Site Loader

Содержание

Принцип работы терморезистора и что такое термосопротивление

Термодатчик относится к числу наиболее часто используемых устройств. Его основное предназначение заключается в том, чтобы воспринимать температуру и преобразовывать ее в сигнал. Существует много разных типов датчиков. Наиболее распространенными из них являются термопара и терморезистор.

Виды термодатчиков

Виды

Обнаружение и измерение температуры – очень важная деятельность, имеет множество применений: от простого домохозяйства до промышленного. Термодатчик – это устройство, которое собирает данные о температуре и отображает их в понятном для человека формате. Рынок температурного зондирования демонстрирует непрерывный рост из-за его потребности в исследованиях и разработках в полупроводниковой и химической промышленностях.

Термодатчики в основном бывают двух типов:

  • Контактные. Это термопары, заполненные системные термометры, термодатчики и биметаллические термометры;
  • Бесконтактные датчики. Это инфракрасные устройства, имеют широкие возможности в секторе обороны из-за их способности обнаруживать тепловую мощность излучения оптических и инфракрасных лучей, излучаемых жидкостями и газами.

Термопара (биметаллическое устройство) состоит из двух разных видов проводов (или даже скрученных) вместе. Принцип действия термопары основан на том, что скорости, с которыми расширяются два металла, между собой отличаются. Один металл расширяется больше, чем другой, и начинает изгибаться вокруг металла, который не расширяется.

Терморезистор – это своего рода резистор, сопротивление которого определяется его температурой. Последний обычно используют до 100 ° C, тогда как термопара предназначена для более высоких температур и не так точна. Схемы с использованием термопар обеспечивают милливольтные выходы, в то время как термисторные схемы – высокое выходное напряжение.

Важно! Основное достоинство терморезисторов заключается в том, что они дешевле термопар. Их можно купить буквально за гроши, и они просты в использовании.

Принцип действия

Терморезисторы обычно чувствительны и имеют разное термосопротивление. В ненагретом проводнике атомы, составляющие материал, имеют тенденцию располагаться в правильном порядке, образуя длинные ряды. При нагревании полупроводника увеличивается количество активных носителей заряда. Чем больше доступных носителей заряда, тем большей проводимостью обладает материал.

Кривая сопротивления и температуры всегда показывает нелинейную характеристику. Терморезистор лучше всего работает в температурном диапазоне от -90 до 130 градусов по Цельсию.

Важно! Принцип работы терморезистора основан на базовой корреляции между металлами и температурой. Они изготавливаются из полупроводниковых соединений, таких как сульфиды, оксиды, силикаты, никель, марганец, железо, медь и т. д., могут ощущать даже небольшое температурное изменение.

Электрон, подталкиваемый приложенным электрическим полем, может перемещаться на относительно большие расстояния до столкновения с атомом. Столкновение замедляет его перемещение, поэтому электрическое «сопротивление» будет снижаться. При более высокой температуре атомы больше смещаются, и когда конкретный атом несколько отклоняется от своего обычного «припаркованного» положения, он, скорее всего, столкнется с проходящим электроном. Это «замедление» проявляется в виде увеличения электрического сопротивления.

Для информации. Когда материал охлаждается, электроны оседают на самые низкие валентные оболочки, становятся невозбужденными и, соответственно, меньше двигаются. При этом сопротивление движению электронов от одного потенциала к другому падает. По мере увеличения температуры металла сопротивление металла потоку электронов увеличивается.

Особенности конструкций

По своей природе терморезисторы являются аналоговыми и делятся на два вида:

  • металлические (позисторы),
  • полупроводниковые (термисторы).

Позисторы

Материалом для терморезисторов можно использовать далеко не любые проводники тока, так как к этим устройствам предъявляются некоторые требования. Материал для их изготовления должен обладать высоким ТКС.

Для таких требований подходят медь и платина, не считая их высокой стоимости. Практически широко применяются медные образцы терморезисторов ТСМ, у которых линейность зависимости сопротивления от температуры намного выше. Их недостатком является малое удельное сопротивление, быстрая окисляемость. В связи с этим термосопротивления на основе меди имеют ограниченное применение, не более 180 градусов.

Позисторы PTC предназначены для ограничения тока при нагревании от более высокой рассеиваемой мощности. Поэтому их размещают последовательно в цепь переменного тока, чтобы уменьшить ток. Они (буквально любой из них) становятся горячими от слишком большого тока. Эти приспособления используют в устройстве защиты цепи, таком как предохранитель, в качестве таймера в схеме размагничивания катушек ЭЛТ-мониторов.

Для информации. Что такое позистор? Прибор, электрическое сопротивление которого растет в зависимости от его температуры, называется позистором (PTC).

Примеры позисторов

Термисторы

Устройство с отрицательным температурным коэффициентом (это когда, чем выше температура, тем ниже сопротивление) называется терморезистором NTC.

Для информации. Все полупроводники имеют меняющееся сопротивление по мере увеличения или уменьшения температуры. В этом проявляется их сверхчувствительность.

Характеристики и обозначение термистора

Термисторы NTC широко используются в качестве ограничителей пускового тока, самонастраивающихся сверхтоковых защит и саморегулируемых нагревательных элементов. Обычно эти приборы устанавливаются параллельно в цепь переменного тока.

Их можно встретить повсюду: в автомобилях, самолетах, кондиционерах, компьютерах, медицинском оборудовании, инкубаторах, фенах, электрических розетках, цифровых термостатах, переносных обогревателях, холодильниках, печах, плитах и других всевозможных приборах.

Термистор используется в мостовых цепях.

Технические характеристики

Терморезисторы используют в батареях зарядки. Их основными характеристиками являются:

  1. Высокая чувствительность, температурный коэффициент сопротивления в 10-100 раз больше, чем у металла;
  2. Широкий диапазон рабочих температур;
  3. Малый размер;
  4. Простота использования, значение сопротивления может быть выбрано между 0,1 ~ 100 кОм;
  5. Хорошая стабильность;
  6. Сильная перегрузка.

Качество прибора измеряется с точки зрения стандартных характеристик, таких как время отклика, точность, неприхотливость при изменениях других физических факторов окружающей среды. Срок службы и диапазон измерений – это еще несколько важных характеристик, которые необходимо учитывать при рассмотрении использования.

Компактные терморезисторы

Область применения

Термисторы не очень дорогостоящие и могут быть легко доступны. Они обеспечивают быстрый ответ и надежны в использовании. Ниже приведены примеры применения устройств.

Термодатчик воздуха

Автомобильный термодатчик – это и есть терморезистор NTC, который сам по себе является очень точным при правильной калибровке. Прибор обычно расположен за решеткой или бампером автомобиля и должен быть очень точным, так как используется для определения точки отключения автоматических систем климат-контроля.  Последние регулируются с шагом в 1 градус.

Температурный датчик

Автомобильный термодатчик

Терморезистор встраивается в обмотку двигателя. Обычно этот датчик подключается к реле температуры (контроллеру) для обеспечения «Автоматической температурной защиты». Когда температура двигателя превышает заданное значение, установленное в реле, двигатель автоматически выключается. Для менее критического применения он используется для срабатывания сигнализации о температурном превышении с индикацией.

Датчик пожара

Можно сделать свое собственное противопожарное устройство. Собрать схему из термистора или биметаллических полосок, позаимствованных из пускателя. Тем самым можно вызвать тревогу, основанную на действии самодельного термодатчика.

Дымовой извещатель

В электронике всегда приходится что-то измерять, например, температуру. С этой задачей лучше всего справляется  терморезистор  – электронный компонент на основе полупроводников. Прибор обнаруживает изменение физического количества и преобразуется в электрическое количество. Они являются своего рода мерой растущего сопротивления выходного сигнала. Существует две разновидности приборов: у позисторов с ростом температуры растет и сопротивление, а у термисторов оно наоборот падает. Это противоположные по действию и одинаковые по принципу работы элементы.

Видео

Оцените статью:

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.

2. Металлические терморезисторы

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 RT и R0:

(2)

Известно, что функцию вида ex 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 ex.

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

Устройство терморегулятора и его виды (стр. 1 из 2)

Курсовой проект

По теме: «Устройство терморегулятора и его виды»

Содержание

Введение

1. Анализ технического задания

2. Расчет заданной конструкции

2.1 Расчет резистивного моста

2.2 Расчет дифференциального включения ОУ

2.3 Расчет неинвертирующего включения

2.4 Силовая часть

Выводы

Список литературы

Приложение

Терморезисторомназывается измерительный преобразователь, активное сопротивление которого изменяется при изменении температуры. В качестве терморезистора может использоваться металлический или полупроводниковый резистор. Датчики температуры с терморезисторами называются термометрами сопротивления.

Имеются два вида терморезисторов: металлические и полупроводниковые. Принцип действия и конструкция металлических терморезисторов. Как известно, сопротивление металлов увеличивается с увеличением температуры. Для изготовления металлических терморезисторов обычно применяются медь или платина.

Функция преобразования медного терморезистора линейна:

(1)

где R0 — сопротивление при 0 t0С; a= 4,28.10-3K-1 — температурный коэффициент.

Функция преобразования платинового терморезистора нелинейна и обычно аппроксимируется квадратичным трехчленом. Температурный коэффициент платины примерно равен a= 3,91.10-3K-1.

Функция преобразования платинового терморезистора:

Rt = R0 (1+a (T1 — T0)) (2)

Чувствительный элемент медного терморезистора (рис.1) представляет собой пластмассовый цилиндр, на который бифилярно в несколько слоев намотана медная проволока диаметром 0,1 мм. Сверху катушка покрыта глифталевым лаком. К концам обмотки припаиваются медные выводные провода диаметром 1,0 — 1,5мм. Провода изолированы между собой асбестовым шнуром или фарфоровыми трубочками. Чувствительный элемент вставляется в тонкостенную металлическую гильзу. Гильза с выводными проводами помещается в защитный чехол, который представляет собой закрытую с одного конца трубку. На открытом ее конце помещается клемная головка.

