Терморезистор | это… Что такое Терморезистор?

Датчик температуры на основе термистора

Символ терморезистора, используемый в схемах

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) для позистора.

Зависимость сопротивления терморезистора от температуры.
1 — ТКС < 0
2 — ТКС > 0

Терморезистор — полупроводниковый резистор, в котором используется зависимость электрического сопротивления полупроводникового материала от температуры^[1].

Для терморезистора характерны большой температурный коэффициент сопротивления (ТКС) (в десятки раз превышающий этот коэффициент у металлов), простота устройства, способность работать в различных климатических условиях при значительных механических нагрузках, стабильность характеристик во времени.

Терморезистор изготавливают в виде стержней, трубок, дисков, шайб, бусинок и тонких пластинок преимущественно методами порошковой металлургии.

Их размеры могут варьироваться в пределах от 1–10 мкм до 1–2 см.

Основными параметрами терморезистора являются: номинальное сопротивление, температурный коэффициент сопротивления, интервал рабочих температур, максимально допустимая мощность рассеяния.

Терморезистор был изобретён Самюэлем Рубеном (Samuel Ruben) в 1930 году.^[2]

Различают терморезисторы с отрицательным (термисторы) и положительным (позисторы) ТКС. Их ещё называют NTC-термисторы и PTC-термисторы соответственно. У позисторов с ростом температуры растет и сопротивление, а у термисторов —- наоборот: при увеличении температуры сопротивление падает.

Терморезисторы с отрицательным ТКС изготовляют из смеси поликристаллических оксидов переходных металлов (например, MnO, СoO?, NiO, CuO), легированных Ge и Si, полупроводников типа A

III B^V, стеклообразных полупроводников и других материалов.

Различают терморезисторы низкотемпературные (рассчитанные на работу при температуpax ниже 170 К), среднетемпературные (170–510 К) и высокотемпературные (выше 570 К). Кроме того, существуют терморезисторы, предназначенные для работы при 4,2 К и ниже и при 900–1300 К. Наиболее широко используются среднетемпературные терморезисторы с ТКС от −2,4 до −8,4 %/К и номинальным сопротивлением 1–10

6 Ом.

Режим работы терморезисторов зависит от того, на каком участке статической вольт-амперной характеристики (ВАХ) выбрана рабочая точка. В свою очередь ВАХ зависит как от конструкции, размеров и основных параметров терморезистора, так и от температуры, теплопроводности окружающей среды, тепловой связи между терморезистором и средой. Терморезисторы с рабочей точкой на начальном (линейном) участке ВАХ используются для измерения и контроля температуры и компенсации температурных изменений параметров электрической цепей и электронных приборов. Терморезисторы с рабочей точкой на нисходящем участке ВАХ (с отрицательным сопротивлением) применяются в качестве пусковых реле, реле времени, измерителей мощности электро­магнит­ного излучения на СВЧ, стабилизаторов температуры и напряжения.

Режим работы терморезистора, при котором рабочая точка находится также на ниспадающем участке ВАХ (при этом используется зависимость сопротивления терморезистора от температуры и теплопроводности окружающей среды), характерен для терморезисторов, применяемых в системах теплового контроля и пожарной сигнализации, регулирования уровня жидких и сыпучих сред; действие таких терморезисторов основано на возникновении релейного эффекта в цепи с терморезистором при изменении температуры окружающей среды или условий теплообмена терморезистора со средой.

Изготовляются также терморезисторы специальной конструкции — с косвенным подогревом. В таких терморезисторах имеется подогревная обмотка, изолированная от полупроводникового резистивного элемента (если при этом мощность, выделяющаяся в резистивном элементе, мала, то тепловой режим терморезистора определяется температурой подогревателя, то есть током в нём). Таким образом, появляется возможность изменять состояние терморезистора, не меняя ток через него. Такой терморезистор используется в качестве переменного резистора, управляемого электрически на расстоянии.

Из терморезисторов с положительным температурным коэффициентом наибольший интерес представляют терморезисторы, изготовленные из твёрдых растворов на основе BaTiO₃. Такие терморезисторы обычно называют позисторами. Известны терморезисторы с небольшим положительным температурным коэффициентом (0,5–0,7 %/К), выполненные на основе кремния с электронной проводимостью; их сопротивление изменяется с температурой примерно по линейному закону. Такие терморезисторы используются, например, для температурной стабилизации электронных устройств на транзисторах.

Примечания

1. ↑ Основы промышленной электроники: Учебник для вузов/В. Г. Герасимов, О. М. Князьков, А. Е. Краснопольский, В. В. Сухоруков; Под ред. В. Г. Герасимова. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 1978, с.17 — 21.
2. ↑ Патент США № 2 021 491 от 19 ноября 1935. Electrical pyrometer resistance. Описание патента на сайте Бюро по регистрации патентов и торговых марок США.

Литература

• Шефтель И Т., Терморезисторы
• Мэклин Э. Д., Терморезисторы
• Шашков А. Г., Терморезисторы и их применение
• Пасынков В. В., Чиркин Л. К. Полупроводниковые приборы: Учебник для вузов. — 4-е перераб. и доп. изд. — М.: Высшая школа, 1987. — С. 401-407. — 479 с. — 50 000 экз.

См. также

• Термометр сопротивления
• Резистор
• Термопара
• Термостат

Термистор это

Хермистор — это полупроводниковое термочувствительное сопротивление. При повышении температуры сопротивление тер-мистора резко уменьшается, а следовательно, увеличивается его электропроводность. Устройство некоторых термисторов приведено на рис. Различают стержневые формы термисторов рис. Малые габариты термисторов обеспечивают их небольшую тепловую инерционность, что важно при измерении сравнительно быстро меняющихся температур.

