦП и определяет температуру системы. Он сравнивает фактическую температуру с температурой, необходимой системе для бесперебойной работы.

Рис. 6 – Блок-схема блока контроля температуры

Затем 8-битный выходной сигнал микроконтроллера преобразуется обратно в аналоговый сигнал с помощью ЦАП. Затем этот сигнал подается на дифференциальный усилитель/усилитель мощности для повышения или понижения температуры системы.

Блок GUI

Блок GUI (графический интерфейс пользователя) предназначен для связи конечного пользователя с системой. Пользователь может прочитать различные настройки системы и внести необходимые изменения.

Применение термистора

Ниже приведен список некоторых применений термистора:

  • Цифровые термометры используют термисторы для регистрации температуры тела и отображаются на маленьком экране термометра.
  • Они широко используются в автомобилях для определения и записи температуры масла и охлаждающей жидкости в двигателе, что помогает нам понять, когда автомобиль перегревается.
  • Любой аккумулятор имеет встроенный термистор. Он регулирует температуру и помогает батарее не сгореть.
  • Они также используются в компьютерной электронике, такой как процессор, жесткие диски, ЖК-дисплеи и т. д.
  • Они широко используются в бытовой электронике, такой как холодильники, стиральные машины и электрические плиты, микроволновые печи и т. д.

Преимущества термистора

Преимущества термисторов:

  • Они маленькие и занимают очень мало места.
  • Объем производства высок, поэтому затраты на производство низкие, поэтому они дешевы в использовании.
  • Термисторы NTC обладают превосходной чувствительностью. Они сделаны из чистейших материалов, которые способствуют этой чувствительности.
  • Они быстро и эффективно реагируют в небольшом диапазоне температур.

Недостатки термистора

Ниже приведен список недостатков термистора:

  • Характеристика устойчивости к температуре нелинейна.
  • Некоторые термисторы не выдерживают значительных перепадов температур, необходимых для определенных моторов или двигателей.
  • Они должны иметь лучшее экранирование линий электропередач, чтобы сделать их более связанными с заземлением.
  • Им нужен ток возбуждения или, более известный как источник напряжения.
  Читайте также: 
  Что такое АТОМ — атомная структура, атомные модели и приложения 
  Законы Де Моргана – первый и второй закон, проверка и применение 
  Схема вычитателя — половинный вычитатель, полный вычитатель и приложения  

Термистор и его применение — 668 слов

Введение

Электрическое сопротивление является мерой сопротивления протеканию электрического тока внутри проводника.Устройства, которые были разработаны специально для обеспечения этой способности с электрическим значением, называются резисторами.

Существует множество типов резисторов, которые классифицируются как постоянные или переменные резисторы. Номиналы постоянных резисторов не меняются, поэтому фиксированы. Однако переменные резисторы изменяются в зависимости от их характеристик управления. Они также называются измерителями потенциала и включают в себя термисторы, реостаты и варисторы.

В этом документе рассматривается механизм работы и применение термисторов

Термистор: принцип действия

Термисторы представляют собой особый вид переменных резисторов, сопротивление которых изменяется при изменении температуры, т.е.е. изменение термической температуры приводит к изменению значения его сопротивления (Fraden 532). Это изменение можно интерпретировать или преобразовать в электрические сигналы. Это основной принцип работы всех термисторов

Термисторы классифицируются как электронные датчики температуры, поскольку они обнаруживают изменения температуры в пределах своего диапазона применения или окружающей среды и посылают необходимые сигналы в назначенную схему. Их типичные значения температуры находятся в диапазоне от -40 до 200 0 C, а рабочее сопротивление в диапазоне кВт (Fraden 532).

Основные характеристики, которые следует учитывать при использовании термистора, включают кривую температуры сопротивления, номинальное значение сопротивления, допуск сопротивления и лучший допуск. Допущение любого из этих факторов может привести к повреждению термистора.

Приведенные ниже уравнения термистора показывают некоторые соотношения, которые могут влиять на принцип работы термистора:

R = R 0 exp β (1/T-1/T 0 ) и P=C (T 2 -T 1 ),

Где T, T 0 – температура окружающей среды; R, R 0 — соответствующие сопротивления, а β — постоянная, а для мощного рассеивания P, C — постоянная рассеивания тепла (Padmanabhan 426).