Для удобства монтажа защитный чехол может иметь фланец. При изготовлении платиновых терморезисторов используются более теплостойкие материалы. Основные параметры наиболее распространенных терморезисторов и обозначения их градуировок определяются по ГОСТ 6651-84.

Номинальные функции преобразования (статические характеристики) медных и платиновых терморезисторов и их погрешность определяются ГОСТ 6651-84.

Термодатчики представляют собой чувствительные элементы с присоединенными гибкими посеребренными сигнальными проводами в термостойкой тефлоновой изоляции.

Датчиками температуры служат миниатюрные высокоточные платиновые терморезисторы стандарта DIN EN60751 class B (рисунок 1). Цена — 21 у. е.

С разъемом для подключения вместо МФ-100 — 31 у. е.

Рисунок 1 -Платиновые терморезисторы стандарта DIN EN60751 class B.

В отличие от термопар терморезисторы подключаются без соблюдения полярности. Также отпадает проблема с подгонкой термопар различного типа, и не требуется дополнительный холодный спай. Особенно следует отметить высокую точность изготовления и полную взаимозаменяемость терморезисторов одного типа, поэтому при замене не требуется калибровка системы. Термопары при установке на плоскую поверхность имеют точечный контакт, в отличие от этого, терморезисторы, имеющие форму прямоугольника, обеспечивают хороший тепловой контакт по всей плоскости и поэтому более точно отображают температуру элементов. Из этого следует, что в диапазоне температур до +500 °C применение терморезисторов предпочтительнее термопар.

Термометр сопротивления и провода, соединяющие его со вторичным прибором, включены последовательно. Обычно используются медные провода, сопротивление которых зависит от их температуры. Температурные изменения сопротивления проводов приводят к погрешности измерения температуры.

Вторичные преобразователи термометров сопротивления выполняются такими, чтобы максимально уменьшить эту погрешность. Если требуется наибольшая точность измерения температуры, например при метрологических работах, используется компенсационная схема. По этой схеме применяют четырехзажимные платиновые терморезисторы. Два провода используются для подвода тока, а два других служат для измерения падения напряженияна термочувствительной обмотке. Падение напряженияизмеряется с помощью потенциометра. Измеряется также падение напряжения U0на образцовой катушке. Сопротивление терморезистора при этом равно

(3)

Благодаря компенсационному методу измерения отсутствует падение напряжения на проводах, соединяющих термометр с потенциометром, и их сопротивление не влияет на результат измерения.

В менее ответственных случаях для измерения сопротивлений терморезисторов используются мосты: в лабораторной практике — с ручным уравновешиванием, в производственных условиях — автоматические.

Термометр сопротивления может подключиться к мосту с помощью двух- или трехпроводного кабеля. Двухпроводный кабель дешевле, однако при его использовании сопротивления обоих проводов включаются последовательно с термометром в одно плечо. Токоведущие жилы кабеля выполнены из медного провода: при изменении температуры их сопротивление изменяется, что вносит погрешность в измерение. Двухпроводный кабель используется в тех случаях, когда его температура постоянна и погрешность, обусловленная ее изменением, незначительна.

При включении термометра по трехпроводной схеме по одной жиле кабеля к термометру подводится напряжение питания. К плечам моста термометр подсоединяется с помощью двух других жил, включенных в смежные плечи моста. Одинаковые изменения их сопротивлений практически не разбалансируют мост. Таким образом, исключается погрешность, которая могла бы быть при изменении температуры кабеля.

В качестве вторичных приборов для термометров сопротивления в промышленности применяются также логометрические приборы.

Сопротивление терморезистора определяется его температурой. Последняя зависит не только от температуры окружающей среды, но и от проходящего по нему тока. Перегрев медного термометра током не должен превышать 0,4 t0 С, а платинового — 0,2 t0 С. Для этого ток не должен превосходить 10 — 15мА.

Краткие характеристики платиновых термодатчиков представлены в таблице 1.

Таблица 1 — Краткие характеристики платинового термодатчика.

* Характеристики указаны без учета присоединенных сигнальных проводов.

Сигнальные провода и изоляционные втулки допускается нагревать до 300°С долговременно и до 350°С кратковременно (до 5мин). При этом возможно потемнение силиконовых изоляционных втулок.

Сопротивление терморезистора определяется его температурой. Последняя зависит не только от температуры окружающей среды, но и от проходящего по нему тока. Перегрев платинового термометра током не должен превышать — 0,2 t0 С. Для этого ток не должен превосходить 10 — 15мА. Дальнейший расчет моста будем производить исходя из этого условия.

Для упрощения расчетов положим:

Сопротивление платинового датчика при 0 t0 С равно 1 кОм.

Мост сбалансирован, т.е. R1= R2=1 кОм и R3 (t) = R4=1кОм.

Тогда, чтобы избежать перегрева, общий ток моста не должен превышать 30 мА (по 1 — му закону Кирхгофа). Следовательно:

тогда при I0=30 мА, получим:

R1=R2, следовательно:

Отсюда

.

Для обеспечения нормальной работы сопротивления R1 и R2 выбираем также равными 1 кОм. Тогда Iобщ=15 мА.

В условия сбалансированного моста I1=I2, тогда по 1 — му закону Кирхгофа Iобщ= I1+I2, следовательно Iобщ=2 I1, I1= Iобщ/2=7,5 мА. Тогда UR3 (t) =7.5В.

В общем случае имеем:

Очевидно, что с повышением температуры сопротивление термодатчика будет увеличиваться, следовательно будет увеличиваться и падение напряжения на нём.

где применяют и с какой целью используют

Ремонтируя бытовую технику, новички в электрике часто открывают для себя большое количество деталей, о которых они не знали. К таким элементам относится и терморезистор, регулирующий сопротивление с помощью температур.

Терморезистор – это компонент с полупроводниками, в которых от температуры изменяется сопротивление.  Такую деталь можно найти в самых разных приборах, например, в системе тёплого пола или в ограничителях пусковых токов.

Сегодня рассмотрим, как именно работает этот элемент электрических приборов.

Как устроен терморезистор

Приборы, о которых мы рассказываем сегодня – это компоненты платы, контролирующие значение сопротивления в зависимости от температур. От выбора вида резистора зависит, повышенным или пониженным будет сопротивление.

Существует несколько компонентов, применяемых в качестве резисторов конструкции:

  1. NTC. Терморезистор с отрицательными температурными коэффициентами. Иначе говоря, с отрицательным сопротивлением. «Термистор» – так называют данный вид моделей.
  2.  PTC. Терморезистор с положительными температурными коэффициентами. То же, что и первая модель, но в обратном функционировании. Называют «позисторами».

При этом необходимо помнить, что сопротивление зависимо от температуры. Именно оно задаёт значение сопротивления в электричестве.

Благодаря этому можно понять, как изменяются Омы в зависимости от изменения температуры. Стандартные резисторы температуру повышают, значит, они являются положительными устройствами второго типа.

Существуют иные классификации компонента. Например, по температуре:

  1. Низкотемпературный терморезистор.
  2. Среднетемпературный терморезистор.
  3. Высокотемпературный терморезистор.

Изделие (в частности, его корпус) тоже сделано из разных материалов. Встречаются пластиковые, стеклянные, металлические и керамические устройства. На схемах цепей терморезистор похож на обычный резистор, только перечёркнутый насквозь.

Так может быть обозначен любой резистор, при этом значения сопротивлений в них будет изменяться от воздействия температуры в пространстве. Маленькой Т обозначена температура.

Ключевыми параметрами терморезистора являются:

  1. При двадцати пяти градусах Цельсия сопротивление номинально;
  2.  Каково максимальное значение тока и мощности рассеяния;
  3. Периоды температуры в процессе работы;
  4. Коэффициент сопротивления при разных температурах.

 Обратите внимание на интересный факт. Данное устройство изобрёл Самюель Рубен в первой половине двадцатого века.

Терморезисторы с отрицательными коэффициентами

Рассмотрим приборы первого вида, о котором мы упоминали выше. У термических резисторов данного типа в зависимости от нагрева сопротивлением падает.  Данный вид резисторов создают из полупроводника. Когда температура повышается, скопления носителей зарядов перемещаются в те места, которые обладают наибольшей проходимостью.

Существуют бета-коэффициенты. Благодаря этому значению можно измерить температуру и усреднить сопротивление посредством микроконтроллера. Существуют уравнения, благодаря которым можно приблизить кривую к нужным параметрам.

Данный вид терморезисторов часто задействуют в устройствах с изменениями температур от двадцати пяти то двухсот градусов. Второй вид может функционировать при шестистах градусах.

Применение и виды

С помощью данного вида терморезисторов с отрицательным сопротивлением можно ограничивать пусковые токи на электрических двигателях. Кроме того, с их помощью можно защищать литиевые аккумуляторы и блоки питания, чтобы уменьшать зарядные токи на входном фильтре.

Наличие цветов, форм, размеров элемента могут различаться. Встречаются зелёные, чёрные и синие терморезисторы с отрицательными значениями.

Чаще всего такой резистор можно увидеть в электрических двигателях, поскольку ограничивать пусковой ток благодаря этому элементу очень просто. Данная часть может употребить значительное количества тока, намного больше номинальных значений его вероятного потребления.