Поиск данных по Вашему запросу:

Термистор это

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Что такое терморезистор, где применяется? Как проверить на работоспособность?
• Ардуино: терморезистор NTC 100K
• Позистор и термистор, в чем отличие?
• Выбор датчика температуры
• Что такое терморезисторы и для чего они нужны
• Как работает термистор
• Терморезистор

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Что такое термистор и фоторезистор — эксперименты с теплом и светом. Понятные уроки по Arduino

Что такое терморезистор, где применяется? Как проверить на работоспособность?

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Полупроводниковые резисторы, сопротивление которых зависит от температуры называются терморезисторы. Они имеют свойство значительного температурного коэффициента сопротивления, величина которого больше, чем у металлов во много раз. Они широко применяются в электротехнике. В полупроводниках есть свободные носители заряда двух видов: электроны и дырки.

При неизменной температуре эти носители произвольно образуются и исчезают. Среднее количество свободных носителей находится в динамическом равновесии, то есть неизменно. При изменении температуры равновесие нарушается. Если температура повышается, то число носителей заряда также увеличивается, а при снижении температуры концентрация носителей уменьшается. На удельное сопротивление полупроводника оказывает влияние температура. Если температура подходит к абсолютному нулю, то полупроводник имеет свойство диэлектрика.

При сильном нагревании он идеально проводит ток. Популярные терморезисторы производятся в виде стержня из полупроводника, который покрыт эмалью. К нему подведены электроды и колпачки для контакта. Такие резисторы применяются в сухих местах. Некоторые терморезисторы располагают в металлическом герметичном корпусе. Поэтому они могут использоваться во влажных местах с агрессивной внешней средой.

Герметичность корпуса создается при помощи олова и стекла. Стержни из полупроводника обернуты металлизированной фольгой. Для подключения тока применяется проволока из никеля. Принцип действия терморезистора основан на свойстве изменения сопротивления от температуры. Для изготовления используются чистые металлы: медь и платина. Все датчики температуры на производстве работают по принципу преобразования температуры в сигнал электрического тока, который можно передавать с большой скоростью на дальние расстояния.

Любые величины можно преобразовать в электрические сигналы, переведя их в цифровой код. Они передаются с высокой точностью, и обрабатываются вычислительной техникой.

Материалом для терморезисторов можно использовать далеко не любые проводники тока, так как к терморезисторам предъявляются некоторые требования.

Материал для их изготовления должен иметь высокий ТКС, а сопротивление должно зависеть от температуры по линейному графику в большом интервале температур. Также проводник из металла должен обладать инертностью к агрессивным действиям внешней среды и качественно воспроизводить характеристики, что дает возможность менять датчики без особых настроек и измерительных приборов.

Для таких требований хорошо подходят медь и платина, не считая их высокой стоимости. Терморезисторы на их основе называют платиновыми и медными.

ТСП платиновые термосопротивления работают при температурах — градусов. Если температура в пределах от 0 до градусов, то такие датчики применяют в качестве образцов и эталонов, так как в этом интервале нестабильность составляет не более 0, градусов. Из недостатков платиновых терморезисторов можно назвать нелинейность преобразования и высокую стоимость. Поэтому точные замеры параметров возможны только в рабочем диапазоне.

Практически широко применяются недорогие медные образцы терморезисторов ТСМ, у которых линейность зависимости сопротивления от температуры намного выше. Их недостатком является малое удельное сопротивление и неустойчивость к повышенным температурам, быстрая окисляемость. В связи с этим термосопротивления на основе меди имеют ограниченное использование, не более градусов. Для монтажа платиновых и медных датчиков применяют 2-проводную линию при расстоянии до прибора до метров.

Если удаление больше, то применяют трехжильный кабель , в котором третий проводник служит для компенсирования сопротивления проводов. Из недостатков платиновых и медных терморезисторов можно отметить их малую скорость работы.

Их тепловая инерция достигает нескольких минут. Существуют терморезисторы с малой инерционностью, время срабатывания которых не выше нескольких десятых секунды. Это достигается небольшими размерами датчиков. Такие термосопротивления производят из микропровода в стеклянной оболочке. Эти датчики имеют небольшую инерцию, герметичны и обладают высокой стабильностью. При небольших размерах они обладают сопротивлением в несколько кОм.

Такие сопротивления имеют название термисторов. Если их сравнить с платиновыми и медными образцами, то они обладают повышенной чувствительностью и ТКС отрицательного значения. Это значит, что при возрастании температуры сопротивление резистора снижается. У термисторов ТКС намного больше, чем у платиновых и медных датчиков.

При небольших размерах их сопротивление доходит до 1 мегома, что не позволяет оказывать влияние на измерение сопротивлению проводников. Для осуществления замеров температуры большую популярность приобрели терморезисторы на полупроводниках КМТ, состоящих из оксидов кобальта и марганца, а также термосопротивления ММТ на основе оксидов меди и марганца. Надежность терморезисторов на полупроводниках довольно высока, свойства имеют достаточную стабильность в течение длительного времени.

Основным их недостатком является такой факт, что при массовом изготовлении таких терморезисторов не получается обеспечить необходимую точность их характеристик. Поэтому один отдельно взятый резистор будет отличаться от другого образца, подобно транзисторам, которые из одной партии могут иметь различные коэффициенты усиления, трудно найти два одинаковых образца.

Этот отрицательный момент создает необходимость дополнительной настройки аппаратуры при замене терморезистора. Для подключения термисторов обычно применяют мостовую схему, в которой мост уравновешивается потенциометром.

Во время изменения сопротивления резистора от действия температуры мост можно привести в равновесие путем регулировки потенциометра. Такой метод ручной настройки используется в учебных лабораториях для демонстрации работы. Регулятор потенциометра оснащен шкалой, которая имеет градуировку в градусах. На практике в сложных схемах измерения эта регулировка происходит в автоматическом режиме.

В работе термодатчиков существует два режима действия. При первом режиме температура датчика определяется лишь температурой внешней среды. Протекающий по резистору ток маленький и не способен его нагреть. При 2-м режиме термистор нагревается протекающим током, а его температура определяется условиями отдачи тепла, например, скоростью обдува, плотностью газа и т.

