1. Назначение. Типы терморезисторов

Терморезисторы относятся к параметрическим датчикам температуры, поскольку их активное сопротивление зависит от температуры. Терморезисторы называют также термометрами сопротивления или термосопротивлениями. Они применяются для измерения температуры в широком диапазоне от -270 до 1600 °С.

Если терморезистор нагревать проходящим через него электрическим током, то его температура будет зависеть от интенсивности теплообмена с окружающей средой. Так как интенсивность теплообмена зависит от физических свойств газовой или жидкой среды (например, от теплопроводности, плотности, вязкости), в которой находится терморезистор, от скорости перемещения терморезистора относительно газовой или жидкой среды, то терморезисторы используются и в приборах для измерения таких неэлектрических величин, как скорость, расход, плотность и др.

Различают металлические и полупроводниковые терморезисторы.

Металлические терморезисторы изготовляют из чистых металлов: меди, платины, никеля, железа, реже из молибдена и вольфрама. Для большинства чистых металлов температурный коэффициент электрического сопротивления составляет примерно (4—6,5) 10^-3 1/°С, т. е. при увеличении температуры на 1 °С сопротивление металлического терморезистора увеличивается на 0,4—0,65 %. Наибольшее распространение получили медные и платиновые терморезисторы. Хотя железные и никелевые терморезисторы имеют примерно в полтора раза больший температурный коэффициент сопротивления, чем медные и платиновые, однако применяются они реже. Дело в том, что железо и никель сильно окисляются и при этом меняют свои характеристики. Вообще добавление в металл незначительного количества примесей уменьшает температурный коэффициент сопротивления. Сплавы металлов и окисляющиеся металлы имеют низкую стабильность характеристик. Однако при необходимости измерять высокие температуры приходится применять такие жаропрочные металлы, как вольфрам и молибден, хотя терморезисторы из них имеют характеристики, несколько отличающиеся от образца к образцу.

Широкое применение в автоматике получили полупроводниковые терморезисторы, которые для краткости называют термисторами. Материалом для их изготовления служат смеси оксидов марганца, никеля и кобальта; германий и кремний с различными примесями и др.

По сравнению с металлическими терморезисторами полупроводниковые имеют меньшие размеры в большие значения номинальных сопротивлений. Термисторы имеют на порядок больший температурный коэффициент сопротивления (до -6 10^-2 1/ºС). Но этот коэффициент — отрицательный, т. е. при увеличении температуры сопротивление термистора уменьшается. Существенный недостаток полупроводниковых терморезисторов по сравнению с металлическими — непостоянство температурного коэффициента сопротивления. С ростом температуры он сильно падает, т. е. термистор имеет нелинейную характеристику. При массовом производстве термисторы дешевле металлических терморезисторов, но имеют больший разброс характеристик.

Сопротивление металлического проводника R зависит от температуры:

(1)

где С — постоянный коэффициент, зависящий от материала и конструктивных размеров проводника; α — температурный коэффициент сопротивления; е — основание натуральных логарифмов.

Абсолютная температура (К) связана с температурой в градусах Цельсия соотношением Т К= 273 + Т°С.

Определим относительное изменение сопротивления проводника при его нагреве. Пусть сначала проводник находился при начальной температуре Т₀ и имел сопротивление . При нагреве до температурыT его сопротивление . Возьмем отношение R_T и R₀:

(2)

Известно, что функцию вида e^x можно разложить в степенной ряд:

Для нашего случая . Так как величина α для меди сравнительно мала и в диапазоне температур до +150 °С может быть принята постоянной α = 4,3 10

-3 1/ºС, то и произведение в этом диапазоне температур меньше единицы. Поэтому не будет большой ошибкой пренебречь при разложении членами ряда второй степени и выше:

(3)

Выразим сопротивление при температуре T через начальное сопротивление при T₀

(4)

Медные терморезисторы выпускаются серийно и обозначаются ТСМ (термосопротивления медные) с соответствующей градуировкой: гр. 23 имеет сопротивление 53,00 Ом при 0 ºC; гр. 24 имеет сопротивление 100,00 Ом при 0 ºC. Медные терморезисторы выполняются из проволоки диаметром не менее 0,1 мм, покрытой для изоляции эмалью.

Для платиновых терморезисторов, которые применяются в более широком диапазоне температур, чем медные, следует учитывать зависимость температурного коэффициента сопротивления от температуры. Для этого берется не два, а три члена разложения в степенной ряд функции e^x.

В диапазоне температур от -50 до 700 °С достаточно точной является формула

(5)

где для платины α = 3,94 10^-3 1/ºС, β = 5,8 10^-7 (1/ºС)².

Платиновые терморезисторы выпускаются серийно и обозначаются ТСП (термосопротивления платиновые) с соответствующей градуировкой; гр. 20 имеет сопротивление 10,00 Ом при 0 °С, гр. 21 — 46,00 Ом; гр. 22 — 100,00 Ом. Платина применяется в виде неизолированной проволоки диаметром 0,05—0,07 мм.

В табл. 1 приведены зависимости сопротивления металлических терморезисторов от температуры; они называются стандартными градуировочными таблицами.

Таблица 1. Зависимость сопротивления терморезисторов от температуры

Температура, °С	Сопротивление, Ом
	Платиновые термометры сопротивления			Медные термометры сопротивления
	гр. 20	гр. 21	гр. 22	гр. 23	гр. 24
-200	1,73	7,95	17,28	—	—
-150	3,88	17,85	38,80	—	—
-100	5,97	27,44	59,65	—	—
-50	8,00	36,80	80,00	41,71	78,70
-30	8,80	40,50	88,04	46,23	87,22
-10	9,60	44,17	96,03	50,74	95,74
0	10,00	46,00	100,00	53,00	100,00
20	10,79	46,94	107,91	57,52	108,52
40	11,58	53,26	115,78	62,03	117,04
60	12,36	56,86	123,60	66,55	125,56
80	13,14	60,43	131,37	71,06	1 34,08
100	13,91	63,99	139,10	75,58	142,60
120	14,68	67,52	146,78	80,09	151,12
140	15,44	71,03	154,41	84,61	159,64
160	16,20	74,52	162,00	89,13	168,16
180	16,95	77,99	169,54	93,64	176,68
300	21,38	98,34	213,79	—	—
400	24,94	114,72	249,38	—	—
500	28,38	130,55	283,80	—	—
600	21,70	145,85	317,06	—	—
650	33,33	153,30	333,25	—	—

На рис. 1 показано устройство платинового термометра сопротивления. Сам терморезистор выполнен из платиновой проволоки 1, намотанной на слюдяную пластину 2 с нарезкой. Слюдяные накладки 3 защищают обмотку и крепятся серебряной лентой 4. Серебряные выводы 5 пропущены через фарфоровые изоляторы 6. Термосопротивление помещается в металлический защитный чехол 7.