Если резистор недостаточно горячий с большим сопротивлением, можно включить двигатель, при этом сила тока будет ограничена сопротивлением элемента. Часть со временем нагреется, после чего двигатель начнёт работать. При этом в стадии наибольшего нагрева сопротивление должно почти ровняться значению ноля.

Если элемент не успеет остыть к повторному запуску, ограничения не будет. Иногда такой элемент используют в качестве защитной части для лампочек накаливания.

Косвенный нагрев – это нагрев от внешних источников тепловыделения. В этом случае резистор применяют для нахождения значений температуры. При этом у данного вида резисторов отсутствуют полярности. Их можно задействовать при постоянном и переменном токе.

Маркирование

Данные элементы могут обозначаться буквами и цветом (куда входят круги, кольца и полюса). Маркирование буквами может быть самым разнообразным в своих обозначениях.

Как мы уже говорили, в электрических двигателях резисторы ограничивают пусковой ток.  Цифра пять в данной маркировке означает Омы, присутствующие при двадцати пяти градусах. Двадцать обозначает диаметр, рассеивающий мощность.

Поскольку маркировок достаточно много, тщательно проверяйте, правильно ли вы расшифровали все буквы и цифры. Обычно для каждого элементы есть свои документы, по которым можно уточнить параметры части платы.

Приборы с положительным коэффициентом

Далее рассмотрим второй вид приборов, о котором мы упоминали в статье. Он противоположен первому. В процессе нагрева у данных элементов сопротивление повышается. Данный вид резисторов изготовлен из титаната бария.

От участка, в котором расположен резистор данного вида, зависит продуктивность его работы:

  1. Линейные участки применяют для замера температур.
  2. Участки нисходящие задействуют для измерения электромагнитных импульсов и запуска некоторых элементов.

Применение

Данный вид находится в широком диапазоне использования. Многие схемы защиты приборов от повышения и понижения температур, а иногда и для измерения температуры, обнаруживают в наличии данный вид терморезисторов. К примерам включения в цепи относятся по следующим функциям:

  •  Защита электрических двигателей. Установив прибор на обмотки двигателя (в двигатель с одной скоростью и тремя фазами нужно три, в двигателях с двумя – шесть и так далее), данные резисторы могут предотвратить перегрев и сгорание обмоток, если ротор будет заклинен или система сломается. Резистор используют как датчик, который подключён ко всему остальному устройству. При повышенном сопротивлении предупреждающий сигнал передаются на контролирующий элемент, и электродвигатель автоматически гасится.
  • Безопасность обмоток некоторых элементов от перегрева и перегрузки устройств. Обычно идёт после первичных обмоток в схемах.

  • Для предупреждения размагничивания кинескопов в некоторых телевизорах. Данная деталь в телевизорах часто ломается, поэтому резистор поможет избежать этого и предотвратит ремонт.
  •  Используют для нагрева в пистолете с клеем. Иногда в качестве подогревателей для карбюраторов машин, как на следующей фотографии.

Элементы, о которых мы говорили в статье, представляют собой группу элементов. С помощью температуры они могут подавать сигналы в цепь, наблюдая падение или повышение значений напряжения и силы тока в сети.

Иногда они сами элемент регулировки, в зависимости от своих параметров. Данные части конструкции могут использовать как специалисты, так и новички в электрике.

Это ключевые моменты, которые следует знать о резисторах. Сопротивление и температура в этих элементах неразрывно связаны между собой. Не бойтесь использовать этот элемент в платах своих устройств: именно благодаря данным резисторам Ваши устройства будут обладать дополнительной защитой от перегрева и неожиданных поломок!

PTC термистор термочувствительное защитное устройство — термистор

 

Термисторы PTC-типа

Термистор относится к термочувствительным защитным устройства встраиваемой тепловой защите электродвигателя. Располагаются в специально предусмотренных для этой цели гнездах в лобовых частях электродвигателя (защита от заклинивания ротора) или в обмотках электродвигателя (защита от теплового перегруза).
Термистор — полупроводниковый резистор, изменяющие свое сопротивление в зависимости от температуры.
Термисторы в основном делятся на два класса:
PTC-типа — полупроводниковые резисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления;
NTC-типа — полупроводниковые резисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления.
Для защиты электродвигателей используются в основном PTC-термисторы (позисторы Positive Temperature Coefficient), обладающие свойством резко увеличивать свое сопротивление, когда достигнута некоторая характеристическая температура (см рис. 1). Применительно к двигателю это максимально допустимая температура нагрева обмоток статора для данного класса изоляции. Три (для двухобмоточных двигателей — шесть) PTC-термистора соединены последовательно и подключены к входу электронного блока защиты. Блок настроен таким образом, что при превышении суммарного сопротивления цепочки срабатывает контакт выходного реле, управляющий расцепителем автомата или катушкой магнитного пускателя. Термисторная защита предпочтительней в тех случаях, когда по току невозможно определить с достаточной точностью температуру двигателя. Это касается прежде всего двигателей с продолжительным периодом запуска, частыми операциями включения и отключения (повторно-кратковременным режимом) или двигателей с регулируемым числом оборотов (при помощи преобразователей частоты). Термисторная защита эффективна также при сильном загрязнении двигателей или выходе из строя системы принудительного охлаждения.

 

Рис.1 Зависимость сопротивления термистора PTC-типа от температуры PTC — полупроводниковый резистор

 

Недостатком данного вида защиты является то, что с датчиками выпускаются далеко не все типы двигателей. Это особенно касается двигателей отечественного производства. Датчики могут устанавливаться только в условиях стационарных мастерских. Температурная характеристика термистора достаточно инерционна и сильно зависит от температуры окружающей среды и от условий эксплуатации самого двигателя. Они требуют наличия специального электронного блока: термисторного устройства защиты двигателей, теплового или электронного реле перегрузки, в которых находятся блоки настройки и регулировки, а также выходные электромагнитные реле, служащие для отключения катушки пускателя или электромагнитного расцепителя.

 

Характеристики термистора PTC-типа по DIN44081/44082

  

 

Внешний вид термисторов

 

 

Диаграмма РТС термисторов

Вариант применения РТС термисторов

 

Пример цветовой кодировки РТС термисторов в зависимости от температуры

Ремонт терморезисторов кондиционера

Терморезистор (или просто термистор) представляет собой полупроводниковый резистор, имеющий одну очень важную особенность: при возрастании температуры его сопротивление резко падает. Благодаря этому эффекту нам предоставляется возможность задавать температуру кондиционирования.­­­ Стоит отметить, что резистор у кондиционера, как правило, не один. В современных моделях их обычно три. Самым важным из них является терморезистор, расположенный во внутреннем блоке. С его помощью определяется температура в комнате, и по его показателям можно выяснить, что технику пора чинить. Если бы терморезистор выходил из строя незаметно, то кондиционеры нагревали бы (или охлаждали – в зависимости от выбранного режима) помещение все свое рабочее время.

Причины поломок терморезисторов

Причину таких действий было бы довольно сложно определить. Но, к счастью, в большинстве современных кондиционеров есть функция самодиагностики. О неполадке сообщается с помощью светодиода, который по-разному мигает в зависимости от характера поломки. Например, в кондиционерах LG при вышеупомянутой неисправности диод мигает один раз каждые три секунды. Такая самодиагностика очень помогает мастерам, обслуживающим технику. Кроме того, они могут узнать причину неполадки от клиента по телефону, заранее подготовившись к решению конкретной проблемы. К счастью, терморезистор представляет собой миниатюрное устройство в виде стержня, замена которого является очень простым заданием для сотрудников сервисных центров, а его стоимость очень низкая, особенно если сравнивать с остальными деталями кондиционера.

Главными же причинами поломки терморезисторов являются разрыв или короткое замыкание. Поэтому единственным действием, сводящим вероятность поломки к минимуму, является подключение кондиционера к электросети через сетевой фильтр. Это исключит возможность скачков напряжения и минимизирует шансы на выход терморезистора из строя. Но не смотря на это, очень часто из-за перепадов напряжение проводить ремонт кондиционеров, с подобной поломкой.

Какие терморезисторы стоят в кондиционере

Кроме внутреннего терморезистора, существуют также внешний, который осуществляет контроль над температурой подаваемого воздуха. Третьим является терморезистор, следящий за температурой корпуса внутреннего блока и предотвращающий его перегрев. Во всех случаях единственным способом решения проблем с терморезистором является его замена. Поломка любой из трех таких деталей будет показана различным миганием светодиода. Всякий производитель создает свою кодировку неисправностей, так что в руководстве по эксплуатации должно быть указано, каким образом кондиционер реагирует на каждую из поломок. Это очень удобно, ведь иначе в случае повреждения одного терморезистора возникала бы необходимость менять сразу все.

Несмотря на то, что неисправность терморезистора – это один из простейших видов неполадок кондиционера, отнестись к ней надо с полной ответственностью, ведь в процессе ремонта можно повредить микросхему, а это повлечет за собой более серьезные проблемы. Поэтому даже такую неисправность нужно доверять исключительно профессионалам. Наши работники подойдут к этой работе с полной ответственностью. Все они – настоящие мастера своего дела, кроме того, у них есть весь набор необходимых инструментов и запасных деталей. Замена терморезистора производится очень быстро, и в кратчайшее после вызова ремонтников время вы снова сможете наслаждаться прохладой, даже если на улице будет невыносимая жара.

Терморезисторы. Классы точности терморезистора — презентация онлайн

1. Терморезисторы

Подготовил:
Студент 264
группы ОРТОП
(ФАИТОП)
Колесник Павел

2. Терморезисторы

Терморезистор —
полупроводниковый резистор,
электрическое сопротивление
которого зависит от
температуры. Термометры
сопротивления, как правило, в
металлическом или
керамическом корпусе состоят
из чувствительного элемента
который представляет собой
резистор, выполненный из
металлической проволоки или
пленки и имеющий известную
зависимость электрического
сопротивления от температуры.