На схемах термисторы NТС и резисторы РТС имеют соответственно отрицательный и положительный коэффициенты сопротивления, и обозначаются следующим образом:. Информационно-познавательный сайт. Публикация материалов сайта возможна только после разрешения администратора и при указании полной активной ссылки на источник.

Ру Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! На электрических схемах терморезисторы обозначаются: Устройство и работа Они имеют простую конструкцию, выпускаются разных размеров и формы.

Ардуино: терморезистор NTC 100K

Термисторы — это по сути термометры сопротивления, выполненные на основе смешанных оксидов переходных металлов. Два основные типа термисторов — NTC с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления и PTC с положительным коэффициентом. Наиболее распространенный тип — NTC. РТС термисторы используются только в очень узких диапазонах температур, в несколько градусов, в основном в системах сигнализации и контроля. Конструкция и материалы Большим преимуществом термисторов является разнообразие форм и миниатюрность.

Позистор (РТС-терморезистор) — это электронный компонент, имеющий положительный коэффициент сопротивления и выполняющий.

Позистор и термистор, в чем отличие?

В большинстве принтеров RepRap, термистор измеряет температуру экструдера Hot End , а также нагревательного элемента стола Heated Bed. Термисторы — это резисторы, изменяющие сопротивление с изменением температуры. Хорошие качества термисторов являются предсказуемыми, точно известно значение сопротивления при каждой температуре в рабочем диапазоне. Понижение или повышение, зависит от типа термистора на градус Кельвина или Цельсия, если вы предпочитаете , это называется коэффициент. Положительный тепловой коэффициент ПТК это увеличение сопротивления с увеличением температуры, отрицательные ОТК будет уменьшаться. Но формула на практике не является линейной, так что иногда точнее будет таблица измерений, чем линейная формула. Эти измерения обычно можно в документах, которые сопровождают термистор.

Выбор датчика температуры

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Полупроводниковые резисторы, сопротивление которых зависит от температуры называются терморезисторы. Они имеют свойство значительного температурного коэффициента сопротивления, величина которого больше, чем у металлов во много раз. Они широко применяются в электротехнике. В полупроводниках есть свободные носители заряда двух видов: электроны и дырки.

Терморезисторы термисторы — это полупроводниковые элементы, сопротивление которых логарифмически зависит от температуры.

Что такое терморезисторы и для чего они нужны

Термистор терморезистор — это резистор, который меняет свое сопротивление с изменением температуры. Технически все резисторы являются термисторами, так как их сопротивление меняется в зависимости от температуры. Но эти изменения очень незначительны и измерить их очень сложно. Термисторы изготавливаются таким образом, чтобы сопротивление изменялось на значительную величину в зависимости от температуры. Около Ом и даже больше при изменении температуры на 1 градус по Цельсию! Существуют два вида термисторов — с NTC negative temperature coefficient — отрицательный температурный коэффициент и с PTC positive temperature coefficient — положительный температурный коэффициент.

Как работает термистор

Термистор , это резистор с большим значением температурного коэффициента сопротивления ТКС. При изменении температуры токопроводящего материала термистора его электрическое сопротивление значительно изменяется. На рисунке 1 показан пример характеристики температурной зависимости сопротивления NTC-термистора. Эта зависимость имеет почти линейный характер. На рисунке 2 представлен пример характеристики зависимости сопротивления от температуры PTC-термистора. S-образная форма характеристики требует некоторых пояснений:. Сопротивление позистора соответствует номинальному Rн, указанному в справочной документации обычно при температуре 25 гр. Цельсия, реже при

Как использовать термистор с Arduino для контроля температуры? Термистор (терморезистор) — это резистор, который меняет свое сопротивление.

Терморезистор

Термистор это

Терморезистор или термистор — это такой резистор, который меняет свое электрическое сопротивление в зависимости от температуры. Положительный коэффициент означает, что с повышением температуры сопротивление термистора растёт. NTC-термистор ведет себя противоположным способом.

Достоинства терморезисторов- простота устройства, способность работать в различных климатических условиях при значительных механических нагрузках, относительно невысокая долговременная стабильность характеристик. Основная область применения терморезисторов это температурные датчики в различных устройствах или защитные функции при большом токе через него происходит разогрев и изменение сопротивления. Терморезисторы по своим рабочим параметрам делятся на две категории При нагреве сопротивление уменьшается. При нагреве сопротивление увеличивается.

Терморезистор был изобретён Самюэлем Рубеном Samuel Ruben в году [2]. Терморезисторы изготавливаются из материалов с высоким температурным коэффициентом сопротивления ТКС , который обычно на порядки выше, чем ТКС металлов и металлических сплавов.

Для термистора характерны большой температурный коэффициент сопротивления ТКС в десятки раз превышающий этот коэффициент у металлов , простота устройства, способность работать в различных климатических условиях при значительных механических нагрузках, стабильность характеристик во времени. Терморезистор изготавливают в виде стержней, трубок, дисков, шайб, бусинок и тонких пластинок преимущественно методами порошковой металлургии. Основными параметрами терморезистора являются: номинальное сопротивление , температурный коэффициент сопротивления, интервал рабочих температур, максимально допустимая мощность рассеяния. Различают терморезисторы с отрицательным термисторы и положительным позисторы ТКС. Различают терморезисторы низкотемпературные рассчитанные на работу при температуpax ниже К , среднетемпературные — К и высокотемпературные выше К.

Термистор — это чувствительный к изменениям температуры элемент, изготовленный из полупроводникового материала. Он ведет себя как резистор, чувствительный к изменениям температуры. Полупроводниковый материал — это материал, который проводит электрический ток лучше, чем диэлектрик, но не так хорошо, как проводник. Подобно термометрам сопротивления термисторы используют изменения величины сопротивления в качестве основы измерений.

И на автомобилях тоже…

На практике позисторный нагреватель – это терморезистор, сопротивление которого резко увеличивается в малом температурном диапазоне обратимого фазового превращения материала, из которого он выполнен.