Рис. 1. Платиновый термометр сопротивления

Принцип работы терморезистора и что такое термосопротивление > Флэтора

Содержание

• 1 Виды
• 2 Принцип действия
  • 2.1 Прямой и косвенный нагрев
• 3 Особенности конструкций
  • 3.1 Позисторы
  • 3.2 Термисторы
• 4 Технические хаpaктеристики
  • 4.1 Отрицательный коэффициент ТКС
• 5 Область применения
  • 5.1 Термодатчик воздуха
  • 5.2 Автомобильный термодатчик
  • 5.3 Датчик пожара
  • 5.4 Термистор как регулятор пускового тока
• 6 Алмаз и родственные материалы – особые терморезисторы
• 7 Чем можно заменить
• 8 Видео

Большинство промышленных сфер требует измерения множества параметров на производстве. Чем сложнее технологические процессы, тем точнее должны быть показания. Один из самых требовательных к точности параметров – температура. Для ее точных замеров используют специальный прибор – терморезистор.

Пример терморезисторов

Виды

Простой принцип работы позволяет создавать термопреобразователи сопротивления (научное название устройства) различных габаритов и форм. В зависимости от области применения и материала, датчики могут иметь различную форму и соответствующий тип: стержневой, трубчатый, дисковой или бусинковый. Особых ограничений нет, поэтому на каждой отрасли существуют свои стандарты датчиков.

Принцип действия

Терморегулятор в розетке

Терморезисторы – это датчики, работа которых зависит от двух показателей: температуры и сопротивления. Второй параметр меняется в зависимости от значений первого, при достижении необходимой отметки происходит сpaбатывание. Существует четыре разновидности терморезисторов:

• низкотемпературные – для работы при значениях менее 170 К;
• для средних температур – от 170 до 510 К;
• для высоких – работают в диапазоне от 510 до 900 К;
• особый класс – до 1300 К.

Обратите внимание! Для обозначения температуры в рабочем диапазоне терморезистора используют Кельвин, а не градус Цельсия. Это связано с уравнением Стейнхарта-Харта, где в расчетах по формуле учитываются абсолютная температура и сопротивление.

Пример и изображение терморезистора в схеме

Наиболее точные терморезисторы могут использоваться в качестве эталонов – точность реагирования у них доходит до долей градуса. Помимо температурного режима, приборы отличаются по способу нагрева.

Прямой и косвенный нагрев

Существует два типа устройств:

1. Прямого нагрева – реагируют на температуру окружающей среды либо на проходящий через деталь ток. Их большинство, применяются они повсеместно.
2. Косвенного нагрева – комбинированные приборы. Представляют собой терморезистор, температуру которого задает отдельный изолированный нагревательный элемент. Ток в этом случае проходит через него, а не через сам датчик.

Дальнейшее разделение основано на различиях в конструкции и материалах изготовления.

Особенности конструкций

Изменение температуры паяльника с помощью диммера

Классификация основывается на ключевом параметре – температурном коэффициенте сопротивления (ТКС), который есть у любого проводника или полупроводника. Он указывает, на какую величину изменяется Ом за каждый градус. В зависимости от материала изготовления ТКС может быть положительным или отрицательным.

Позисторы

Позистор – что это такое, объясняет параметр ТКС. Резистор с положительным значением называется позистором (PTC). Основой для изготовления служит металл. Самыми высокими показателями термосопротивления при инертности к внешним воздействиям обладают медь и платина.

Пример позисторов

Особенности:

1. Медные терморезисторы стоят дешевле, но применяются только при работе с температурами до 180 градусов. У них низкая устойчивость к агрессивной среде и быстрая окисляемость.
2. Платиновые – работают до 1100 градусов, однако наиболее точные результаты показывают при верхней границе в 650. Недостаток – дороговизна.

Часто можно встретить вопрос: что такое позисторы ТСМ и ТСП. Ответом служит последняя буква, указывающая на основу: медь либо платину.

Основное назначение позистора – пpeдoxpaнитель для защиты элементов цепи. Используется последовательное подключение. Область их применения ограничена из-за малой скорости быстродействия.

Термисторы

Гораздо чаще применят более чувствительные и недорогие приборы  – термисторы. У терморезистора NTC отрицательный ТКС (с ростом температуры сопротивление уменьшается). При создании применяют полупроводниковые составы на основе окислов марганца, меди и кобальта. По сравнению с позисторами, такие устройства более долговечны, надежны, имеют стабильную линейность при работе до 200 градусов.

Термисторы со стандартной маркировкой

Недостаток – невозможность массового изготовления терморезисторов с идентичными хаpaктеристиками. Параметры могут отличаться даже у приборов из одной партии, из-за чего приходится повторно регулировать оборудование. Схема монтажа термисторов – мостовая.

Технические хаpaктеристики

Сопротивление резистора – формула для рассчета

Каждое устройство обладает набором параметров, на которые нужно обращать внимание при выборе:

1. Номинальное сопротивление. Это значение, полученное при фиксированной температуре (стандарт – 20 градусов).
2. ТКС – обратимое изменение сопротивления на каждый градус.
3. Максимальная мощность рассеяния. Иногда называют просто мощностью резистора. Показывает предельное значение, которое рассеивает ТР без необратимых последствий. Показатель актуален только в условиях соблюдения температурного режима.
4. Температурная чувствительность. Определяется в определенном диапазоне и зависит от свойств полупроводникового материала.

Эти значения нужно учитывать для приборов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления.

Отрицательный коэффициент ТКС

Дело в том, что зависимость сопротивления от температуры у термисторов экспоненциальная. При этом номинальное сопротивление отдельного ТР может изменяться в больших пределах. Расчеты параметров полупроводниковых приборов сложнее – у позисторов принцип работы основан на линейной зависимости.

Область применения

Использование устройств зависит от их стоимости и точности измерений. Более дорогие позисторы применяют в сложных производствах, а также в качестве пpeдoxpaнителей. Например, их подключают к исполнительному реле, в случае нагрева схема отключается. Термисторы гораздо доступнее, что позволяет находить им широкое применение в быту.

Термодатчик воздуха

При правильной калибровке NTC резистор может использоваться для проверки нагрева окружающей воздушной среды. В этом случае точность измерений, как на производстве, не требуется – достаточно регулировки с шагом в 1 градус Цельсия.

Самодельный датчик температуры воздуха

Автомобильный термодатчик

Популярный способ применения – защита двигателя авто от перегрева. ТР соединяют с реле, которое отключает двигатель при угрозе перегрева. При достаточных знаниях можно подключить устройство к бортовому компьютеру для отображения температуры на дисплее.

Датчик пожара

Из терморезистора и биметаллических элементов пускателя можно создать конструкцию, аналогичную пожарной сигнализации. Для этого подойдут простые бусинковые ТР. Также датчик может работать, если нужно исключить сpaбатывания на дым, например, сигаретный.