Типы термисторов

Термисторы могут быть с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) или с положительным температурным коэффициентом (PTC). Для термистора NTC сопротивление уменьшается пропорционально температуре, а для термистора PTC сопротивление увеличивается пропорционально температуре.

Большинство термисторов NTC изготавливаются из оксидов металлов. Оксиды превращаются в порошок и прессуются при нагревании. Однако некоторые термисторы NTC просто кристаллизуются из полупроводников.Термисторы PTC изготавливаются путем введения небольшого количества полупроводников в поликристаллическую керамику (Fraden 539).

Применение термистора

Релейные цепи

Термисторы PTC используются для регулирования температуры печи с цифровым управлением. Принцип работы основан на способности термистора преобразовывать тепловые сигналы в электрические сигналы и схемы компаратора для сравнения сравниваемых напряжений (Padmanabhan 219).

Сопротивление термистора увеличивается с увеличением температуры духовки.При определенной критической температуре компаратор не сможет выдать сигнал, поддерживающий включенное состояние цепи. Таким образом автоматически отключается вторичный контур для отопления.

Аккумуляторы

Некоторые аккумуляторы могут заряжаться при всех универсальных естественных температурах, а другие нет. Это не должно быть проблемой конечного потребителя пользователя. Кроме того, аккумуляторные батареи необходимо контролировать и защищать в течение периода зарядки. Поэтому производители установили интеллектуальные схемы проектирования, которые работают под термистором NTC.

Термистор NTC используется для поддержания диапазона температур окружающей среды для оптимальной работы систем зарядки или для быстрой зарядки аккумулятора. Во время цикла зарядки от 5 до 10 секунд термистор NTC измеряет температуру батареи, может обнаруживать изменения в повышении температуры батареи и может быть защищен от ненормальной зарядки. Для определения остаточного заряда во время разряда NTC выполняет температурную компенсацию для арифметического измерения напряжения.

Термовентиляторы

В этом типе установки термистор определяет, когда температура превышает определенный заданный предел.При превышении этой критической температуры вентилятор включается и работает до достижения порога, после чего выключается.

Схема предполагает использование симистора в качестве переключателя. Симистор включается только тогда, когда напряжение затвора превышает внутренний ток триггера. Симистор будет продолжать работать до тех пор, пока сохраняется внутренний триггерный ток. Вентиляторы сетевого напряжения работают от сети переменного тока

Другие приложения

Другие приложения включают расходомеры, схемы отклонения ТВ, схемы временных задержек и вакуумметры.

Процитированные работы

Fraden, Jacob. Справочник по современным датчикам: физика, конструкция и применение . Лондон: Springer, 2010. печать.

Падманабхан, Таттамангалам. Промышленные приборы: принципы и конструкция. Лондон: Springer, 2000. печать.

Этот отчет о термисторе и его применении был написан и представлен вашим сокурсником. Вы можете использовать его для исследовательских и справочных целей, чтобы написать свою собственную статью; тем не менее, вы должны цитировать его соответственно.

Запрос на удаление

Если вы являетесь владельцем авторских прав на эту статью и больше не хотите публиковать свою работу на IvyPanda.

Запросить удаление

Нужен пользовательский образец отчета , написанный с нуля
профессиональный специально для вас?

Примеры применения термистора в повседневной жизни

В соответствии с различными температурными коэффициентами термисторы NTC делятся на: термистор с положительным температурным коэффициентом (термистор PTC), термистор с отрицательным температурным коэффициентом (термистор NTC).

Основные области применения термисторных резисторов включают:

Контроль температуры и определение температуры бытовых приборов, таких как индукционная плита, электрическая скороварка, рисоварка, электрическая духовка, шкаф для дезинфекции, диспенсер для воды, микроволновая печь, электронагреватель, промышленное оборудование, оборудование для защиты окружающей среды, метеорология, оборудование для пищевой промышленности и оборудование для автоматизации делопроизводства (например, копировальные аппараты, принтеры), определение температуры и температурная компенсация измерительных катушек, интегральных схем, кварцевых генераторов и термопар.