С научной стороны, позистор – это терморезистор, обладающий положительным температурным коэффициентом сопротивления. По этой причине их также называют PTC-термисторами. На практике позисторный нагреватель – это терморезистор, сопротивление которого резко увеличивается в малом температурном диапазоне обратимого фазового превращения материала, из которого он выполнен. Достигая температуры фазового превращения, сопротивление позисторного нагревателя резко возрастает. Ток уменьшается до значения, недостаточного для его дальнейшего нагрева. От этого прибор охлаждается, сопротивление снижается, ток возрастает. Температура снова возрастает до показателя, когда происходит фазовое превращение материала. 
 
Аналогичная ситуация происходит, когда снижается или повышается температура из-за изменения температуры технологического процесса или окружающей среды. Снижение температуры приводит к уменьшению сопротивления позистора и росту тока. При этом заданная температура поддерживается. Повышение температуры приводит к снижению тока и уменьшению мощности. Тепловыделение снижается почти до нуля. Позисторный нагреватель в этом случае также поддерживает точную температуру фазового превращения. При этом управляющие приборы не требуются. 
 
Так, в Европе на позисторы отводится до 54% запросов на нагревательные устройства для автомобильных двигателей. Спрос обусловлен популярностью этих двигателей: они наиболее распространенные и находятся в частном владении. Такие нагреватели просто закрепить на двигатель без изменения его конструкции. Позисторы находят применение и в других сферах. Например, при подогреве замерзающих трубопроводов, питая от понижающих трансформаторов. 
 
На данный момент рынок представляет массу видов позисторов. Есть среди них и отечественные. В них используются нагреватели в форме таблеток. Диаметр равен 15 миллиметров, толщина – 2 миллиметра, номинальное сопротивление ~1 Ом. Температуры фазового превращения, значение которой зависит от легирования материала позисторного нагревателя, можно достичь в течение пары секунд. Так, показатели 120-140 °С достигаются за 2 секунды. 
 

• Если говорить о позисторах в автомобилях, то в этой области используются прижимные типы. Они встречаются на российских автомарках. В машинах ГАЗ, ВАЗ, УАЗ это может быть нагреватель топливной магистрали в виде тепловода с 2-зубой вилкой с одного конца и позисторным нагревателем (РТС -терморезистор), закрепленным электротеплопроводным клеем, на втором. Нагреватель данного легко монтируется на деталях топливной системы автомобиля. Пусковой ток нагревателя равен 10 Ампер, среднее значение рабочего тока равно 3,5 Ампер. Значения пускового тока при включении можно достичь за 2 секунды. Двигатель и аккумуляторы, отдающие большой пусковой ток для стартера, разогреваются за 8 минут в температурных условиях -25 °С. Запуск происходит сразу, с одного поворота ключа. Такие показатели и эффективность работы позистора влияют на расход топлива и период эксплуатации двигателя. Исходя из объема двигателя и отрицательной температуры, на компоненты топливной системы допустимо монтировать несколько нагревателей. 
   
  Распространенная ситуация: дизельный автомобиль, выезжая в холодную погоду, не доезжает до места назначения. Происходит это потому что парафин, находящийся в дизельном топливе, промерз из-за отрицательной температуры. Образовались пробки в топливной системе двигателя. Если бы машина имела систему позисторов, с прогревом не возникло бы никаких проблем. РТС-терморезисторы, как видим, нужны больше для машин на дизеле, т.к. их бак и теплопроводы не нагреваются при работе двигателя. 
   

• Если речь о других сферах, то здесь позисторы также актуальны. Например, они используются в троллейбусах (нагреватель воздухопроводов). На их стенках образуется наледь из-за конденсата. Нагревательный прибор отлично справляется с осаждением водяного пара, и, следовательно, ледяных пробок удается избежать. 
   

• В газовых редукторах высокого давления используются нагреватели, задача которых предотвратить замерзание конденсата, который выделяется из газа (с понижением температуры или давления) и сжиженного газа (с целью предотвратить осаждение и замерзание воды). 

 

• Еще одна сфера применения позисторов – сварочная. В сварочном инструменте позистор взят за основу для скрепления термопластовых пленок. С его помощью выполняются как прямые швы, так и непрямые. Можно получать швы небольшой длины (как на ручном сварочном аппарате) или длинные на неровных поверхностях (для сваривания чехлов парников). Сварочный аппарат вулканизатор используется при ремонте камер, производства мелких технических элементов и приваривания термопластовых деталей. В его основе находится тепловод в форме широкой пластины. С обеих сторон она прижимается струбциной к заплате из сырой резины на камере. 

 

В целом, позисторы находят применение в самых разных отраслях, о которых производитель мог даже не предполагать. Они отличаются стабильным функционированием в разнообразных климатических условиях и при существенных физических внешних и токовых нагрузках. 

Что такое термистор и как он работает?

Изображение предоставлено Кристианом Сторто/Shutterstock.com

Термистор — это устройство, которое можно использовать для измерения температуры путем сопоставления измеренного значения его электрического сопротивления с температурой окружающей среды или конкретной детали, на которой установлен термистор. Термин «термистор» происходит от объединения и сокращения двух других слов — «тепловой» и «резистор». Термисторы можно рассматривать как термочувствительные резисторы — устройства, значение сопротивления которых можно использовать для определения температуры.

В этой статье термисторы будут рассмотрены более подробно, включая то, что они из себя представляют, как они работают, различные используемые типы, их применение и ключевые параметры производительности, используемые при определении этих устройств.

Чтобы узнать больше о других типах электрических и электронных устройств, см. соответствующие руководства, список которых приведен в конце этой статьи. Дополнительную информацию о других типах датчиков см. в соответствующем руководстве – Датчики – полное руководство (типы, области применения и поставщики).

Что такое термистор?