3. Терморезисторы

В основу измерения температуры
термоэлектрическими термометрами положен
термоэлектрический эффект.
Явление термоэлектричества было открыто
немецким физиком Томасом Иоганом Зеебеком в
1821 г. и состоит в следующем:
Томас Иоган Зеебек
(1770 – 1831)
в замкнутой цепи термоэлектрического преобразователя (термопары),
состоящего из двух или нескольких разнородных проводников, возникает
электрический ток, если хотя бы два места соединения (спая) проводников
имеют разные температуры.
Спай, измеряющий температуру t, называется рабочим, а спай, имеющий
постоянную температуру t0, — свободным. Проводники А и В называют
термоэлектродами.

4. Металлы ,использующиеся в терморезисторах


Медь. К преимуществам меди
следует отнести низкую стоимость,
легкость получения ее в чистом
виде, сравнительно высокий
температурный коэффициент
электрического сопротивления и
линейную зависимость
сопротивления от температуры. К
недостаткам меди относятся малое
удельное сопротивление и легкая
окисляемость при температуре
выше 100 °С.
Никель и железо. Эти металлы
обладают сравнительно высоким
температурным коэффициентом
электрического сопротивления и
относительно большим удельным
сопротивлением. Однако этим
металлам присущи и недостатки:
никель и железо трудно получить в
чистом виде, что усложняет
изготовление взаимозаменяемых
термометров сопротивления

5. Виды терморезисторов

• 1.Самая распространенная конструкция – так
называемая «свободная от напряжения
спираль» (Strain-free).
• 2. Вторая конструкция – это новая разработка,
которая используется в ЧЭ значительно реже
из-за высокой стоимости. Так называемая
полая конструкция «hollow annulus».
• 3. Пленочные чувствительные элементы типа
“thin-film”
• 4. Платиновая спираль в стеклянной
изоляции.

6. «Свободная от напряжения спираль» (Strain-free)

• Эта конструкция выпускается
многими российскими
предприятиями и считается
самой надежной. Вариации
основного дизайна
заключаются в размерах
деталей и материалах,
используемых для
герметизации корпуса
чувствительного элемента
(ЧЭ). Для различных
диапазонов температур
используются разные виды
глазури. Эта конструкция ЧЭ
также очень распространена
за рубежом.

7. Полая конструкция «hollow annulus».

• Эта конструкция
применяется на особо
важных объектах, в атомной
промышленности, т.к.
обладает повышенной
надежностью и
стабильностью
метрологических
параметров. Чувствительны
й элемент наматывается на
поверхность полого
металлического цилиндра,
изолированную слоем
оксида алюминия,
образованным способом
горячего распыления.

8. Пленочные чувствительные элементы типа “thin-film” 

Пленочные чувствительные элементы типа
“thin-film”
• Пленочный ЧЭ
изготавливается нанесением
тонкого слоя платины на
керамическую подложку.
Обычно слой имеет толщину
порядка 10-8 см. Слой
платины сверху покрывается
эпоксидным или стеклянным
изоляционным слоем.
Технология изготовления
освоена многими
зарубежными фирмами, в
настоящее время пленочный
платиновый ЧЭ – это самый
дешевый и самый широко
продаваемый сенсор.

9. Платиновая спираль в стеклянной изоляции. 

Платиновая спираль в стеклянной изоляции.
Чувствительный элемент платинового термометра
отечественного производства состоит из двух
соединенных последовательно платиновых спиралей 2,
расположенных в каналах керамического каркаса 4.
К двум верхним концам этих спиралей припаяны
платиновые или иридиевородиевые (60 % родия) выводы
1, к которым приварены выводные проводники,
изолированные керамическими бусами. Для крепления
платиновых спиралей и выводов в керамическом каркасе
используют глазурь (или термоцемент) на основе оксидов
алюминия и кремния. Пространство между платиновыми
спиралями и стенками каналов каркаса заполнено
порошком оксида алюминия, который служит
изолятором и улучшает тепловой контакт между
спиралями и каркасом. Снаружи устройство заключено в
металлический чехол 3.

10. Классы точности терморезистора

11. Сборка термометра сопротивления 

Сборка термометра сопротивления
Предпочтительный способ для
соединения выводов ЧЭ и
внутренних проводов термометра
– сварка. Это предотвращает
загрязнение выводных
проводников другими металлами,
возникающее при пайке,
Внутренние выводы изготавливают
обычно из меди, никеля,
константана, меди с никелевым
покрытием, меди со стальным
покрытием и других металлов и
сплавов. Выводы изолируют
трубками из оксида алюминия,
стекловолоконными трубками или
пластиковыми трубками, если
позволяет рабочая температура
ТС.

12. Вывод

По оценкам российских и зарубежных специалистов
надежность современных датчиков температуры растет.
Если стоит вопрос выбора контактного датчика
повышенной надежности и стабильности для
температур от 200 до 600 °С, то очень сложно найти чтото более подходящее, чем платиновый термометр
сопротивления. Превалирующая часть выходов из строя
современных термометров сопротивления уже связана
с проблемами их крепления на объекте и проблемами
во внешней измерительной цепи, а не с проблемой
нестабильности ЧЭ.

13. Спасибо за внимание!

типов термисторов | Variohm EuroSensor

Термисторы являются частью нашего температурного диапазона продуктов; они очень маленькие по размеру и позволяют точно измерять температуру.

Существуют разные типы термисторов, которые подходят для разных областей применения.

Термисторы NTC и PTC

Два основных типа термисторов — это NTC (отрицательный температурный коэффициент) и PTC (положительный температурный коэффициент).Термисторы измеряют температуру с помощью сопротивления.

С термистором NTC при повышении температуры сопротивление уменьшается, а при понижении температуры сопротивление увеличивается. Термисторы NTC являются наиболее распространенными типами термисторов. С термистором PTC; температура будет увеличиваться и уменьшаться с увеличением сопротивления.

Термисторы других типов

Сопротивление

Термисторы часто описываются с использованием значения их сопротивления; например термистор 10K или термистор 5K и т. д.Это число представляет значение сопротивления в Ом. Мы отображаем термисторы на нашем веб-сайте по значению сопротивления, поскольку это обычная функция, позволяющая определить, какой термистор лучше всего подходит для применения.

Осевое, радиальное или со стружкой

Термисторы

имеют разные стили; наиболее распространены два радиальных или осевых. У радиальных термисторов оба провода выходят из бортика в одном направлении. Осевые термисторы имеют один провод, выходящий сверху, а другой — снизу, с буртиком термистора посередине.У микросхем термисторов нет выводов.

Стекло или эпоксидная смола

Шарики термисторов обычно изготавливаются из стекла или эпоксидной смолы. Эпоксидные термисторы больше подходят для более низких температур, тогда как стеклянные термисторы обычно используются для более высоких температур.

Приложения для термисторов

Термисторы имеют небольшой размер, высокую точность и, как правило, очень хорошее соотношение цены и качества. Они широко используются для измерения температуры.Некоторые отрасли промышленности, которые используют термисторы:

  • Применение в медицине
  • Аэрокосмические приложения
  • Применение в автомобильной промышленности
  • Экологический мониторинг

Для получения дополнительной информации о термисторах или если у вас есть какие-либо вопросы по вышеуказанному, свяжитесь с нами 01327 351004 или [email protected]

THERMISTOR BASICS — длинноволновая электроника

Диапазон температур: Приблизительный общий диапазон температур, в котором может использоваться датчик определенного типа.В заданном диапазоне температур одни датчики работают лучше, чем другие.

Относительная стоимость: Относительная стоимость при сравнении этих датчиков друг с другом. Например, термисторы недороги по сравнению с RTD, отчасти потому, что предпочтительным материалом для RTD является платина.

Постоянная времени: Приблизительное время, необходимое для перехода от одного значения температуры к другому. Это время в секундах, которое требуется термистору для достижения 63,2% разницы температур от начального до конечного значения.

Стабильность: Способность контроллера поддерживать постоянную температуру на основе обратной связи по температуре датчика.

Чувствительность: Степень реакции на изменение температуры.

Какие формы термисторов доступны?
Термисторы

бывают разных форм — диск, микросхема, бусинка или стержень, и могут быть установлены на поверхности или встроены в систему. Они могут быть залиты эпоксидной смолой, стеклом, обожженным фенолом или окрашены.Наилучшая форма часто зависит от контролируемого материала, например твердого вещества, жидкости или газа.

Например, шариковый термистор идеально подходит для встраивания в устройство, а стержень, диск или цилиндрическая головка лучше всего подходят для оптических поверхностей. Чип термистора обычно устанавливается на печатной плате (PCB). Существует много, много различных форм термисторов, некоторые из них:


Рисунок 3: Типы термисторов

Выберите форму, которая обеспечивает максимальный контакт поверхности с устройством, температура которого отслеживается.Независимо от типа термистора, подключение к контролируемому устройству должно выполняться с помощью пасты с высокой теплопроводностью или эпоксидного клея. Обычно важно, чтобы эта паста или клей не проводили электричество.

Как термистор работает в управляемой системе?

В основном термистор используется для измерения температуры устройства. В системе с контролируемой температурой термистор — это небольшая, но важная часть более крупной системы. Контроллер температуры контролирует температуру термистора.Затем он сообщает нагревателю или охладителю, когда включать или выключать, чтобы поддерживать температуру датчика.