Термистор как регулятор пускового тока

Есть ряд приборов, которые подвержены чрезмерным токам при первом запуске: лампы, двигатели и трaнcформаторы. Для их ограничения в цепь встраивается термистор. Вместо резких скачков осуществляется регулировка тока по нагрузке, по мере нагревания термистора и уменьшения сопротивления.

Алмаз и родственные материалы – особые терморезисторы

На рынке терморезисторов есть особый класс устройств – на основе монокристаллов алмаза, композитов и углеродных пленок. Они обладают сразу несколькими преимуществами:

• работоспособность при температурах до 1000 градусов;
• чрезвычайно высокая устойчивость к агрессивным воздействиям;
• высокая твердость при низкой инерционности.

У таких приборов есть особая маркировка – ТРА. Выпускают их без корпуса либо в стеклянной оболочке.

Чем можно заменить

Менять терморезистор лучше всего на аналогичный, сверяясь со справочником или технической документацией. Однако при наличии опыта и знаний об устройстве того или иного аппарата можно заменить ТР на обычный проволочный резистор. Следует проверить:

• условия сpaбатывания реле – по времени или напряжению;
• изменение времени выхода на рабочий режим;
• необходимость последовательного соединения сразу нескольких резисторов.

Важно понимать, какие функции выполнял ТР. В некоторых случаях замена окажется нецелесообразной либо невозможной.

Терморезисторы – необходимый элемент для функционирования современной электротехники. Это точный и эффективный датчик, позволяющий контролировать работу устройств во многих сферах. Его применяют уже более 90 лет, заменить его в ближайшее время удастся с малой вероятностью.

Видео



Определение мощности и сопротивления резисторов по цветовой маркировке

Для чего нужна цветовая маркировка резисторов. Определение сопротивления резистивных элементов. Цветовое кодирование резистора. Правила чтения цветовой маркировки. Отклонения от стандарта. Как расшифровать цветовую маркировку проволочных резисторов….

22 01 2023 11:46:19

Схема осцилятора (плазмотрона) для сварки алюминия своими руками

Хаpaктеристики и устройство осцилятора (электронная схема). Типы осцилляторов по принципу непрерывного действия и импульсному способу питания дуги. Порядок изготовления плазмотрона своими руками в домашних условиях. Схема осциллятора для инвертора….

21 01 2023 23:53:17

Виды клеммников и клеммных колодок для DIN рейки: маркировка и пломбировка клемм

Что такое дин-рейка. Клеммы (клемники) и клеммные колодки для DIN реек. Какими бывают клеммные зажимы: проходной с зажимом пружиной, клеммы с размыкающим приспособлением и пр….

20 01 2023 16:56:39

Расшифровка обозначений и таблица сечений AWG-кабеля: электрические параметры

Расшифровка и технические хаpaктеристики кабеля AWG: электрические и механические хаpaктеристики. Таблица перевода номеров AWG в дюймы и миллиметры. Особенности американской маркировки проводов AWG….

19 01 2023 22:14:48

О генераторах переменного тока: устройство прибора, технические хаpaктеристики

Принцип работы и технические хаpaктеристики генератора тока (переменного). Виды и конструкция генераторов. Трехфазные и автогенераторы. Устройство автомобильного генератора….

18 01 2023 19:45:59

Разновидности и особенности монтажа уличной светодиодной гирлянды бахрома

Гирлянда бахрома: использование на улице и внутри помещений. Преимущества и недостатки новогодней уличной светодиодной гирлянды бахрома со светомузыкой. Способы уличного монтажа для гирлянды бахрома….

17 01 2023 6:53:26

Розетка 380 вольт: подключение, маркировка, конструкция

Розетка на 380 вольт служит для подключения мощных электроприборов. Мы расскажем все о классификации и монтаже данной розетки….

16 01 2023 12:48:49

Электромеханические однофазные стабилизаторы напряжения: описание и принцип работы

Описание и принцип работы электромеханического стабилизатора. Электромеханический стабилизатор напряжения: устройство и основные узлы прибора. Автотрaнcформатор и щеточный узел. Сервопривод и блок электроники электромеханических стабилизаторов….

15 01 2023 4:24:25

Отличие пассатижей от плоскогубцев: назначение и виды инструмента

Разница между пассатижами и плоскогубцами. Виды инструмента: диэлектрический, слесарный, пассатижи для люверсов. Плоскогубцы или плоскозубцы — есть ли разница. Рекомендации по выбору изделий….

14 01 2023 13:13:13

Самонесущий изолированный силовой электрокабель

Что такое провод СИП: хаpaктеристика самонесущего изолированного провода, конструкция и состав. Преимущества СИП-кабеля. Виды кабелей СИП, правила монтажа самонесущих изолированных проводов….

13 01 2023 12:49:17

Понятие о реактивных и активных мощностях и нагрузках: формула и единицы измерения

Справка о реактивной мощности: в каких единицах измеряется. Реактивная нагрузка: емкостная и индуктивная. Что такое треугольник мощностей. Потери тока из-за действия реактивных мощностей. Коэффициент мощности. Формула полных мощностей….

12 01 2023 2:22:41

Как паять светодиодную ленту — подготовка и способы

Как паять светодиодную ленту и полезные рекомендации всего процесса. Что нужно для того, чтобы спаять светодиодную ленту….

11 01 2023 17:59:12

Формула для вычисления энергии электрических полей конденсаторов

Определение и формулы напряженности электрополя. Работа и энергия в электростатическом поле. Электрическое поле в конденсаторе. Определение максимальной энергии в конденсаторах. Определение энергии электрического поля через составление формул для работы….

10 01 2023 22:37:30

Как поменять счетчик электроэнергии: порядок согласования, требования к установке

Как поменять счетчик электроэнергии? В первую очередь вам нужно будет обратиться в местное отделение «Энергосбыта» и оформить заявку на замену счётчика….

09 01 2023 2:18:46

Типы конденсаторов: классификация по хаpaктеристикам и функциональному назначению

Физический принцип работы конденсатора. Емкость конденсаторов. Назначение и области применения. Виды конденсаторов по функциональному назначению и состоянию хаpaктеристики емкости. Конденсаторы: материал изготовления….

08 01 2023 1:40:29

Освещение искусственное — виды и принцип работы

Освещение искусственное определяет качество нашей жизни и комфортные условия для пребывания человека в любом месте, а также обустраивает наше жилище. …

07 01 2023 3:33:26

Разновидности и особенности монтажа датчиков движения IEK: модельный ряд и размеры

Назначение и принцип действия инфpaкрасного датчика движения IEK. Технические хаpaктеристики инфpaкрасных датчиков IEK (модельный ряд ДД-012, ДД-018В, ДД-017, ДД-019). Габаритные размеры датчиков. Монтаж и настройка приборов….