Термисторы — это тип датчика температуры, который используется в различных приложениях и может рассматриваться как особый тип резистора. Все резисторы обычно имеют некоторую зависимость от температуры, а это означает, что значение их сопротивления будет несколько меняться в зависимости от температуры. Этот эффект определяется и измеряется температурным коэффициентом сопротивления или TCR. TCR можно определить как процентное изменение значения сопротивления, которое происходит при заданном изменении температуры. Иногда он выражается в частях на миллион (ppm) на градус Цельсия и может быть выражен как:

где R ₂ значение сопротивления при рабочей температуре T ₂ , и R ₁ значение сопротивления при температуре T _{1 9002 25 ^или С).}

В типичных постоянных или переменных резисторах, используемых в электрических цепях, желателен небольшой TCR, поскольку он приводит к стабильным электрическим характеристикам в диапазоне температур. Однако для термисторов предпочтительнее большое значение TCR, поскольку оно позволяет легче измерить изменение значения сопротивления в зависимости от температуры и использовать его как точное отражение изменения температуры.

Термисторы

часто используются в качестве альтернативы другим типам тепловых измерительных устройств, таких как термометры сопротивления (RTD). (Более подробную информацию о других типах датчиков температуры, включая RTD, можно найти в наших соответствующих руководствах «Все о датчиках температуры и типах контактных датчиков».)

Типы термисторов и принципы их работы

Обычно термисторы делятся на два основных типа:

• Термисторы с отрицательным температурным коэффициентом или NTC
• Положительный температурный коэффициент или термисторы PTC

Термистор с отрицательным температурным коэффициентом обладает тем свойством, что при повышении температуры сопротивление устройства уменьшается. Следовательно, значение TCR для этих устройств является отрицательным и будет показано графически в виде кривой с отрицательным наклоном, когда сопротивление отложено по оси y, а температура отложена по оси x. На рисунке 1 ниже показан пример кривой характеристики термистора NTC. Помимо снижения сопротивления, связанного с повышением температуры, обратите внимание, что наклон кривой не является постоянным, и поэтому зависимость между сопротивлением и температурой нелинейна. Кроме того, чем круче кривая, тем больше температурная чувствительность устройства, поскольку относительно небольшое изменение температуры может вызвать большое изменение значения сопротивления термистора.

Изображение предоставлено: https://www.amphenol-sensors.com/

Рисунок 1 – Пример характеристической кривой зависимости сопротивления от температуры для термистора NTC

Термисторы с положительным температурным коэффициентом, напротив, имеют прямую зависимость между сопротивлением устройства и температурой. При повышении температуры (выше определенной точки) сопротивление термистора также увеличивается. На рисунке 2 ниже показан пример графика характеристики термистора PTC.

Изображение предоставлено: https://www. amphenol-sensors.com/

Рисунок 2 – Пример характеристической кривой зависимости сопротивления от температуры для термистора с положительным температурным коэффициентом

Как видно из этой кривой, поведение сопротивления термистора PTC к изменению температуры очень нелинейно. Первоначально сопротивление устройства снижается с повышением температуры, достигая минимального значения R _мин , после чего снова начинает увеличиваться при дальнейшем повышении температуры. Как только температура достигает критической точки (называемой температурой Кюри, температурой переключения, температурой перехода или температурой точки разрыва — T _b как показано на рисунке 2), прибор показывает резкое увеличение сопротивления с каждым градусом изменения температуры. При температурах ниже T _b говорят, что устройство работает в состоянии низкого сопротивления; выше T _b устройство переходит в состояние высокого сопротивления.

Существует два основных типа термисторов PTC – термочувствительные кремниевые резисторы (также называемые силисторами) и переключающие термисторы PTC. На рис. 2 представлена ​​характеристическая кривая, более типичная для переключающего термистора с положительным температурным коэффициентом. Силистор имеет тенденцию демонстрировать более линейное увеличение сопротивления при изменении температуры в номинальном рабочем диапазоне и чаще всего используется для обеспечения температурной компенсации в кремниевых полупроводниковых устройствах.

Применение термисторов

Термисторы

NTN чаще всего используются в приложениях для измерения и контроля температуры из-за их большого изменения сопротивления в зависимости от температуры. Они также используются в электрических цепях, где необходима температурная компенсация, например, с генераторами или ЖК-дисплеями. Поскольку они испытывают временную задержку перед достижением более низкого сопротивления, еще одним применением этих устройств является функция ограничителя тока для пускового тока. Кроме того, эти термисторы могут найти применение в качестве датчиков наличия жидкости. Когда жидкость вступает в контакт с устройством, константа рассеяния изменяется, позволяя термистору обнаруживать такой контакт.

Переключающие термисторы с положительным температурным коэффициентом обладают характеристиками, которые позволяют использовать их либо в качестве нагревателя, либо в качестве самовосстанавливающегося предохранителя. Термисторы PTC могут эффективно нагревать объект до определенной температуры и поддерживать это значение температуры. Характеристическая кривая, показанная на рис. 2, показывает, что в состоянии высокого сопротивления устройство саморегулируется при постоянной (заданной) температуре. Если температура снижается, сопротивление уменьшается, что позволяет большему току проходить через устройство, рассеивая больше энергии и снова повышая температуру. Точно так же, если температура превысит установленное значение, сопротивление устройства увеличится, ограничивая протекание тока и вызывая падение температуры. Производители могут изменить состав керамических материалов, используемых в конструкции термистора с положительным температурным коэффициентом, что затем может в некоторой степени изменить температуру перехода и регулируемую температуру. Области применения, в которых термисторы с положительным температурным коэффициентом используются в качестве нагревателя, включают подогреватели дизельного топлива для нагревания топлива для облегчения запуска холодного двигателя, как часть парафиновых двигателей для управления дверцей дозатора мыла в посудомоечной машине, в биметаллических переключателях и в индикаторах угла атаки в самолет. Термисторы PTC используются для нагрева во многих других приложениях, включая:

• Обогреватели блока цилиндров двигателя в холодном климате
• Защита от обледенения зеркал
• Нагреватели для кофейников
• Керамические нагреватели
• Клапаны с термоэлектрическим приводом

Внезапное и резкое изменение сопротивления выше температуры Кюри — это свойство, позволяющее использовать термисторы PTC в качестве самовосстанавливающихся предохранителей, например, для защиты от пускового тока и обеспечения защиты от перегрузки по току. Например, в случае электродвигателя с набором пусковых обмоток термистор с положительным температурным коэффициентом может быть электрически подключен последовательно с пусковой катушкой. Когда двигатель первоначально активируется, термистор PTC работает в состоянии с низким сопротивлением и позволяет току проходить через пусковые обмотки. Когда ток протекает через устройство, оно рассеивает тепло и нагревается. Как только устройство переходит в состояние высокого сопротивления, подача тока к пусковым обмоткам фактически прекращается, и пусковая катушка отключается от цепи.