На схеме ниже, иллюстрирующей пример системы, есть три основных компонента, используемых для регулирования температуры устройства: датчик температуры, регулятор температуры и устройство Пельтье (обозначенное здесь как TEC или термоэлектрический охладитель). Головка датчика прикрепляется к охлаждающей пластине, которая должна поддерживать определенную температуру для охлаждения устройства, а провода присоединяются к контроллеру температуры.Контроллер температуры также имеет электронное соединение с устройством Пельтье, которое нагревает и охлаждает целевое устройство. Радиатор прикреплен к устройству Пельтье для отвода тепла.


Рисунок 4: Система с термисторным управлением
Работа датчика температуры заключается в отправке обратной связи по температуре на контроллер температуры. Через датчик проходит небольшой ток, называемый током смещения, который посылается контроллером температуры.Контроллер не может считывать сопротивление, поэтому он должен преобразовывать изменения сопротивления в изменения напряжения, используя источник тока для подачи тока смещения через термистор для создания управляющего напряжения.

Регулятор температуры — это мозг этой операции. Он берет информацию датчика, сравнивает ее с тем, что необходимо охлаждаемому блоку (так называемая уставка), и регулирует ток через устройство Пельтье, чтобы изменить температуру в соответствии с уставкой.

Расположение термистора в системе влияет как на стабильность, так и на точность системы управления.Для лучшей стабильности термистор необходимо разместить как можно ближе к термоэлектрическому или резистивному нагревателю. Для обеспечения максимальной точности термистор должен располагаться рядом с устройством, требующим регулирования температуры. В идеале термистор встроен в устройство, но его также можно прикрепить с помощью теплопроводящей пасты или клея. Даже если устройство встраивается, воздушные зазоры следует устранять с помощью термопасты или клея.

На рисунке ниже показаны два термистора, один из которых подключен непосредственно к устройству, а другой удален или удален от устройства.Если датчик расположен слишком далеко от устройства, время теплового запаздывания значительно снижает точность измерения температуры, а размещение термистора слишком далеко от устройства Пельтье снижает стабильность.


Рисунок 5: Размещение термистора

На следующем рисунке график показывает разницу в показаниях температуры, снятых обоими термисторами. Термистор, прикрепленный к устройству, быстро реагировал на изменение тепловой нагрузки и регистрировал точные температуры.Удаленный термистор тоже среагировал, но не так быстро. Что еще более важно, показания отклоняются чуть более чем на полградуса. Эта разница может быть очень значительной, когда требуются точные температуры.


Рисунок 6: График отклика положения термистора

После выбора размещения датчика необходимо настроить остальную часть системы. Это включает определение сопротивления базового термистора, тока смещения для датчика и заданной температуры нагрузки на контроллере температуры.

Какое сопротивление термистора и ток смещения следует использовать?
Термисторы

классифицируются по величине сопротивления, измеренной при комнатной температуре, которая считается 25 ° C. Устройство, температуру которого необходимо поддерживать, имеет определенные технические характеристики для оптимального использования, определенные производителем. Их необходимо определить перед выбором датчика. Поэтому важно знать следующее:

Каковы максимальные и минимальные температуры для устройства?
Термисторы идеально подходят для измерения температуры в одной точке в пределах 50 ° C от окружающей среды.Если температура слишком высокая или низкая, термистор не будет работать. Хотя есть исключения, большинство термисторов лучше всего работают в диапазоне от -55 ° C до + 114 ° C.

Поскольку термисторы являются нелинейными, что означает, что зависимости температуры от сопротивления отображаются на графике в виде кривой, а не прямой линии, очень высокие или очень низкие температуры не регистрируются правильно. Например, при очень небольших изменениях очень высоких температур будут регистрироваться незначительные изменения сопротивления, что не приведет к точным изменениям напряжения.

Каков оптимальный диапазон термисторов?
В зависимости от тока смещения от контроллера каждый термистор имеет оптимальный полезный диапазон, то есть диапазон температур, в котором точно регистрируются небольшие изменения температуры.

В таблице ниже показаны наиболее эффективные диапазоны температур для термисторов с длиной волны при двух наиболее распространенных токах смещения.


Рисунок 7: Таблица выбора термистора

Лучше всего выбирать термистор, где заданная температура находится в середине диапазона.Чувствительность термистора зависит от температуры. Например, термистор может быть более чувствительным при более низких температурах, чем при более высоких температурах, как в случае с термистором 10 кОм TCS10K5 компании Wavelength. С TCS10K5 чувствительность составляет 162 мВ на градус Цельсия в диапазоне от 0 ° C до 1 ° C, и 43 мВ / ° C между 25 ° C и 26 ° C и 14 мВ ° C между 49 ° C и 50 °. С.

Каковы верхний и нижний пределы напряжения на входе датчика терморегулятора?
Пределы напряжения обратной связи датчика с регулятором температуры указываются производителем.В идеале следует выбрать комбинацию термистора и тока смещения, которая обеспечивает напряжение в пределах диапазона, разрешенного регулятором температуры.

Напряжение связано с сопротивлением по закону Ома. Это уравнение используется для определения необходимого тока смещения. Закон Ома гласит, что ток через проводник между двумя точками прямо пропорционален разности потенциалов между двумя точками и для этого тока смещения записывается как:

В = I Смещение x R

Где:
В — напряжение в вольтах (В)
I BIAS — ток в амперах или амперах (A)
I BIAS означает постоянный ток
R — сопротивление в Ом (Ом)

Контроллер вырабатывает ток смещения для преобразования сопротивления термистора в измеряемое напряжение.Контроллер будет принимать только определенный диапазон напряжения. Например, если диапазон контроллера составляет от 0 до 5 В, напряжение термистора должно быть не ниже 0,25 В, чтобы электрические шумы нижнего уровня не мешали считыванию, и не выше 5 В для считывания.

Предположим, что используется вышеупомянутый контроллер и термистор 100 кОм, такой как TCS651 от Wavelength, а температура, которую устройство должно поддерживать, составляет 20 ° C. Согласно техническому описанию TCS651, сопротивление составляет 126700 Ом при 20 ° C.Чтобы определить, может ли термистор работать с контроллером, нам нужно знать полезный диапазон токов смещения. Используя закон Ома для определения I BIAS , мы знаем следующее:

V / R = I Смещение

0,25 / 126700 = 2 мкА — нижний предел диапазона
5,0 / 126700 = 39,5 мкА — верхний предел

Да, этот термистор будет работать, если ток смещения регулятора температуры может быть установлен в пределах от 2 мкА до 39,5 мкА.

При выборе термистора и тока смещения лучше всего выбирать такой, при котором развиваемое напряжение находится в середине диапазона.На входе обратной связи контроллера должно подаваться напряжение, которое определяется сопротивлением термистора.

Так как люди легче всего относятся к температуре, сопротивление часто нужно менять на температуру. Наиболее точная модель, используемая для преобразования сопротивления термистора в температуру, называется уравнением Стейнхарта-Харта.

Что такое уравнение Стейнхарта-Харта?

Уравнение Стейнхарта-Харта — это модель, которая была разработана в то время, когда компьютеры не были повсеместными и большинство математических вычислений выполнялось с использованием логарифмических правил и других математических средств, таких как таблицы трансцендентных функций.Уравнение было разработано как простой метод более простого и точного моделирования температур термисторов.

Уравнение Стейнхарта-Харта:

1 / T = A + B (lnR) + C (lnR) 2 + D (lnR) 3 + E (lnR) 4…

Где:
T — температура в Кельвинах (K, Кельвин = Цельсий + 273,15)
R — сопротивление при T, в Ом (Ом)
A, B, C, D и E — коэффициенты Стейнхарта-Харта, которые меняются в зависимости от типа используемого термистора и диапазона измеряемой температуры.
ln — это натуральное бревно, или бревно до основания Napierian 2.7 1828

Члены могут продолжаться бесконечно, но, поскольку ошибка настолько мала, уравнение обрезается после кубического члена, а член в квадрате удаляется, поэтому используется стандартное уравнение Стейнхарта-Харта:

1 / Т = А + В (lnR) + C (lnR) 3

Одно из удовольствий компьютерных программ состоит в том, что уравнения, на решение которых потребовались бы дни, если не недели, выполняются за считанные секунды. Введите «Калькулятор уравнения Стейнхарта-Харта» в любой поисковой системе, и будут возвращены страницы со ссылками на онлайн-калькуляторы.

Как используется уравнение Стейнхарта-Харта?

Это уравнение вычисляет с большей точностью фактическое сопротивление термистора как функцию температуры. Чем более узкий диапазон температур, тем точнее будет расчет сопротивления. Большинство производителей термисторов предоставляют коэффициенты A, B и C для типичного диапазона температур.

Кто такие Стейнхарт и Харт?

Джон С. Стейнхарт и Стэнли Р. Харт впервые разработали и опубликовали уравнение Стейнхарта-Харта в статье под названием «Калибровочные кривые для термисторов» в 1968 году, когда они были исследователями в Институте Карнеги в Вашингтоне.Стейнхарт стал профессором геологии и геофизики и морских исследований в Университете Висконсин-Мэдисон, а Стэнли Р. Харт стал старшим научным сотрудником океанографического института Вудс-Хоул.

Заключение

Термисторы — это терморезисторы, сопротивление которых изменяется при изменении температуры. Они очень чувствительны и реагируют на очень небольшие изменения температуры. Их лучше всего использовать, когда необходимо поддерживать определенную температуру, а также при мониторинге температуры в пределах 50 ° C от окружающей среды.