06 01 2023 23:52:10

Подсветка потолка: виды подсветки, подбор светодиодной ленты

С развитием осветительной аппаратуры постоянно появляются новые дизайнерские решения: неоновая подсветка, светодиодная, люстры и точечные светильники….

05 01 2023 0:16:23

Регулировка температуры в квартире с помощью комнатных терморегуляторов

Области применения комнатных терморегуляторов: от встроенного терморегулятора к автономным (внешним) термостатам. Как функционируют механические и электронные модели. Комнатный регулятор температуры: особенности выбора регулирующих устройств. …

04 01 2023 14:24:18

Импульсные стабилизаторы постоянного тока на транзисторах: схема и принцип работы

Особенность стабилизатора на транзисторах. Стабилизатор тока на одном транзисторе: схема. Реле тока на микросхемах импульсных стабилизаторов. Как сделать светодиодный стабилизатор-LM317….

03 01 2023 12:19:30

Прожектор для улицы с датчиком движения: разновидности, подключение, настройка

Прожектор для улицы с датчиком движения может использоваться в качестве элемента охранной системы. Он позволяет экономить электроэнергию….

02 01 2023 14:21:36

О контуре заземления и нормах ПУЭ: как заземлить частный дом

Что такое контуры заземления. Какие для контуров заземления нормы ПУЭ. Конструкции контура заземления. Как правильно заземлить частный дом по нормативам. Влияние почвы на заземление….

01 01 2023 9:54:57

Концевой выключатель: виды, применение, конструкция

Виды концевых выключателей, их применение. Конструктивные особенности каждого из них с полным описанием нашего специалиста….

31 12 2022 2:44:47

Все о энергосберегающих лампах: таблица мощности и сравнение светового потока

Особенности конструкции энергосберегающих ламп. Достоинства и недостатки энергосберегающей лампы. Таблица мощности и классификация энергосберегающих источников освещения. Как выбрать устройство для освещения….

30 12 2022 4:15:37

Монтаж источников света — потолочные и настенные

Монтаж источников света может выполняться квалифицированным электриком, а может и без него, главное знать основные нюансы подключения светильников….

29 12 2022 16:30:30

Схема двухполупериодного (полноволнового) и однофазного однополупериодного выпрямителя напряжения

Полуволновой и полноволновой выпрямители напряжения. Определение двухполупериодного выпрямителя с нулевым входом. Схема двухполупериодных выпрямителей диодный мост. Сглаживание пульсаций. Трехфазный выпрямитель….

28 12 2022 13:34:30

Электрический счетчик Энергомера ЦЭ6807П: параметры и межпроверчный интервал

Электронный однофазный счетчик ЦЭ6807: модификации и технические хаpaктеристики. Правила подключения и эксплуатации электрического счетчика «Энергомера» цэ-6807-п. Общие советы по энергосбережению в частном доме и квартире….

27 12 2022 6:51:20

Разновидности витой пары и типы маркировки кабеля для интернета

Общая классификация и назначение кабелей типа «витая пара»: экранированные и неэкранированные кабеля. Устройство витых пар и правила соединения с помощью коннекторов RJ45. Особенности маркировки, материал и сечение проводника….

26 12 2022 0:12:10

Разветвители для телевизионного кабеля: какие бывают

Какие разветвители для ТВ антенны лучше использовать для разделения сигнала на 2, 3 и 4 телевизора. Что такое тройник для телевизионной антенны. Как правильно выбрать краб для антенны для телевизора. Принцип работы сплиттера для спутниковой антенны….

25 12 2022 1:18:26

Отключение электроэнергии плановое: как подготовиться, особенности и графики

В статье расскажем об особенностях планового отключения электроэнергии, а также представим варианты графиков. Готовимся сами к отключениям энергии, советы….

24 12 2022 17:51:56

Принцип работы и разновидности инфpaкрасных датчиков движения

Разновидности и особенности ИК-датчиков: извещатели скорости, детекторы PIR, съемные сенсоры и т.п. Способы расположения и схемы инфpaкрасных датчиков. Принцип работы датчиков движения. Критерии выбора инфpaкрасного датчика движений….

23 12 2022 9:24:59

Подключение УЗО, его разновидности и принцип работы

Правила установки устройства защиты. Подключение УЗО, подключение УЗО с заземлением. Как установить УЗО без ошибок….

22 12 2022 22:25:44

Термопара для мультиметров своими руками: разновидности и ремонт крокодилов

Щупы (крокодилы) для мультиметра. Разновидности щупов по качеству: любительские и профессиональные. Виды по назначению. Изделия для SMD-монтажа. Изготовление самодельных термопар своими руками из подручных материалов….

21 12 2022 12:19:53

Заземление в частном доме: полный монтаж, принцип работы

Принцип работы и причины для чего необходимо заземление в доме. Советы по установке громоотвода. Стандартные комплекты заземления и цены на них….

20 12 2022 23:30:46

В чем измеряются единицы емкости конденсаторов

Единица измерения емкости в системе СИ и других системах. Фарады через основные единицы системы. Определение кратных единиц ёмкости. Таблица перевода дольных единиц. Маркировка конденсаторов. Кодировка больших по размерам устройств. ..

19 12 2022 22:21:28

О проводах заземления: технические хаpaктеристики, назначение, монтаж

О желтых проводах заземления: области применения заземляющих кабелей, правила монтажа (укладки), материалы изготовления. Какой заземляющий кабель лучше использовать. Отличие кабелей по материалу изготовления сердечника (медь или алюминий)….

18 12 2022 4:37:27

О силе тока: формула и зависимости, определение силы тока в цепях и проводниках

Как возникает ток. Определение силы тока с точки зрения физики. Поиск по формулам. Разница сил тока при переменном и постоянном электричестве….

17 12 2022 12:29:42

Защита от короткого замыкания и что такое КЗ: виды и последствия

Что представляет собой короткое замыкание. Причины возникновения короткого замыкания. Виды коротких замыканий. Защита от КЗ. Виды пpeдoxpaнителей и автоматических выключателей. Что такое УЗО. …

16 12 2022 19:32:33

Список изобретений Томаса Эдисона: от телеграфа до лампочки

Томас Эдисон — историческая справка, биография, научные работы великого американского ученого. Изобретения Томаса Эдисона. Тату-машинка изобретенная Томасом Эдисоном. Лампочка-Светлана: изобретение века….

15 12 2022 5:45:47

Катоды и аноды: отрицательно и положительно заряженные электроды

Определение положительно и отрицательно заряженного электрода. Применение катода и анода в теории и пpaктике. Применение в электрохимии. Использование катодов и анодов в вакуумных электронных приборах. Маркировки….