Аналогичным образом термисторы PTC могут функционировать для ограничения тока в ситуации перегрузки по току. В случае возникновения короткого замыкания внезапный ток, протекающий через термистор, приведет к его быстрому нагреву выше температуры перехода. Находясь в состоянии высокого сопротивления, устройство может ограничить ток, протекающий через цепь, чтобы предотвратить продолжение короткого замыкания или перегрузки по току. После устранения перегрузки по току ток, протекающий через термистор PTC, падает, устройство охлаждается, а его сопротивление уменьшается по мере выхода из состояния высокого сопротивления. Таким образом, термисторы PTC ведут себя как самовосстанавливающиеся предохранители.

Технические характеристики и ключевая терминология

Термисторы

определяются рядом ключевых технических характеристик и терминов; некоторые из наиболее важных из них приведены ниже.

• Сопротивление при нулевой нагрузке – сопротивление термистора в условиях холостого хода, т. е. измеренное с использованием такого уровня мощности, при котором тепловыделение от рабочего тока в устройстве незначительно или отсутствует. Измерение обычно проводят при комнатной температуре (25 град.0039 или С).
• Бета-константа (β) — также иногда называемая значением B, представляет собой наклон кривой зависимости сопротивления от температуры в заданном диапазоне температур. Для температур T ₁ и T ₂ это значение можно вычислить как:

• Альфа (α) – температурный коэффициент сопротивления при нулевой мощности, определяемый как относительное изменение сопротивления относительно изменения температуры. Он связан с первой производной кривой R-T и определяется как:

, где R — сопротивление, а T — температура.

• Тепловая постоянная времени (τ) – определяется как время, необходимое термистору для перехода на 63,2%, или ( 1 – 1/e) разницы между начальной и конечной температурами. Это значение основано на экспоненциальной модели изменения температуры термистора во времени, которое можно аппроксимировать следующим образом:

• Постоянная рассеяния (δ) – измеряет мощность, необходимую для изменения температуры термистора на 1 ^o С за счет самонагрева от приложенного тока смещения. Значение измеряется при определенной температуре окружающей среды и выражается в мВт/ ^o C.

Резюме

В этой статье были рассмотрены основы термисторов, включая то, что они из себя представляют, как они работают, типы и области их применения. Для получения информации по другим темам обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, где вы можете найти потенциальные источники поставок для более чем 70 000 различных категорий продуктов и услуг, включая поставщиков термисторов NTC и PTC.

 

Источники:

1. https://www.variohm.com
2. https://www.sensorsci.com/thermistors
3. https://www.electronics-notes.com/
4. https://www.teamwavelength.com/thermistor-basics/
5. https://www.littelfuse.com/
6. https://eepower.com/
7. https://www.amphenol-sensors.com/en/thermometrics
8. https://www.electronics-notes.com/

Связанные статьи датчиков:

• Лучшие поставщики и производители датчиков движения в США и за рубежом
• Емкостные датчики приближения
• Типы датчиков температуры
• Ведущие биосенсорные компании в США и за рубежом
• Датчики угла поворота вала
• Ведущие поставщики и производители датчиков приближения в США и во всем мире
• Анализаторы выхлопных газов
• Лучшие производители и поставщики датчиков температуры
• Лучшие производители и поставщики датчиков в США
• Датчики движения
• Лучшие поставщики и производители датчиков давления в США
• Типы датчиков давления — Руководство
• Различные типы датчиков и их использование (например, электрические датчики)
• Все о датчиках положения — типы, применение и характеристики)
• Все о детекторах радиации
• Все о датчиках движения
• Все о датчиках частиц
• Все о фотоэлектрических датчиках
• Ведущие компании Интернета вещей (IOT) в США
• Все о датчиках утечек – принцип их работы и области применения

Еще от Автоматизация и электроника

Что такое термистор? | Омега Инжиниринг

Введение в измерение температуры с помощью термисторов

Термисторный датчик представляет собой чувствительный к температуре элемент, состоящий из спеченного полупроводникового материала, который демонстрирует большое изменение сопротивления, пропорциональное небольшому изменению температуры. Термисторы обычно имеют отрицательные температурные коэффициенты, что означает, что сопротивление термистора уменьшается при повышении температуры.

Термисторы изготавливаются из смеси металлов и оксидов металлов. После смешивания материалы формуются и обжигаются до необходимой формы. Затем термисторы можно использовать «как есть» в качестве термисторов дискового типа. или дополнительно сформированы и собраны с помощью выводных проводов и покрытий для формирования термисторов в виде шариков.

Выберите правильный термистор

Что такое термистор?

Термистор, происходящий от термина ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, является очень точным и экономичным датчиком для измерения температуры. Доступны 2 типа: NTC (отрицательный температурный коэффициент) и PTC (положительный температурный коэффициент). Термистор NTC обычно используется для измерения температуры.

Чем они отличаются от RTD?