Термисторы

, как часть системы контроля температуры, являются лучшим способом измерения и контроля нагрева и охлаждения устройства Пельтье. Их способность регулировать с минутными приращениями обеспечивает максимальную общую стабильность системы. Термисторы могут быть встроены или монтированы на поверхности устройства, требующего контроля температуры. В зависимости от типа они могут измерять жидкости, газы или твердые тела.

Wavelength поставляет различные термисторы с шариковыми и цилиндрическими головками. Чтобы просмотреть текущий выбор, щелкните здесь.

Типы различий термисторов, термисторы NTC и PTC

В предыдущем блоге мы обсуждали, что такое термистор и как он работает. Мы также изучили, что такое резистор, потому что термистор на самом деле представляет собой резистор особого типа. Давайте подробнее рассмотрим, какие существуют типы термисторов, из чего они сделаны и какую работу они выполняют. Если вы еще не читали наше введение в термисторы, обязательно сначала ознакомьтесь с разделом «Что такое термистор», а затем вернитесь сюда, чтобы узнать немного больше об этом интригующем датчике температуры.

Рисунок 1: термисторы 2.251K, 40K и 10K

Основы термистора

Как обсуждалось в нашем предыдущем блоге, термистор будет сопротивляться электрическому току. Он отличается от резистора, потому что термистор влияет на ток в зависимости от температуры. Мы не будем вдаваться в подробности в этой статье, но нажмите на ссылку выше, чтобы узнать больше. Давайте взглянем на диаграмму, чтобы наглядно представить связь между температурой и сопротивлением.

Рисунок 2: Схема термистора A 10K

Вы можете увидеть, как сопротивление термистора уменьшается с увеличением температуры. Если бы это была диаграмма для резистора, «кривая» на самом деле была бы вертикальной линией; значение сопротивления не изменится независимо от температуры. Резисторы отлично подходят для использования в электронике, например, из-за этой стабильной характеристики. Резистор 10 кОм всегда ограничивает 10 000 Ом электрического тока.Однако термистор 10 кОм ограничивает только 10 000 Ом тока при 25 ℃. Если температура выше, скажем, 50 ℃, термистор ограничит сопротивление всего 3900 Ом. Эта изменчивость с изменением температуры может сделать термистор ужасным для использования в электронике, но, безусловно, делает его отличным термометром.

Различные типы термисторов

Существует много разных типов термисторов, но все они работают по одному и тому же принципу: переменное сопротивление в зависимости от температуры.В основном есть две категории термисторов, к которым относятся все типы; NTC и PTC. В зависимости от вашего конкретного применения вы можете предпочесть один термистор другому. Давайте сначала исследуем эти две большие разницы.

Отрицательный температурный коэффициент (NTC)

Термисторы NTC являются наиболее распространенным типом, доступным для использования. Определяющей характеристикой этого термистора является то, что его сопротивление уменьшается с увеличением температуры. Эти датчики широко распространены в отрасли отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, производстве продукции, транспорте, бытовой технике и многих других секторах.Сопротивляясь току, термистор создает побочный продукт остаточного тепла. Если известно, что термистор NTC работает при температурах, вызывающих значительное нагревание, можно применить поправку к измеренным значениям для поддержания точности. Кроме того, с термисторами NTC этот эффект самонагрева будет происходить при низких температурах, когда он может гораздо легче рассеиваться в окружающем процессе.

Положительный температурный коэффициент (PTC)

Термисторы PTC действуют противоположно термистору NTC.Положительный температурный коэффициент означает, что с увеличением температуры сопротивление термистора также увеличивается. Эта категория термисторов встречается нечасто, но они выполняют определенную нишевую функцию; предохранитель. В некоторых процессах наличие чрезмерного тепла означает возникновение нежелательной ситуации. Если в цепи присутствует термистор PTC, он может действовать как своего рода дроссель. Увеличение сопротивления, которое происходит с увеличением тепла, похоже на естественный предохранительный клапан, а сверхактивный контур достигает своего рода верхнего предела.На приведенном ниже графике показаны противоположные кривые термисторов PTC и NTC.

Рисунок 3: NTC и PTC нанесены на одну диаграмму

Что такое кривые и диапазоны термисторов?

Помимо двух различных категорий NTC и PTC, типы термисторов различаются по кривой и диапазону. В целом, их обычно идентифицируют по их резистивной способности при 25 ℃. Мы уже вкратце упомянули, например, обычный термистор 10K.Он выдерживает ток 10 000 Ом при температуре окружающей среды 25 ℃. Есть термисторы 3К, термисторы 12К, термисторы 100К; и этот список можно продолжать и продолжать. Термистор 10K может быть обычным стандартом, но существует бесчисленное множество других термисторов, которые более точны для использования для других специализированных задач. Давайте взглянем на график нескольких различных термисторов NTC-типа и обсудим несколько важных моментов.

Рисунок 4: Сравнение нескольких термисторов NTC

По этим построенным кривым вы можете определить оптимальный диапазон термистора.Взгляните на область ниже 0 ℃. Здесь вы можете увидеть большое изменение сопротивления, но небольшое изменение температуры. Это означает, что каждое крошечное повышение температуры можно точно измерить, потому что изменение сопротивления велико и легко измеряется. Термисторы не работают автоматически лучше, чем холоднее; есть нижний предел их полезности. При температурах ниже -50 ℃ резистивная способность большинства термисторов слишком велика без специального контроля и схем.

Давайте посмотрим на другой конец диаграммы; кривые выше 50 ℃.В этом разделе есть небольшое изменение сопротивления, но большие изменения температуры. Кривая относительно пологая. Это означает, что легко получить неточные показания температуры, поскольку результирующие изменения сопротивления очень малы. Вам понадобится очень точный прибор для измерения мельчайших изменений сопротивления, иначе будет казаться, что ваша температура сильно колеблется. Только специализированные термисторы могут точно работать при температуре выше 100 ℃.

Хотите узнать немного больше о практической стороне термисторов? Перейдите к разделу «Для чего используются термисторы?» и мы обсудим несколько реальных примеров нишевого рынка датчиков температуры, на котором работают термисторы.

И это в двух словах о термисторах

Измерение температуры является широко распространенным требованием во многих отраслях промышленности, и термисторы являются подходящим вариантом для некоторых из этих потребностей. В целом, существует тройка доступных приборов для измерения температуры для управления технологическим процессом, каждый из которых имеет свои сильные и слабые стороны. Не забудьте прочитать о РДТ и термопарах; вместе с термистором они являются ключом к нашим современным процессам измерения температуры.Продолжайте получать знания и ознакомьтесь с разделами «Что такое термопара» и «Как работают датчики температуры RTD?» для получения дополнительной информации о других типах датчиков температуры.

Типы термисторов; Фундаментальное сравнение между ними

Типы термисторов различны, но все они работают с одним и тем же явлением: изменение сопротивления в зависимости от изменения температуры. Существует два основных типа термисторов, все типы которых классифицируются на их основе; Термисторы NTC (отрицательный температурный коэффициент) и PTC (положительный температурный коэффициент).Вам может потребоваться один термистор или несколько в зависимости от вашего специального применения.

Типы термисторов

Мы рассказали, что такое термистор и как он работает, в наших последних публикациях. Мы также исследуем преобразователи, потому что термисторы — это практически особый тип преобразователей резисторов. Теперь мы хотим немного глубже изучить различные типы термисторов, их производство и то, для каких применений они могут использоваться. Если вы хотите узнать о них больше, сначала ознакомьтесь с публикацией «Что такое термистор», а затем посетите здесь, чтобы четко узнать об этом особом типе датчиков температуры.

Типы термисторов (Ссылка: enercorp.com )

Основы термистора

Как обсуждалось ранее, термистор сопротивляется электрическим параметрам. Он изменяется в зависимости от резистора, потому что термистор влияет на ток из-за колебаний температуры. Давайте посмотрим на диаграмму, чтобы понять связь между сопротивлением и температурой.

Типы термисторов: базовая схема NTC (Ссылка: enercorp.com )

Мы видим, что сопротивление термистора уменьшается с изменением температуры.Однако, если бы это была диаграмма резистора, «кривая» обычно была бы вертикальной, и сопротивление не изменялось бы в зависимости от температуры.

Определение термистора

Термистор — это резистор, сопротивление которого сразу изменяется в зависимости от температуры. Они представляют собой керамические полупроводники и состоят из оксидов металлов, которые используются для получения подходящего применения. Формы оксидов и дополнительных материалов определяют особенности поведения специальных типов термисторов.Железо, никель, кобальт, медь или марганец являются обычными оксидами для NTC, а титанаты стронция, бария или свинца обычно используются для PTC.

Термисторы различных типов

Различные типы термисторов подходят для различных применений. Термисторы являются практической частью наших продуктов для измерения температуры, поскольку они являются точным методом измерения температуры.

Термисторы NTC и PTC

Два основных типа термисторов — это NTC и PTC.Эти термисторы определяют температуру, изменяя сопротивление.

Что такое термисторы NTC? Термисторы

NTC — это резисторы с отрицательным температурным коэффициентом. Это означает, что сопротивление уменьшается при повышении температуры. Обычно они используются в качестве резистивных датчиков температуры и токоограничивающих систем. Чувствительность их коэффициента примерно в пять раз больше, чем у кремниевых датчиков температуры (силисторов), и в десять раз больше, чем у RTD (резистивных датчиков температуры).

Датчики

NTC обычно используются при температуре от –55 до 200 ° C; однако они могут быть сконструированы таким образом, чтобы воспринимать гораздо более низкие температуры. Их популярность основана на их немедленном отклике, стабильности и низкой стоимости. Эти инструменты широко используются на транспорте, в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и во многих других системах.