14 12 2022 1:28:54

Точечные светильники — конструкция, выбор и монтаж

Что представляют собой точечные светильники. Как грамотно организовать подготовительный и монтажный процесс подключения точечного светильника…

13 12 2022 17:14:25

Гарантирующий поставщик электроэнергии

Границы зон деятельности, получение статуса гарантирующего поставщика, а также заключение договора с физическими и юридическими лицами. …

12 12 2022 20:51:57

Пайка проводов без использования паяльников: чем можно заменить паяльник

Изготовление и использование самодельного жала из куска одножильного медного провода. Пайка фольгой. Как спаять гирлянду подручными средствами. Как припаять провод без паяльника подручными средствами….

11 12 2022 21:17:55

Конденсаторы в цепи постоянного тока: история, определение, функции и обозначение

Что такое конденсатор и для чего он нужен. Технические хаpaктеристики емкостных накопителей энергии. Зачем нужны электролитические конденсаторы в сети переменного тока. Зачем нужны конденсаторы в схемах и от чего зависит емкость конденсатора….

10 12 2022 2:24:34

Все о четвертой группе по электробезопасности (4): кому из работников присваивается

Группы допуска по электробезопасности. Требования к специалисту с 4 группой по электробезопасности. Минимальный стаж работы в 3 группе допуска, который должен иметь аттестующийся для получения данной категории….

09 12 2022 14:36:16

О термоэлектрическом генераторе: изготовление термоэлектрогенератора своими руками

Определение и физическое объяснение эффекта Пельтье. Особенности функционирования, принцип действия и конструкция термоэлектрического генератора. Достоинства и недостатки ТЭМ. Самостоятельное изготовление термоэлектрогенератора своими руками….

08 12 2022 19:34:56

Как заменить розетку: основные правила, советы по переносу розетки

Подготовка к замене, выбор правильного места. Основные инструменты и материалы для грамотного переноса розетки, пошаговая инструкция, а также фото и видео….

07 12 2022 21:13:12

Технические хаpaктеристики и принцип работы магнитных пускателей

Целевое назначение магнитного пускателя. Конструкция и технические параметры различных магнитных пускателей. Магнитные пускатели: принцип работы и различные типы устройств. Монтаж и подключение электромагнитного пускателя….

06 12 2022 10:49:52

Сколько стоить опломбирование счетчиков электрической энергии

Опломбировка электросчетчиков. Виды пломб. Процесс пломбировки счетчика. Как выглядит специализированная заводская пломба, гарантирующая полную исправность и бесперебойную работоспособность электросчетчика….

05 12 2022 14:14:15

Формула нахождения потенциальной разницы между точками в электромагнитном поле

Сущность понятия потенциальной разницы. Формула нахождения ускоряющей разности потенциалов. Что измеряют единицей Кулон. Порядок возникновения заряженных частиц, электростатического поля и их поведение по отношению друг к другу….

04 12 2022 16:19:21

Еще:
Электрика -1 :: Электрика -2 :: Электрика -3 :: Электрика -4 ::

Оптимизация конструкций термисторов | Видео TI.

com

1. Учебный дом TI
2. Лаборатория точности TI
3. TI Precision Labs — Датчики
4. Датчики температуры
5. Термисторы
6. Оптимизация конструкции термистора

Лаборатория TI Precision

МЕНЮ

• Датчики температуры (20)

  • Терминология измерения температуры (8)

  • Проблемы проектирования датчиков температуры (4)

  • Термисторы (3)

  • Применение датчиков температуры (5)

• Магнитные датчики (24)

• Датчики влажности (6)

• Датчики внешней освещенности (18)

• Ультразвуковой датчик (8)

• Индуктивное измерение (6)