1. С помощью регулятора уровня жидкости поместите два термистора с отрицательным температурным коэффициентом в безопасное положение высокого и низкого уровня жидкости в контейнере и подайте фиксированный ток нагрева. Температура поверхности термистора внизу, погруженного в жидкость, такая же, как и периферийная температура, в то время как температура поверхности термисторного резистора, находящегося на воздухе в высоком месте, выше, чем периферийная температура. Если уровень жидкости затопляет высокое сопротивление, переполнение поверхности уменьшается, а значение сопротивления повышается, схема оценки может использовать изменение сопротивления, чтобы вовремя уведомить устройство сигнализации, а схема действия отключает впускной трубопровод жидкости для защиты поверхности жидкости. .Если уровень жидкости падает до низкого уровня, нижний терморезистор постепенно подвергается воздействию воздуха. В это время температура поверхности повышается, а сопротивление уменьшается. Схема оценки может использовать изменение сопротивления, чтобы быстро уведомить схему действия об открытии впускной трубы для жидкости для подачи жидкости.

2. Измерение температуры в качестве термисторного резистора для измерения температуры, общая структура проста, а цена низкая. Из-за большого сопротивления контактным сопротивлением в месте соединения можно пренебречь, и его можно использовать в дистанционных процессах телеметрии на расстоянии в тысячи метров.

3. Температурная компенсация использует отрицательные температурные характеристики, которые можно использовать для компенсации в некоторых электронных устройствах. Когда ток и температура увеличиваются из-за перегрузки, сопротивление термисторного резистора увеличивает обратный ток понижения, который играет роль компенсации и защиты. В это время следует отметить, что термистор должен быть подключен последовательно в электронной схеме.

4. Контроль температуры в электромеханической защите и управлении, термисторный резистор критической точки часто подключается последовательно в контур управления реле.Когда устройство сталкивается с внезапным сбоем и перегрузкой, это приводит к повышению температуры. Если значение сопротивления внезапно падает при достижении критической точки, ток реле превышает номинальное значение рабочего тока и действует на отключение и защиту.

Руководство по применению термисторов | библиотека

POSISTOR имеет три основные характеристики

1. Сопротивление – температурные характеристики

POSISTOR имеет три основные характеристики.
Несмотря на незначительную разницу между нормальной температурой и температурой точки Кюри, POSISTOR показывает почти постоянные характеристики сопротивления-температуры. Тем не менее, они имеют характеристики сопротивление-температура, которые вызывают резкое увеличение сопротивления, когда температура превышает точку Кюри.
Точка Кюри (C.P.) определяется как температура, при которой значение сопротивления в два раза больше, чем при 25°C.

2. Характеристики тока и напряжения (статическая характеристика)

Это показывает соотношение между приложенным напряжением, когда напряжение, подаваемое на POSISTOR, вызывает балансировку внутреннего нагрева и рассеивания внешнего тепла и стабилизированного тока.Это имеет как максимальную точку тока, так и постоянную выходную мощность.

3. Токо-временные характеристики (динамическая характеристика)

Это показывает соотношение между током и временем, прежде чем внутренний нагрев и внешнее рассеивание тепла придут в состояние равновесия. Отличается большим начальным током и резко непрерывным затухающим участком.

1. Пороговый ток защиты

Максимальное значение тока называется «защитным пороговым током» для зависимости напряжения от тока.Текущие характеристики (статические).
Когда в POSISTOR протекает ток меньше защитного порога, он достигает своей стабильности (как показано на рисунке справа) на пересечении (A) кривой нагрузки (a) и вольт-амперной характеристики POSISTOR (c). А POSISTOR работает как обычный постоянный резистор.
Однако при протекании тока, превышающего защитный порог, он стабилизируется на пересечении (B) с кривой нагрузки (b).

фигура 1

2. Диапазон защитного порогового тока

Защитный пороговый ток зависит от температуры окружающей среды, значения сопротивления, температурных характеристик и формы.(см. рис. 2) Максимальное значение тока срабатывания и минимальное значение тока удержания находятся в диапазоне температуры окружающей среды от -10 до +60°C.
То есть, когда ток меньше, чем ток удержания, POSISTOR работает только как постоянный резистор. Однако, когда протекает ток, превышающий порог отключения, POSISTOR защищает цепь от перегрузки.