Термисторный датчик NTC (Ссылка: eepower.com )

Нелинейность между температурой и сопротивлением, обеспечиваемая резисторами NTC, вызвала большую трудность при использовании аналоговых схем для определения температуры.Однако развитие цифровых систем устраняет проблему и позволяет системам предоставлять точные значения с помощью уравнений, обеспечивающих конкретную кривую NTC.

Характеристики термисторов NTC Термисторы

NTC обычно изготавливаются из полимеров или керамики, в отличие от RTD, которые обычно изготавливаются из металлов. Различные вещества, используемые в различных диапазонах температур, дают несколько более важных ответов, чем другие характеристики.

Температурный отклик

Большинство термисторов NTC обычно подходят для диапазона температур от -55 до 200 ° C, где они обеспечивают наиболее точные выходные параметры.Тем не менее, определенные типы термисторов NTC могут использоваться при температурах, близких к абсолютному нулю, а также некоторые из них специально сконструированы для температур выше 150 ° C.

Чувствительность датчика NTC известна как «процентное отклонение на градус». Практические значения температурной чувствительности составляют от -3 до -6% на ° C в зависимости от используемых веществ и характеристик процедуры строительства.

Характеристика NTC Кривая сопротивления-температуры (Артикул: eepower.com )

Как показано на рисунке, NTC имеют гораздо более быструю диаграмму температурного сопротивления по сравнению с платиновым сплавом RTD, что означает лучшую температурную чувствительность. Точность термометров сопротивления составляет около ± 0,5% от измеряемой температуры, и они применимы в диапазоне температур от -200 ° C до 800 ° C, что намного больше, чем у термисторов типов NTC.

Сравнение с другими датчиками температуры

NTC имеют небольшой размер, быструю реакцию, более высокую устойчивость к вибрации и более низкую стоимость по сравнению с RTD.Полученная от них точность аналогична термопарам; однако термопары могут выдерживать высокие температуры, близкие к 600 ° C, и используются в определенных приложениях вместо NTC.

Тем не менее, термисторы типа NTC обладают более высокой чувствительностью, надежностью и точностью, чем термопары, в более низких диапазонах температур и могут использоваться по более низкой общей цене. Эту общую стоимость можно снизить за счет отсутствия требований к системам обработки сигналов, таким как усилители, которые обычно требуются при использовании RTD или термопар.

Эффект самонагрева

Эффект самонагрева — это процесс, который происходит при протекании тока в термисторе типа NTC. Термистор — это, по сути, резистор, поэтому он снижает мощность в виде тепла, проходящего через него. Это тепло выделяется в центре термистора и влияет на точность обнаружения. Эффект этого явления определяется величиной проточного тока, температурным коэффициентом, жидкой или газовой средой и общей поверхностью термистора.

Теплоемкость

Теплоемкость — это количество тепла, необходимое для повышения температуры термистора, и обычно выражается в мДж / ° C. Точная теплоемкость термисторов типа NTC слишком важна при их использовании, потому что она определяет скорость реакции NTC.

Выбор и расчет кривой

Соответствующий выбор включает важные параметры, такие как изменение сопротивления, рассеивание термистора, тепловой коэффициент времени, диаграмма сопротивления-температуры и особые допуски.Тем не менее, в практических системах следует учитывать особые соображения из-за нелинейной зависимости между сопротивлением и температурой. Но сначала мы должны ответить на следующий вопрос.

Что такое кривые и диапазоны термисторов?

Типы термисторов различаются по кривой и диапазону независимо от конкретных классов NTC и PTC. Обычно их определяют по их резистивной способности при нормальной температуре. Теперь мы должны представить график нескольких различных типов термисторов NTC и подробнее изучить важные моменты.

Термисторы типа NTC: кривая (Ссылка: enercorp.com )

Мы можем определить оптимальный уровень термистора по этим конкретным кривым. Видно большое изменение сопротивления ниже 0 ℃. Это означает, что каждое небольшое повышение температуры должно быть точно обнаружено, потому что изменение сопротивления велико. Однако резистивная чувствительность многих термисторов не слишком точна без конкретных схем при температурах ниже -50 ℃.

Сопротивление выше 50 ℃ в другой части графика немного изменилось.Кривая приблизительно плоская, и это означает, что из-за небольших изменений сопротивления легко получить неточные значения температуры. Только определенные типы термисторов могут работать надлежащим образом при температуре выше 100 ℃.

Приближение первого порядка

Приближение первого порядка — это самый простой метод, основанный на ΔR = k ΔT, где k — отрицательная константа, ΔT — изменение температуры, а ΔR — изменение сопротивления в зависимости от изменения температуры.

Однако этот метод действителен только для нескольких диапазонов температур, и его следует использовать только в условиях, когда k приблизительно постоянны во всем температурном состоянии.

Бета-формула

Эта формула представляет собой еще одно уравнение, которое может дать подходящие результаты и имеет точность около ± 1 ° C в диапазоне от 0 до 100 ° C. Он основан на единственной вещественной константе β , которая может быть получена путем конкретных экспериментов.

Формулу можно представить как R (T) = R (T0).e β (1 / T — 1 / T0) Где R (T) — сопротивление при определенной температуре, а R (T0) — эталон. Это уравнение требует двухточечной калибровки и обычно не более точна, чем ± 5 ° C в диапазоне термисторов типов NTC.

Уравнение Стейнхарта-Харта

Наиболее подходящим уравнением является формула Стейнхарта-Харта, представленная в 1968 году как:

1 / T = A (ln R) + B (ln R) 3 + C

Где (ln R) — логарифм сопротивления при определенной температуре, а A, B и C — специальные константы, полученные в результате экспериментов.Эти коэффициенты обычно представлены в паспорте термистора. Уравнение Стейнхарта-Харта обычно имеет точность, близкую к ± 0,15 ° C, в диапазоне от -50 до + 150 ° C, что полезно для большинства приложений.

Выбор правильного приближения

Выбор уравнения, применяемого для оценки температуры на основе измерения сопротивления, требует практических допусков и калибровок. Уравнения первого порядка более чем достаточно в некоторых системах, в то время как в других уравнение Стейнхарта-Харта не обеспечивает полных требований, и термистор необходимо откалибровать по точкам.

Конструкция и свойства термисторов NTC

Материалами, обычно используемыми в конструкции термисторов типа NTC, являются никель, платина, железо, кобальт и оксиды кремния. NTC можно разделить на три типа в зависимости от порядка их строительства.

Термисторы с шариком

Эти термисторы NTC изготовлены из платинового сплава. Кроме того, выводные провода прямо соединены с их керамическим корпусом. Обычно они обеспечивают быструю реакцию и надлежащую стабильность, а также позволяют работать при более высоких температурах, чем другие датчики NTC.

Термистор NTC с шариком (Ссылка: eepower.com )

Обычно их закрывают стеклом, чтобы защитить их от проблем с окружающей средой во время строительства и повысить их чувствительность. Обычный диапазон их размеров составляет от 0,075 до 5 мм.

Термисторы для дисков и микросхем

Эти термисторы NTC имеют металлическую поверхность в прямом контакте. Они больше, чем другие типы, поэтому имеют более медленный отклик, чем шариковые резисторы.Из-за своего размера они могут контролировать высокие токи более целесообразно, чем шариковые термисторы.

Дисковые термисторы (Ссылка: eepower.com )

Дисковые термисторы изготавливаются путем прессования смеси оксидных покрытий до круглой поверхности, а затем конструируются при высоких температурах. Чипы обычно производятся методом отливки из ленты, когда пленка вещества покрывается толстым слоем и разрезается на определенные формы. Популярные их размеры — от 0,25 до 25 мм в диаметре.

Термисторы NTC в стеклянной капсуле

Они покрыты герметичным стеклянным колпаком и предназначены для работы при температурах выше 150 ° C или для определенных печатных плат. Герметизация термистора в стекле увеличивает точность датчика и защищает устройство от повреждений. Полезные размеры от 0,4 до 10 мм в диаметре.

NTC закрытого типа (Ссылка: eepower.com )

Типичные области применения Типы термисторов

NTC используются во многих приложениях.Обычно они используются для мониторинга и контроля температуры. Их также можно использовать для определения наличия или отсутствия жидкости в цепях питания и автомобильных приложениях. Их применение можно разделить на три группы в зависимости от электрических характеристик различных устройств.

Характеристики сопротивления и температуры

Существуют различные применения функций зависимости сопротивления от времени, такие как измерение температуры, управление и компенсация. Они также содержат условия, в которых используется термистор NTC, так что температура NTC пропорциональна некоторым другим физическим свойствам.Этот тип приложения должен использоваться в условиях нулевого энергопотребления, что означает, что ток должен быть как можно более низким.

Функции текущего времени

Эти приложения основаны на функциях измерения тока и времени, таких как ограничение пускового тока, временная задержка и системы подавления импульсных перенапряжений. Эти свойства — теплоемкость и коэффициент рассеяния термистора. Система обычно полагается на нагрев термистора в зависимости от протекающего тока.

Вольт-амперные характеристики

Существуют некоторые приложения, основанные на вольт-амперных характеристиках термистора, такие как вариации схемы, которые вызывают некоторые изменения в рабочем процессе схемы. Эти функции могут использоваться для различных приложений, таких как текущий контроль или температурная компенсация.

Что такое термисторы PTC? Термисторы типа

PTC — это приборы с положительным температурным коэффициентом.Они работают по методу, противоположному термистору NTC, что означает, что сопротивление улучшается с повышением температуры. Обычно они не распространены, но могут выполнять определенную нишевую функцию, например, использовать предохранитель. На следующей диаграмме представлены противоположные кривые PTC и NTC.