В отличие от RTD, которые изменяют сопротивление почти линейно, термисторы NTC имеют сильно нелинейное изменение сопротивления и фактически уменьшают свое сопротивление с повышением температуры. Причины, по которым термисторы по-прежнему популярны для измерения температуры:

• Более высокое изменение сопротивления на градус температуры обеспечивает большее разрешение
• Высокий уровень воспроизводимости и стабильности
• Превосходная взаимозаменяемость
• Небольшой размер означает быструю реакцию на изменение температуры

Покрытия обычно включают:

• Эпоксидные покрытия для использования при более низких температурах [обычно от -50 до 150°C (от -58 до 316°F)]
• Стеклянные покрытия для применения при более высоких температурах [обычно от -50 до 300°C (от -58 до 572°F)

Эти покрытия используются для механической защиты шариков термистора и соединений проводов, обеспечивая при этом некоторую защиту от влажности и/или коррозии. Это термистор шарикового типа с эпоксидной смолой, который используется в продуктах термисторного датчика температуры Omega.

Термисторы обычно поставляются с очень маленьким диаметром (диаметр #32AW или 0,008 дюйма) из сплошной меди или медного сплава. Часто эти провода залуживаются для облегчения пайки.

Базовое сопротивление

Термисторы NTC падают в сопротивлении с повышением температуры. Это также относится к величине изменения сопротивления на градус, которую обеспечивает термистор. В относительно низкотемпературных приложениях (от -55 до примерно 70 °C) обычно используются термисторы с меньшим сопротивлением (от 2252 до 10 000 Ом). В приложениях с более высокими температурами обычно используются термисторы с более высоким сопротивлением (выше 10 000 Ом) для оптимизации изменения сопротивления на градус при требуемой температуре. Термисторы доступны с различными сопротивлениями и «кривыми». Сопротивления обычно указываются при 25°C (77°F).

Как работает термистор?

В отличие от RTD и термопар, термисторы не имеют стандартов, связанных с характеристиками или кривыми зависимости их сопротивления от температуры. Следовательно, есть много разных на выбор.

Каждый материал термистора обеспечивает различную кривую зависимости сопротивления от температуры. Некоторые материалы обеспечивают лучшую стабильность, в то время как другие имеют более высокое сопротивление, поэтому из них можно изготовить термисторы большего или меньшего размера.

Многие производители указывают константу бета (B) между двумя температурами (пример: [3 0/50 = 3890). Это, наряду с сопротивлением при 25 ° C (77 ° F), можно использовать для идентификации конкретной кривой термистора. См. на этой веб-странице кривые термисторов Omega.

Выберите термистор, подходящий для вашего применения

Термисторные элементы
Элемент термистора является простейшей формой термистора. Благодаря своим компактным размерам эти элементы обычно используются, когда пространство очень ограничено. OMEGA предлагает широкий выбор термисторных элементов, которые различаются не только форм-фактором, но и характеристиками сопротивления в зависимости от температуры. Поскольку термисторы нелинейны, прибор, используемый для считывания температуры, должен линеаризовать показание.

Термисторные датчики
Автономный элемент относительно хрупок и не может быть размещен в суровых условиях. OMEGA предлагает термисторные датчики, представляющие собой термисторные элементы, встроенные в металлические трубки. Температурные датчики гораздо больше подходят для промышленных сред, чем термисторные элементы.

Узнайте больше о термисторах

Какой термистор лучше всего подходит для моего приложения?

Независимо от того, заменяете ли вы существующий термистор или выбираете его для нового приложения, для получения желаемого результата необходимы 3 ключевых элемента информации. Это:

1. Выберите правильное базовое сопротивление для вашего нового приложения или правильно укажите базовое сопротивление термистора, который необходимо заменить
2. Укажите зависимость сопротивления от температуры («кривая») или, в случае замены, убедитесь, что вы знаете информацию о существующем термисторе
3. Размер термистора или тип корпуса датчика

Наиболее распространенные сопротивления термисторов:

• 2252 Ом
• 3000 Ом
• 5000 Ом
• 10 000 Ом
• 30 000 Ом
• 50 000 Ом
• 1 МОм (1 000 000)

Точность термистора

Термисторы являются одним из самых точных типов датчиков температуры. Термисторы OMEGA имеют точность ±0,1°C или ±0,2°C в зависимости от конкретной модели датчика температуры. Однако эти элементы довольно ограничены в своем температурном диапазоне, работая только в номинальном диапазоне от 0°C до 100°C.

Стабильность термистора

Готовые термисторные элементы химически стабильны и практически не подвержены старению.

Размер или тип корпуса датчика

Как только правильное сопротивление и «кривая» установлены, пользователь должен подумать, как будет использоваться термистор. При выборе правильного размера или упаковки термисторного датчика следует помнить, что, как и любой другой датчик, термистор измеряет только собственную температуру.

Шарики термистора, как правило, не предназначены для прямого погружения в технологический процесс. Это небольшие устройства, которые очень быстро меняют температуру, поскольку единственное, что отделяет их от окружающей среды, — это тонкий слой эпоксидной смолы. Компания Omega предлагает обширную линейку датчиков, защищающих термистор и позволяющих использовать его в самых разных приложениях. Ниже приведены образцы некоторых из этих стилей.

Общего назначения

Конструкции датчиков общего назначения — это те, которые могут быть адаптированы для широкого спектра применений. Эти датчики просты в установке и мониторинге, начиная от электронного оборудования и заканчивая конструкциями, процессами, конструкциями и приложениями для проверки надежности. Omega ON-950 является примером конструкции такого типа. Небольшой корпус из нержавеющей стали с резьбовой шпилькой #8-32 можно установить в любое отверстие с резьбой #8-32, занимая очень мало места.

Измерение погружения в жидкость

При воздействии жидкостей термисторы необходимо защищать от коррозии, а также помещать в жидкость, чтобы она достигла необходимой температуры. Обычно это достигается с помощью трубок с закрытыми концами и специально разработанных корпусов. Необходимо позаботиться о том, чтобы к термистору был хороший тепловой путь, а тепловая масса была как можно меньше.