Электронная почта

Здравствуйте и добро пожаловать на видео TI Precision Labs, посвященное оптимизации конструкций термисторов для решений по измерению температуры. В этом видео мы поговорим о многочисленных источниках ошибок, присутствующих в конструкции дискретных термисторов, и предложим некоторые рекомендации по минимизации этой ошибки. Термистор представляет собой дискретное устройство с двумя выводами, эффективное значение сопротивления которого изменяется в зависимости от температуры. Используя АЦП, мы можем измерить падение напряжения V TEMP на термисторе. Оттуда вы можете использовать любой метод преобразования температуры и программное обеспечение для расчета температуры, которой соответствует это напряжение. А в данном случае это 25 градусов по Цельсию. Однако при использовании термисторов важно понимать, что вы создаете схему измерения температуры, в которой точность зависит не только от самого термистора. Это контрастирует с более интегрированным решением, таким как цифровой датчик температуры, который устраняет многие источники ошибок, о которых мы поговорим прямо сейчас. В этой конкретной конструкции термистора имеется пять общих источников ошибок. Первый источник ошибки находится в самом термисторе. И у него есть допуск сопротивления, температурный коэффициент и ошибки дрейфа. Далее, резистор смещения будет иметь те же ошибки, что и термистор. В-третьих, источник напряжения или тока. И у него также есть ошибки допуска, дрейфа и температурного коэффициента. Затем у нас есть ошибки АЦП, которые проявляются в виде изменений опорного напряжения. И, наконец, у нас есть ошибка, связанная с выбранным методом преобразования программного обеспечения. Все эти источники ошибок влияют на точность решения. Например, если падение напряжения на термисторе немного увеличивается или уменьшается из-за изменений в цепи, это может привести к неправильному преобразованию температуры в программном обеспечении, в результате чего система будет реагировать на неправильные значения температуры. В решениях на основе термисторов часто упускают из виду точность. Независимо от того, используются ли показания температуры для определения порога или даже компенсации для устройств, зависящих от температуры, более высокая точность может помочь повысить общую надежность и производительность системы управления. Повышение точности позволяет приблизить запас прочности вашей системы к расчетному тепловому пределу. Если точность измерения температуры снижается, необходимо увеличить погрешность. Таким образом, производительность системы падает. С другой стороны, если вы повысите точность, погрешность обязательно уменьшится, что повысит производительность системы. Как упоминалось ранее, термистор — это дискретное устройство. И, следовательно, на общую точность решения влияют несколько компонентов. К счастью, есть несколько методов проектирования, которые вы можете реализовать в системе, чтобы максимизировать точность температуры. Первым соображением при проектировании является использование точных компонентов в вашей схеме. Не делайте ошибку, полагая, что термистор является единственным источником ошибки, влияющим на общую точность температуры раствора. Например, при использовании схемы делителя напряжения рекомендуется обратить внимание на дрейф и допуски термистора, резистора смещения и источника напряжения. Если эти компоненты дрейфуют в зависимости от температуры или имеют большой допуск, то выходные данные схемы, поступающие на АЦП, будут отличаться от ожидаемых значений. Это сильно повлияет на точность измерения температуры. Таким образом, чтобы максимизировать точность, настоятельно рекомендуется использовать точные компоненты с низким допуском и значениями PPM. Чтобы еще больше повысить точность вашего термисторного решения, мы рекомендуем использовать источник постоянного тока, а не источник постоянного напряжения. Это позволяет удалить резистор смещения из схемы, что устраняет большой источник ошибки. Важно использовать прецизионный источник тока, чтобы иметь меньшие отклонения и, следовательно, большую точность. Часто разработчики добавляют сеть резисторов, чтобы линеаризовать выходное напряжение схемы термистора NTC. Вместо добавления резисторов рекомендуется использовать линейный термистор PTC, который по своей природе имеет желаемое линейное падение напряжения в зависимости от температуры и не нуждается ни в одном из этих резисторов линеаризации. Следующий метод уменьшения погрешности — использование логометрии. Термин логометрический описывает захваченное значение АЦП, которое может изменяться пропорционально изменению напряжения питания. Когда питание, подаваемое на схему термистора, также обеспечивает напряжение, используемое для VREF в АЦП, тогда это считается логометрическим. Любое изменение в источнике напряжения будет изменяться аналогичным образом и одновременно как в цепи термистора, так и в VREF АЦП. Это влияет на измеренное значение АЦП и, следовательно, минимизирует потенциальную дифференциальную ошибку между этими источниками. Использование этого логометрического подхода может повысить точность системы и создать гораздо более жесткие допуски. Одним из наиболее важных методов снижения погрешности решения на основе термистора является калибровка в той или иной форме. Причина, по которой это может быть настолько эффективным, заключается в том, что таким образом вы значительно минимизируете системную ошибку, которая состоит из нескольких источников, а не только ошибки термистора. Часто предполагается, что калибровка вашего термистора займет много времени и денег, потому что вам может понадобиться температурная камера для изменения окружающей среды во время процесса сборки и тестирования. Однако это зависит только от типа выбранного термистора и интересующего диапазона температур. Например, термисторы NTC имеют большой разброс допустимого сопротивления и большое изменение их температурного коэффициента сопротивления в зависимости от температуры. Из-за этих изменяющихся характеристик и больших допусков термисторам NTC часто требуется до трех точек калибровки во всем диапазоне температур для достижения очень высокого уровня точности. А для этого нужна термокамера. С другой стороны, как видно из графиков на экране, линейный термистор PTC имеет примерно одинаковую величину ошибки во всем диапазоне рабочих температур благодаря своим линейным и стабильным характеристикам. Из-за этого калибровка со смещением по одной точке при комнатной температуре в процессе окончательной сборки может значительно снизить погрешность во всем диапазоне температур, и все это без использования температурной камеры. Калибровка смещения по одной точке при комнатной температуре — это очень простой, автоматический и быстрый процесс, гарантирующий максимально возможную точность для линейного термистора PTC без необходимости использования температурной камеры. Возьмем, к примеру, небольшую сборку из трех печатных плат, готовых к включению. Как только тестируемое устройство включается в первый раз, оно использует свой АЦП для расчета температуры с помощью встроенного термистора, которая в данном случае составляет 28 градусов Цельсия, и сохраняет ее в регистре. В этот момент либо производственное программирующее устройство, либо тестируемый блок считывают регистр температуры в тестируемом блоке и считывают очень точное внешнее эталонное значение температуры. Затем он вычитает измеренную температуру термистора из внешнего опорного значения температуры и записывает полученное значение в регистр смещения. Для всех будущих измерений температуры тестируемый блок будет добавлять измеренное значение температуры термистора к значению регистра смещения для конечной скорректированной температуры. Этот метод может быть повторен в миллисекундах для каждого тестируемого устройства. И это очень хорошо работает с линейными термисторами PTC, так как уменьшает погрешность во всем диапазоне температур без необходимости использования температурной камеры. Теперь, когда мы знаем, как повысить точность решения на основе термистора, нам также необходимо убедиться, что АЦП сможет увидеть эту точность, максимально увеличив разрешение АЦП. Важно иметь в виду, что количество разрядов АЦП будет определять его разрешение, а не точность измерения температуры. Разрешение — это способность видеть изменения в измеренном значении цепи. Типичный АЦП микроконтроллера для измерения температуры имеет разрешение от 12 до 16 бит. Вы обнаружите, что 8- или 10-разрядный АЦП не обеспечивает достаточного разрешения, чтобы увидеть точность термистора, и будет иметь больший размер шага изменения температуры, что обычно неприемлемо. Передискретизация — отличный способ улучшить разрешение и отношение сигнал/шум. Он работает путем суммирования нескольких измерений температуры, а затем усреднения для получения более точного значения. Для каждого дополнительного бита разрешения сигнал должен быть передискретизирован в четыре раза, как показано в таблице слева. Вы можете использовать любое количество сэмплов в своем приложении, чтобы получить разрешение, необходимое для вашего проекта, при условии, что количество сэмплов превышает норму Найквиста. Скорость Найквиста — это то, как часто вы хотите получить фактическое показание температуры. Общее количество образцов должно быть как минимум в N раз больше, чем фактический желаемый результат температуры. После того, как вы вычислите температуру, вы можете сохранить это значение в программном массиве в порядке поступления. Когда в массив поступает новое значение, самая старая выборка отбрасывается, а все остальные выборки перемещаются в следующую соответствующую ячейку, создавая таким образом FIFO. Этот метод усреднения можно применить к любым значениям, используемым в процессе преобразования температуры, включая температуру, значение счета АЦП, напряжение делителя или даже расчетное сопротивление. Все эти значения будут очень хорошо работать при усреднении. При реализации метода передискретизации мы рекомендуем добавить к входному сигналу некоторый дизеринг-шум, чтобы улучшить ошибку разрешения. На практике размещение шума дизеринга за пределами диапазона частот, представляющего интерес для измерения, может впоследствии отфильтровать этот шум в цифровой области, что приведет к окончательному измерению в интересующем диапазоне частот как с более высоким разрешением, так и с меньшим уровнем шума. Чтобы добавить этот дизеринговый шум, не размещайте конденсатор на линии измерения напряжения и не используйте логометрический метод связывания VCC и VREF на АЦП. Шум дизеринга должен быть равен четырем или более битам амплитуды. 10-разрядный АЦП с VREF 3,3 В постоянного тока будет иметь размер шага напряжения 0,0032 В постоянного тока. Шум дизеринга должен иметь разрешение как минимум на четыре бита выше и ниже ожидаемого измерения температуры. Минимальный шум дизеринга для 10-разрядного АЦП должен составлять плюс-минус 0,0128 В постоянного тока или 0,0256 В постоянного тока от пика к пику выше младшего разряда АЦП или выше, чтобы обеспечить необходимые уровни для надлежащего увеличения Разрядность АЦП путем усреднения. Напомним, термисторы — это дискретные устройства, а не более интегрированный тип датчика температуры. Из-за этого они требуют дополнительных конструктивных решений для достижения более высокого уровня точности системы. Поскольку в схеме есть несколько источников ошибок, мы рекомендуем использовать точные компоненты и минимизировать стоимость материалов, используя источник постоянного тока, а не схему делителя напряжения. Поскольку источники могут различаться независимо друг от друга, мы рекомендуем реализовать логометрический подход с вашим АЦП для синхронизации изменений напряжения. Чтобы получить наилучший уровень точности, возможный с термисторами, мы рекомендуем использовать простую коррекцию смещения комнатной температуры с линейными термисторами PTC. И, наконец, чтобы улучшить разрешение вашего АЦП и отношение сигнал/шум, мы рекомендуем передискретизацию в программном обеспечении. При передискретизации не используйте логометрический подход, так как передискретизация требует небольшого количества шума дизеринга. При правильной реализации ваше термисторное решение может стать очень точной системой контроля температуры. Благодарим вас за просмотр этого видеоролика, посвященного важным аспектам проектирования при использовании термисторов для измерения температуры. Для получения дополнительной информации посетите сайт ti.com/thermistors.