фигура 2

3. Время работы

Период, начинающийся с момента подачи напряжения до момента резкого затухания самого тока, называется «время работы».» Обычно время работы (t0) определяется как период до тех пор, пока пусковой ток (I0) не снизится до уровня, равного половине первоначального пускового тока (I0/2).

Рисунок 3

Термистор: определение, типы, работа, конструкция

Использование термисторов имеет множество целей, так как они представляют собой простое устройство, которое изменяет свою устойчивость к температуре. Термистор — это термин, производный от слова «терморезистор», это термочувствительный резистор, дающий изменение сопротивления при изменении температуры.Термисторы используются по-разному, позволяя температуре среды, окружающей устройство, или самому устройству изменять свое сопротивление. Затем устройство обнаруживает это, начиная от широкого измерения температуры и заканчивая отключением от перегрузки и многими другими идеями. Термисторы можно найти во многих цепях и оборудовании, предлагая простой и экономичный метод базового измерения температуры.

Сегодня вы познакомитесь с определением, приложениями, диаграммой, символом, спецификацией, типами, историей, структурой и составом, а также работой термистора.Вы также познакомитесь с преимуществами и недостатками термисторов в различных областях их применения.

Подробнее: Резисторы

Что такое термистор?

Термистор — это термометр сопротивления или резистор, сопротивление которого зависит от температуры. Или мы можем сказать, что термисторы — это типы резисторов, сопротивление которых сильно зависит от температуры, чем у стандартных резисторов. Термистор и резистор — это два ключевых слова, на которые следует обратить внимание при выборе термистора.Их конструкция сделана из оксидов металлов, спрессованных в шарик, диск или цилиндрическую форму, а затем заключена в непроницаемый материал, такой как эпоксидная смола или стекло. Термисторы используются во многих цепях и оборудовании, обеспечивая простой и экономичный метод базового измерения температуры.

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 типа PTC).Это еще объяснит!

Подробнее: Общие сведения о резисторах для поверхностного монтажа (резисторы для поверхностного монтажа)

приложений

Применение термисторов очень широко благодаря их эффективности в цепях, и они очень привлекательны для использования. Однако применение термистора зависит от того, имеет ли термистор положительный или отрицательный температурный коэффициент. Применение термисторов с отрицательным температурным коэффициентом включает:

  • Термометры для очень низких температур используются в качестве резистивных термометров при измерениях при очень низких температурах.
  • Термисторы
  • NTC используются для контроля температуры аккумуляторных батарей во время зарядки. Это связано с тем, что современные батареи, такие как литий-ионные, очень чувствительны к перезарядке. Температура дает очень хорошее представление о состоянии зарядки и о том, когда цикл зарядки должен быть прекращен.
  • Термисторы
  • NTC обычно используются в современных цифровых термостатах.
  • Термисторы данного типа используются в качестве ограничителей пусковых токов в цепях электропитания.Первоначально они имеют более высокое сопротивление, что предотвращает протекание больших токов при включении, а затем нагреваются и становятся намного более низким сопротивлением, что позволяет протекать более высокому току во время нормальной работы. Эти типы термисторов обычно намного больше, чем измерительные термисторы, специально разработанные для этого приложения.
Схема термистора

Подробнее: Резистор с проволочной обмоткой

Применение термисторов с положительным температурным коэффициентом включает:

Устройства ограничения тока: термисторы PTC обычно используются в качестве устройств ограничения тока в электронных схемах, где они используются в качестве альтернативы плавкому предохранителю.Ток, протекающий через устройство при нормальных условиях, вызывает небольшой нагрев. Это не приводит к каким-либо неправомерным последствиям. Но если ток больше, то повышается до большего количества тепла, которое устройство, возможно, не сможет отдать в окружающую среду, и сопротивление увеличивается. В свою очередь, это приводит к большему выделению тепла в результате эффекта положительной обратной связи. Таким образом, по мере увеличения сопротивления ток падает, защищая устройство.