Датчик поверхности

Простая, но эффективная конструкция датчика для контроля температуры поверхности — ON-409.прикрепляемый датчик температуры. Эта конструкция включает в себя тонкую круглую металлическую штамповку, в которую терморезистор залит эпоксидной смолой. Затем металлическую штамповку можно прикрепить к поверхности с помощью эпоксидной смолы или другого метода измерения температуры поверхности.

Термистор | Сопутствующие товары

См. больше моделей термисторов

Что такое термистор — поставка RSP

Доступны дополнительные опции! Звоните 801-532-2706

• Меню продукта
• Инженерные решения
• Производители
• Образование
• Услуги панели

Дом Образовательная серия Что такое термистор

Образовательная серия

Антенны Образование

Прерыватели и предохранители

Аккумуляторы Образование

Кабели, провода и сборки Образование

Корпуса Образование

Ethernet и сетевое образование

Блок управления двигателем

Промышленные панели управления Обучение

Обучение аппаратному обеспечению панели

Блоки питания Образование

Реле Образование

Солнечное образование

Обучение работе с сигналами и преобразованием сигналов

Клеммные колодки Обучение

Что такое термистор?

Термистор — это просто резистор, чувствительный к изменению температуры

• При изменении температуры сопротивление изменяется

Два разных стиля

• NTC (отрицательный температурный коэффициент)
  •  В качестве темп. увеличивается, сопротивление падает
• PTC (положительный температурный коэффициент)
  • Темп. увеличивается, сопротивление также будет увеличиваться

Термисторы NTC чаще используются для измерения температуры

Преимущества и недостатки термисторов

Преимущества

• Дешевизна
• Может измерять изменение температуры намного быстрее
• Обеспечивают более высокое разрешение (более высокую точность) в пределах диапазона, который они могут измерять

Недостатки

• Ограниченный диапазон температур, в котором измеряется
  • Макс. 350°С
• Корреляция устойчивости к температуре нелинейна
• Может «самонагреваться», что приводит к неточным показаниям температуры

Расшифровка:

[0m:4s] Привет, я Джош Блум, добро пожаловать в очередной видеоролик из серии образовательных материалов RSP Supply. Если вы обнаружите, что эти видео полезны для вас, это, безусловно, поможет нам, если вы поставите нам большой палец вверх и подпишитесь на наш канал.
[0m:16s] В сегодняшнем видео мы снова поговорим об устройствах, которые обычно используются для измерения температуры.
[0m:23s] Точнее, мы будем говорить о
. [0m:27s] Термисторы, которые представляют собой просто термочувствительные резисторы. Как и RTD, термисторы полагаются на изменение электрического сопротивления для измерения температуры.

[0m:41s] Если вы еще не видели наше другое видео, в котором мы говорим о RTD, мы дадим ссылку на него в описании ниже.
[0m:48s] Хотя между RTD и термисторами есть много общего, есть несколько различий, которые делают их хорошей альтернативой в некоторых ситуациях. В этом видео мы обсудим, как работают термисторы, чем они отличаются от термометров сопротивления, а также в каких приложениях имеет смысл их использовать?
[1m:10s] Как упоминалось ранее, термистор — это просто резистор, чувствительный к изменению температуры.
[1m:17s] Материалы, из которых они сделаны, могут различаться в зависимости от используемого термистора.
[1m:25s] С учетом сказанного, все они функционируют одинаково.
[1m:29s] При изменении температуры сопротивление меняется.
[1m:34s] Сопротивление определенного термистора будет равно определенной температуре, основанной на масштабировании для этого устройства.
[1m:43s] Можно использовать термисторы двух разных типов.

[1m:48s] Сначала NTC или отрицательный температурный коэффициент,
[1m:54s] и PTC или положительный температурный коэффициент.
[1m:59s] Термистор NTC обычно используется для измерения температуры.

[2m:5s] Сопротивление термисторов NTC упадет
[2 м: 10 с] с повышением температуры, в то время как термистор PTC увидит повышенное сопротивление при повышении температуры.
[2m:19s] Измерительный элемент термистора обычно покрыт стеклом или эпоксидной смолой в зависимости от измеряемого диапазона температур.
[2m:30s] Итак, каковы различия, а также некоторые преимущества и недостатки использования термистора по сравнению с RTD, который является очень похожим устройством.
[2m:41s] Давайте начнем с некоторых преимуществ. Первые термисторы немного дешевле, чем RTD, что делает их очень привлекательным вариантом.
[2m:53s] Кроме того, из-за их очень маленького размера они могут измерять изменения температуры немного быстрее, чем RTD.
[3 мин: 2 с] Они также могут обеспечить гораздо большее разрешение или лучшую точность в пределах диапазона, на который они рассчитаны.
[3m:11s] Однако использование этого типа измерительного устройства также имеет некоторые недостатки. Во-первых, у них гораздо более ограниченный температурный диапазон, в котором они могут читать.
[3m:23s] Все, что выше примерно 350 градусов по Цельсию, практически исключит термистор как хороший вариант.
[3м:32с] Также,
[3m:34s] устойчивость к температурному диапазону нелинейна, что значительно усложняет получение данных измерений.
[3m:44s] Другим недостатком является тот факт, что термисторы могут выделять тепло из-за проходящего через них тока.
[3m:52s] Из-за этого эффекта самонагревания они могут время от времени давать неточные показания температуры.
[4m:0s] Как упоминалось ранее, термометры сопротивления и термисторы очень похожи, но все же отличаются некоторыми очень важными аспектами. В зависимости от вашей ситуации и бюджета, термистор может быть лучшим вариантом для вас.
[4m:15s] Итак, при подходящих условиях термосы могут быть очень надежным и точным способом измерения температуры.
[4m:22s] Полный ассортимент устройств для измерения температуры и тысячи других продуктов можно найти на нашем веб-сайте. Для получения дополнительной информации или других обучающих видеороликов перейдите на сайт RSPSupply.com, крупнейшего в Интернете источника промышленного оборудования.