Предыдущий Далее

Описание

22 декабря 2020 г.

В этом разделе серии TI Precision Labs — Датчики температуры обсуждаются источники ошибок, присутствующие в конструкции дискретных термисторов, и приводятся некоторые рекомендации по минимизации этой ошибки.

Загрузить слайды вебинара

Дополнительная информация

Проектирование с использованием термисторов

Применение датчиков температуры обычно относится к одной из трех основных категорий; мониторинг, управление или компенсация цепи, а также четыре типа датчиков; термопары, термисторы, датчики температуры сопротивления (RTD) и полупроводниковые датчики температуры. При выборе датчика необходимо учитывать некоторые ключевые характеристики, включая температурный диапазон, точность, время отклика, минимальное влияние температуры на измеряемый объект и тип требуемого преобразования сигнала. Другими факторами являются долговременная стабильность, механическая прочность и стоимость.

Неэтилированные термисторные диски NTC часто используются в многочисленных датчиках автомобильных двигателей для измерения температуры воздуха и охлаждающей жидкости. Диски расположены внутри наконечника корпуса, обычно под действием пружины для поддержания контактного давления.

В таблице сравниваются характеристики термистора с другими типами датчиков температуры и показано, что термисторные устройства по существу являются пассивными переменными резисторами и требуют тока возбуждения для создания выходного сигнала. Другими словами, вы не можете просто подключить вольтметр к выводам термистора, прикоснуться датчиком к горячему предмету и ожидать появления напряжения.

Термисторы имеют значительно более высокую чувствительность, чем большинство других датчиков, но они также менее линейны. Хотя специальные высокотемпературные датчики, такие как керамические термисторы на основе оксида хрома производства GE Sensing, могут работать при температуре до 1000 ^o C, обычные устройства имеют относительно узкий температурный диапазон и не являются оптимальным выбором, когда требуется долговременная точность. Однако термисторы обычно дешевле других датчиков и быстрее реагируют на изменения температуры.

Все датчики требуют линеаризации, но каждый в разной степени. Кроме того, для достижения высокой точности схема должна быть откалибрована с подключенным фактическим термисторным датчиком. Эти две задачи можно решить с помощью аналоговых преобразователей и схем калибровки, но они могут быть довольно сложными и требуют ручной калибровки. Если вместо этого используется цифровая схема, сигнал датчика оцифровывается аналого-цифровым преобразователем (АЦП), а линеаризация и калибровка выполняются в программном обеспечении с минимальным участием оператора.

Основы работы с термисторами
Термисторы представляют собой твердотельные термочувствительные резисторы двух типов: с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) и с положительным температурным коэффициентом (PTC). Как следует из названий, сопротивление термистора NTC обратно пропорционально температуре, тогда как сопротивление термистора PTC прямо пропорционально. Сопротивление на клеммах датчиков изменяется при изменении температуры корпуса термистора, которое может происходить из-за тепла окружающей среды, самонагрева из-за тока возбуждения или того и другого.

Термисторы PTC чаще всего используются для защиты цепи от перегрузки, по сравнению с устройствами NTC, которые используются в основном для измерения температуры и компенсации. В этой статье основное внимание уделяется устройствам измерения температуры, поэтому обсуждаются только термисторы NTC.

Сопротивление термистора NTC уменьшается с повышением температуры его тела, однако скорость изменения сопротивления не является линейной. Она максимальна на нижнем пределе температуры и постепенно уменьшается с повышением температуры.

Термисторы NTC представляют собой спеченную смесь оксидов металлов, включая никель, кобальт, марганец и иногда другие оксиды. Элементы формируются в виде шариков, чипсов, дисков, стержней или тонких пленок. Термисторы-шарики представляют собой капли полупроводниковой пасты, нанесенные на две проволоки из платинового сплава, спеченные при высокой температуре. Затем провода обрезаются, чтобы сделать отдельные термисторы. Чиповые и дисковые термисторы изготавливаются в виде тонкого листа материала (пластины) и спекаются при высокой температуре. Стороны посеребрены для крепления выводов, а пластины нарезаны на диски или чипсы. Стержневые термисторы просто выдавливаются.

Элементы термистора могут иметь стеклянную капсулу, эпоксидное покрытие или оставаться непокрытыми (голыми). Неизолированные термисторы быстрее реагируют, меньше по размеру и дешевле, но в них нет средств защиты от окружающей среды и механических воздействий. Эпоксидное покрытие может защитить устройство от окружающей среды, но немного замедляет время отклика и увеличивает стоимость. Стеклянная капсула обеспечивает герметичность, высоковольтную изоляцию и устойчивость к агрессивным средам. Долговременная стабильность деталей, герметизированных стеклом, обычно в десять раз выше, чем стабильность деталей с эпоксидным покрытием.

К монтажным элементам относятся неэтилированные диски, для которых требуются подпружиненные контакты, серебряные или золотые электроды для соединения проводов, а также приспособления для поверхностного монтажа, например, для микросхем SMD. Выводы могут быть осевыми или радиальными, неизолированными или изолированными, прямыми или изогнутыми. Осевые выводы и детали SMD предназначены для оборудования автоматической установки печатных плат и захвата. Устройства с радиальным выводом и неэтилированные диски хорошо подходят для датчиков температуры в сборе.

Неэтилированный дисковый термистор NTC (a.) обычно используется в датчиках температуры. Добавление радиальных выводов к дисковому термистору без покрытия (b) позволяет установить его на печатной плате. Покрытие дискового термистора эпоксидной смолой (c.) защищает его от окружающей среды. Микросхемные термисторы с эпоксидным покрытием и гибкими изолированными выводами идеально подходят для установки в условиях ограниченного пространства.
(Фотографии предоставлены компанией GE Sensing & Inspection Technologies, Биллерика, Массачусетс.)