Помимо применения термисторов, термисторы обеспечивают простой, надежный и недорогой метод измерения температуры.Таким образом, они встречаются в самых разных устройствах от пожарной сигнализации до термостатов. Хотя они могут использоваться сами по себе, их также можно использовать как часть моста Уитстона для получения более высоких степеней точности. Кроме того, термисторы используются в качестве устройств компенсации температуры. Большинство приборов имеют положительный температурный коэффициент, их сопротивление увеличивается с повышением температуры. Термисторы с отрицательным температурным коэффициентом применимы там, где требуется стабильность. Они включены в схему для противодействия влиянию компонентов с положительным температурным коэффициентом.

Подробнее: Металлопленочный резистор

Символ цепи термистора

Термисторы распознаются с цепями по символу цепи. Этот символ использует в качестве основы стандартный прямоугольник резистора, а затем имеет диагональную линию, через которую он имеет небольшой вертикальный разрез. На приведенной ниже диаграмме показан широко используемый символ цепи. Доступны и другие типы, но они, как правило, следуют аналогичному подходу — обычно с использованием старого символа резистора в виде зигзагообразной линии в качестве основы с той же линией, проходящей через нее, что и с более традиционным прямоугольным резистором.

Стрелка рядом с буквой T означает, что сопротивление зависит от температуры. Направление стрелки или полосы не имеет значения. См. символ цепи ниже:

Подробнее: Резистор из углеродистого состава

 Технические характеристики и характеристики

Термисторы

имеют базовую спецификацию сопротивления, также необходимы другие факторы, такие как температурный коэффициент. Параметры, указанные в спецификациях, включают базовое сопротивление, допуск на базовое сопротивление, допуск B на коэффициент рассеивания тепла B, максимальную рассеиваемую мощность и диапазон рабочих температур.Термисторы — это очень полезная форма резисторов, которые можно использовать для определения температуры. Обычно они используются для регулирования температуры, защиты цепей и многих других целей. Их можно использовать в пожарных извещателях, поскольку они очень быстро реагируют на тепло и представляют собой надежную форму компонента для таких компонентов.

Характеристики термисторов определяются по следующей формуле:

Р 1 = Р 2   –  )

Где:

  • R 1 = сопротивление термистора при абсолютной температуре T 1 [ o K].
  • R 2 = сопротивление термистора при температуре T 2 [ o K].
  • = константа, зависящая от материала преобразователя (например, преобразователь генератора)

В приведенном выше уравнении зависимость между температурой и сопротивлением сильно нелинейна. Обычно стандартный термистор NTC имеет отрицательный температурный коэффициент теплового сопротивления около 0,05/ o C.

Подробнее: Резистор из углеродной пленки

Строительство и сооружения

При изготовлении термисторов два или более полупроводниковых порошка из оксидов металлов смешивают со связующим для образования суспензии.Небольшие капли этой суспензии формируются на свинцовых проволоках, а затем высушиваются в печи для спекания. Во время этого процесса суспензия будет сжиматься на подводящих проводах, создавая электрическое соединение. Обработанный оксид металла герметизируют, нанося на него стеклянное покрытие. Это стеклянное покрытие придает устройствам водонепроницаемость, помогая улучшить их устойчивость.

Термисторы

доступны в различных формах и размерах, и они могут быть изготовлены из различных материалов в зависимости от предполагаемого применения.Кроме того, температура, до которой они будут работать, является еще одним фактором. По своему внешнему виду или форме термисторы могут представлять собой плоские диски, используемые в приложениях, где они должны соприкасаться с плоской поверхностью. Они также могут быть выполнены в виде шариков или даже стержней для использования в датчиках температуры. Наиболее актуальная конструкция термистора очень зависит от пригодности приложения.

Как правило, термисторы из оксида металла используются для температур в диапазоне от 200 до 700 К.Эти типы термисторов изготавливаются из тонкодисперсного порошка материала, который прессуется и спекается при высоких температурах. Обычные материалы, используемые для этих термисторов, включают оксид марганца, оксид никеля, оксид кобальта, оксид меди и оксид железа.