Тонкопленочные термисторы специального типа наносятся на керамическую или гибкую основу Kapton® толщиной всего несколько десятков тысяч дюймов. Они имеют низкие значения рассеяния и быстрое время реакции из-за их небольшой массы. Например, тонкопленочные термисторы NTC серии TF от Selco Products Company подходят для температурного диапазона от -50 ^o C до +90 ^o C и имеют показатель рассеяния 0,7 мВт/9.0091 o C с тепловой постоянной времени 2 с, оба в неподвижном воздухе. Они идеально подходят для измерения температуры воздуха и других газов, а также для датчиков в сборе.

Показатели точности сильно различаются для разных устройств в зависимости от приложения. Например, дисковые термисторы общего назначения обычно имеют допуски в диапазоне от ± 20 % до ± 2 %, а сменные термисторы могут иметь точность до ± 0,05 ^o C в узком диапазоне температур. Они доступны для замены датчика без повторной калибровки системы. Например, сверхточный взаимозаменяемый термистор PR103J2 компании U.S. Sensor представляет собой высокоточный и стабильный датчик, который соответствует кривой R-T термистора NTC J-типа с точностью ± 0,05·9.0091 o C точность от 0 ^o C до 50 ^o C. Также доступны другие значения сопротивления от 2 кОм до 50 кОм.

Несколько терминов, связанных с термисторами, которые перечислены в каталогах и спецификациях, могут помочь вам в выборе деталей:

• Сопротивление нулевой мощности , R _или , сопротивление постоянному току, указанное при определенной температуре и токе возбуждения. настолько мало, что самонагревом, вызванным рассеянием мощности, можно пренебречь. Эта особая температура называется стандартной эталонной температурой и обычно составляет 25°С.0091 o C.
• Коэффициент сопротивления Характеристика представляет собой отношение измерений сопротивления при нулевой мощности, выполненных при двух определенных температурах. Обычно это отношение сопротивления при 25 ^o C к сопротивлению при 125 ^o C.
• Термическая постоянная времени , τ, представляет собой время в секундах, необходимое для того, чтобы термистор, рассеивающий нулевую мощность, изменил свое значение. температура тела 63,2% от общего изменения температуры в ответ на ступенчатое изменение температуры окружающей среды. Этот параметр характеризует скорость, с которой термистор может реагировать на быстрые изменения температуры, и помогает сравнивать время отклика различных устройств.
• Постоянная рассеяния , δ, представляет собой отношение изменения рассеиваемой мощности термистора к изменению температуры корпуса термистора. Измеряется в мВт/ ^o С и указывается при определенной температуре. Как τ, так и δ сильно зависят от измеряемого объекта или среды. Например, постоянная рассеивания термистора со сменными микросхемами GE типа DC95 составляет 8 мВт/ ^o °C в перемешиваемом масле, но только 1 мВт/ ^o °C в неподвижном воздухе. Тепловая постоянная времени составляет 1 секунду в перемешиваемом масле, но в десять раз больше в неподвижном воздухе.
• Максимальная номинальная мощность — еще одна характеристика, связанная с рассеиваемой мощностью. Это максимальная мощность в мВт при температуре окружающей среды 25 ^o C, которую термистор может рассеивать в течение длительного периода времени без ухудшения своих характеристик. Это значение должно быть снижено в зависимости от температуры окружающей среды.
• Температурный коэффициент сопротивления нулевой мощности (TCR), α, представляет собой отношение скорости изменения сопротивления нулевой мощности в любой температурной точке, T, к сопротивлению нулевой мощности в этой точке:

α _T = 1/R _T (dR _T )/(dT)

Где:
α _T = температурный коэффициент сопротивления при температуре T,
Ω / 91 Ω / 909 , или %/ ^o C
R _T = сопротивление при температуре T, Ом
dR _T = изменение сопротивления, Ом
dT = изменение температуры, °C

Другой способ выражения температурного коэффициента:

α _T = – Б/Т ²

Где:

B = постоянная материала, ^o K
T = температура, ^o K

К сожалению, температурные коэффициенты термисторов сильно нелинейны во всем рабочем диапазоне, что означает, что сам коэффициент несколько зависит от температуры. . Коэффициент имеет самое высокое значение при самом низком температурном пределе и постепенно уменьшается по мере повышения температуры. Одно значение конкретного коэффициента может работать для узкого диапазона температур, но чаще всего схемы термисторных измерений должны быть линеаризованы, чтобы охватить большие колебания температуры.

Просто добавив один резистор последовательно с термистором, можно линеаризовать кривую зависимости выходного напряжения от температуры. Если требуется линеаризация сопротивления в зависимости от температуры, резистор следует подключить параллельно термистору.

Цепи для линеаризации термисторных выходов могут состоять из последовательных, параллельных и последовательно-параллельных комбинаций постоянных резисторов и дополнительных термисторов. Простейшая схема представляет собой параллельный резистор, номинал которого можно рассчитать по следующему уравнению:

r = [R _TM (R _TL + R _TH ) — 2R _TL R _TH ] / [R _TL + R _TH ] / [R _TL + R _TH — 2 — 2 — 2 — 2 — 2 — 2 — 2 — 2 — 2 — 2 — 2 — 2 — 2 — 2 — 2 — 2 —

Где:

R = номинал параллельного резистора, Ом
R _TL = сопротивление термистора при самой низкой температуре T _L , ?
R _TH = сопротивление термистора при максимальной температуре T _H , Ом
R _TM = сопротивление термистора при средней температуре T _M , Ом
Температура средней точки TM = (TL + TH) / 2, °C

Простые схемы двухпозиционного регулирования температуры и приложения с узким диапазоном температур и слабыми требованиями к точности обычно не требуют линеаризации. Обычно достаточно простой схемы моста Уитстона. Другим примером, не требующим аппаратной линеаризации, является цифровая схема измерения температуры, в которой линеаризация выполняется программно.

Простая схема контроля температуры включения/выключения может быть разработана с использованием термистора в одном плече моста Уитстона. Резисторы R1, R2 и R3 должны иметь низкий температурный коэффициент и быть точно подобранными, чтобы гарантировать точность.

Условия эксплуатации
Определенные условия эксплуатации могут значительно снизить точность или надежность измерений, и их следует избегать. Например, самонагрев может стать скрытой ошибкой точности. Термисторы выделяют собственное тепло, когда их ток возбуждения слишком высок. Мощность, развиваемая им от тока возбуждения и собственного сопротивления (P = I ² Ом), может заметно поднять температуру корпуса термистора над окружающей средой. Детали с большой постоянной теплоотдачи d, монтаж с низким тепловым сопротивлением и другие средства лучшего рассеивания тепла будут иметь меньший рост температуры.