С другой стороны, полупроводниковые термисторы используются для гораздо более низких температур. Германиевые термисторы более широко используются, чем их кремниевые аналоги, и используются для температур ниже 100 К, т. Е. В пределах 100 градусов от абсолютного нуля.Кремниевые термисторы можно использовать при температурах до 250 o К. Выше этой температуры устанавливается положительный температурный коэффициент.

Подробнее: Понимание варистора

Типы термисторов

Существует два типа термисторов: термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) и термистор с положительным температурным коэффициентом (PTC).

Термисторы NTC

:

В этих типах термисторов при повышении температуры сопротивление уменьшается, а затем при понижении температуры сопротивление увеличивается.Следовательно, в термисторах NTC температура и сопротивление обратно пропорциональны. Это наиболее распространенный тип термистора. Связь между сопротивлением и температурой термистора NTC определяется следующим уравнением:

Р Т = Р 0   –  )

Где:

  • R T = сопротивление при температуре T (K).
  • R 0 = сопротивление при температуре T 0 (К).
  • T 0 = эталонная температура (обычно 25 0 C).
  • = константа, значение которой зависит от характеристик материала. Номинальная стоимость принята равной 4000.

В термисторах NTC, если значение высокое, то соотношение резистор-температура очень хорошее. Таким образом, более высокое значение определяет большее изменение сопротивления при том же повышении температуры, следовательно, термистор обеспечивает повышенную чувствительность и точность.

С помощью первого выражения можно получить температурный коэффициент сопротивления.Вы должны знать, что это выражение для чувствительности термистора.

aT =  –  = –                           (2)

В приведенном выше уравнении aT имеет отрицательный знак, что указывает на отрицательную характеристику сопротивление-температура термистора NTC. Если  = 4000 К и T = 298 К, ​​то aT = – 0,0045/ К. Это намного выше, чем у платинового термометра сопротивления, и он сможет измерять очень небольшие изменения температуры. Хотя доступны альтернативные формы сильно легированных термисторов, но они стоят дорого.Имеют положительный температурный коэффициент.

Подробнее: Резистор из углеродной пленки

Термистор PTC:

Термисторы типа PTC, то есть термисторы с положительным температурным коэффициентом, имеют обратную зависимость между температурой и сопротивлением. Так, при повышении температуры сопротивление увеличивается, а при понижении температуры сопротивление уменьшается. Поэтому в резисторах с положительным температурным коэффициентом температура и сопротивление обратно пропорциональны.Эти типы термисторов не так распространены, как термисторы с отрицательным температурным коэффициентом, но они часто используются в качестве формы защиты цепи. Подобно функции предохранителей, термисторы PTC могут использоваться в качестве устройства ограничения тока.

Ток, проходящий через устройство, вызывает небольшой резистивный нагрев. Таким образом, если ток достаточно велик, чтобы генерировать тепло, устройство может отдать его окружающей среде, после чего устройство нагревается. В термисторах с положительным температурным коэффициентом нагрев также вызывает увеличение их сопротивления, что создает эффект самоусиления, который увеличивает сопротивление, тем самым ограничивая ток.Таким образом, он действует как устройство ограничения тока, защищая цепь.

Подробнее: Конденсатор

Работа термистора

Принцип работы термисторов менее сложен и его легко понять. Принцип просто в том, что их сопротивление зависит от их температуры. Омметр используется для измерения сопротивления термистора. Зная точное соотношение между тем, как изменения температуры повлияют на сопротивление термистора.Таким образом, измерив сопротивление термистора, можно определить его температуру. Величина, на которую изменяется сопротивление, зависит от типа материала, используемого в термисторе. Зависимость между температурой термистора и сопротивлением нелинейна.

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать о работе термисторов:

Преимущества и недостатки термисторов

Преимущества:

Ниже приведены преимущества термисторов в различных областях их применения:

  • Долговечность
  • Высокочувствительный
  • Портативность
  • Более низкая стоимость
  • Прослужит дольше
  • Линейный выход
  • Лучше всего подходит для диапазона измерения температуры
  • Лучше всего подходит для измерения температуры в одной точке
  • Самый широкий диапазон рабочих температур

Подробнее: Понимание ультраконденсаторов

Недостатки:

Несмотря на хорошие преимущества термисторов, все же имеют место некоторые ограничения.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.