Кривая термистора типов NTC и PTC (Ссылка: enercorp.com )

Термисторы

PTC делятся на два типа, в зависимости от их материалов, конструкции и процесса изготовления.Первый тип ПТК — это силисторы, в которых в качестве полупроводящего вещества используется кремний. Благодаря линейной диаграмме они используются в качестве датчиков температуры.

Термистор PTC (Ссылка: eepower.com )

Второй тип — это переключающий термистор, который более полезен в различных приложениях. Этот тип PTC обычно используется в нагревателях. Полимерные термисторы, изготовленные из специального пластика, также входят в эту группу, часто применяемые в восстанавливаемых предохранителях. У них очень нелинейная кривая.Когда термистор нагревается, сопротивление первичной обмотки начинает уменьшаться до определенной критической температуры, известной как «температура Кюри». По мере увеличения температуры выше этого значения сопротивление значительно увеличивается. Наиболее обычные температуры переключения составляют от 60 до 120 ° C. Обычно они используются для саморегулирующихся систем и самовосстанавливающихся защитных устройств.

Характеристики термисторов PTC

Переключающий термистор типа PTC обычно изготавливается из поликристаллической керамики, которая в своем основном состоянии обладает значительным сопротивлением.Конкретные области применения вынуждают проектировщиков создавать их для работы при температурах ниже 0 ° C или выше 200 ° C.

Диаграмма R-T различных типов термистора PTC (Ссылка: eepower.com )

Силисторы имеют линейную кривую с небольшим наклоном в рабочем состоянии. Они могут обеспечивать отрицательную константу при температурах выше 150 ° C.

Минимальное сопротивление (R мин )

Это минимальное сопротивление, которое можно определить в переключаемом термисторе, как показано на диаграмме R-T.Это точка на диаграмме, после которой температурная постоянная становится положительной.

Номинальное сопротивление (R 25 )

Это обычно называется сопротивлением при 25 ° C. Он может классифицировать термисторы по их сопротивлению. Он обнаруживается небольшим током, который не нагревает термистор.

Константа рассеяния

Эта константа демонстрирует взаимосвязь между мощностью и температурой тела из-за эффекта самонагревания.Вещества контактных проводов, способ монтажа, абсолютная температура и пути проводимости между прибором и его окружением могут влиять на эту константу.

Максимальный номинальный ток

Он представляет собой максимальный ток, который может пройти через термистор PTC при определенных условиях. Его значение основано на диаграмме R-T и постоянной рассеяния.

Максимальное номинальное напряжение

Он обеспечивает максимальное напряжение, которое может быть приложено к термистору, например максимальный номинальный ток.

Режимы работы Термисторы

типа PTC могут использоваться в различных режимах работы в зависимости от области применения. Два общих режима — это режим с самонагревом и режим измерения (с нулевым энергопотреблением).

Режим самонагрева

В приложениях с самонагревом используется приложенное к термистору напряжение и ток, протекающий через него. Ближе к температуре Кюри сопротивление увеличивается, пропуская меньший ток. Ток зафиксируется на определенном значении, если напряжение останется постоянным.Конечная температура зависит от приложенного напряжения и коэффициента рассеяния термистора.

Режим измерения (нулевое энергопотребление)

Мощность термистора слишком мала в этом режиме работы. Следовательно, в отличие от режима самонагрева, он оказывает незначительное влияние на температуру термистора. Режим измерения обычно используется, когда кривая R-T является эталоном для измерения температуры.

Строительство и недвижимость

Группы переключения, которые являются наиболее распространенными типами термисторов PTC, часто конструируются с использованием оксида титана, карбоната бария и дополнительных материалов, таких как тантал, марганец и кремнезем.Материалы смешиваются, прессуются в дисковые формы и, в конечном итоге, покрываются. Небольшие загрязнения в процессе производства могут вызвать серьезные проблемы с их тепловыми и электрическими характеристиками.

Типовые области применения термисторов PTC
Саморегулирующиеся нагреватели

Эти термисторы будут зафиксированы на определенной температуре, если через переключающую часть проходит ток. PTC могут достигать точки, в которой мощность обычно не зависит от напряжения.

Саморегулирующийся нагреватель PTC (Ссылка: eepower.com )

Эти термисторы PTC обычно изготавливаются из особой керамики различных форм и размеров. Они подходят для контроля электрического нагрева.

Защита от перегрузки по току

Переключаемые термисторы PTC используются в приложениях для ограничения перегрузки по току, например, самовосстанавливающиеся предохранители. В этом случае температура термистора сразу достигает температуры Кюри.и ограничивает ток в системе. Он известен как автоматический самовосстанавливающийся предохранитель.

Восстанавливаемый предохранитель PTC (Ссылка: eepower.com )

Полимерные термисторы также используются для этого приложения. Они представлены как полисыключатели или полифузоры.

Задержка по времени

Это время, необходимое термистору PTC для достаточного прогрева в зависимости от размера, нормальной температуры и внешнего напряжения. Их использование в люминесцентных лампах — типичный пример задержки по времени.Когда будет достигнута температура Кюри, PTC изменится, и лампа начнет нормально работать.

Пуск двигателя

В некоторых электродвигателях с двойным запуском мы можем использовать явление самонагрева термистора PTC. Когда цепь используется, термистор PTC имеет определенное сопротивление, позволяя току течь через него. Термистор нагревается, когда двигатель начинает работать. Время, необходимое для этого эффекта, оценивается в зависимости от времени запуска двигателя.

Датчик уровня жидкости

Некоторые системы основаны на изменении постоянной рассеяния. Это изменение постоянной рассеяния зависит от контакта между прибором и текучей средой, проходящей вокруг него. В результате можно определить улучшенную мощность и определить конкретную схему для термистора.

Термисторы других типов

Термисторы могут быть представлены с некоторыми другими факторами, как описано ниже:

Сопротивление Термисторы

обычно представлены по значению их сопротивления, как термисторы 10 кОм или 5 кОм.Это число дает значение сопротивления в Ом. Это популярный способ указать, какой термистор подходит для специальных применений.

Осевой, радиальный или со стружкой Термисторы

имеют разные стили, самые распространенные из них — радиальные и осевые. Радиальные термисторы состоят из двух проводов, выходящих из основной части в одном направлении, в то время как осевые термисторы имеют один провод, соединяющий верхнюю и среднюю секции.

Стекло или эпоксидная смола

Основная часть термисторов обычно изготавливается из эпоксидной смолы или стекла.Эпоксидные термисторы больше подходят для более низких температур, тогда как стеклянные желательны для более высоких температур.

Обозначения термисторов

Следующие символы нанесены на термисторы в соответствии со стандартом IEC.

Различные типы обозначений термисторов (Ссылка: eepower.com )

Вот и все термисторы в двух словах

По большому счету, измерение температуры является обычным требованием в различных отраслях промышленности, и термисторы являются доступным выбором для некоторых из них.Как правило, на рынке доступны различные типы термисторов, каждый со своими преимуществами и недостатками. Вы должны полностью изучить все из них, чтобы выбрать лучший тип для вашего конкретного применения контроля температуры.

Термистор — рабочий, типы — NTC и PTC, использование, сравнение, применения

Если вы ищете датчик температуры, который является экономичным и точным, вашим первым выбором может быть термистор. Это тип резистора, сопротивление которого изменяется при изменении температуры.В этой статье рассказывается о работе, типах и применении термистора.

Начнем!

Что такое термистор?

Термистор , образованный от слов « THER с автоматическим управлением», « ISTOR» представляет собой резистор с регулируемой температурой. Сопротивление, обеспечиваемое этим твердотельным устройством с контролем температуры, зависит от температуры окружающей среды. Все резисторы имеют температурную зависимость, которая определяется их температурными коэффициентами.Для большинства резисторов (фиксированных и переменных) этот температурный коэффициент поддерживается на очень низком уровне, так что изменение температуры существенно не влияет на их сопротивление. С другой стороны, температурный коэффициент термистора значительно высок, поэтому их сопротивление изменяется в зависимости от изменения температуры.

Поскольку в термисторе физические изменения (изменение его температуры) приводят к изменению его электрических свойств (например, сопротивления), его также можно назвать преобразователем.

Термистор в основном изготавливается из оксидов металлов на основе чувствительных полупроводников с металлизированными или спеченными соединительными выводами на керамический диск или валик.

Таким образом, мы можем определить термистор как:

« Двухконтактный твердотельный термочувствительный преобразователь, который позволяет значительно изменять значение сопротивления в зависимости от изменения температуры окружающей среды».

Некоторые практические термисторы показаны на рисунке:

Практические термисторы

Какие типы термисторов?

Как уже говорилось, температурная зависимость резистора определяется его температурным коэффициентом.В соответствии с этим термисторы делятся на две категории в зависимости от типа температурного коэффициента.
Существует два типа температурного коэффициента: отрицательный температурный коэффициент и положительный температурный коэффициент. Керамический полупроводниковый материал, используемый для каждого типа термистора, отличается, так как температурный коэффициент зависит от используемого материала.
Давайте обсудим вкратце о каждом!

Термистор NTC:
  • Определение — NTC или термистор с отрицательным температурным коэффициентом — это устройство, сопротивление которого уменьшается с увеличением температуры.Эти типы резисторов обычно демонстрируют большое, точное и предсказуемое уменьшение сопротивления с повышением температуры.
  • Материал, используемый для изготовления — В отличие от других резисторов (фиксированных или переменных), они сделаны из керамики и полимеров, которые состоят из оксидов металлов, которые высушиваются и спекаются для получения желаемого форм-фактора. В случае термистора NTC предпочтительны оксиды кобальта, никеля, железа и меди
  • Обозначение термистора NTC — Обозначение термистора NTC имеет следующий вид:
Обозначение термистора NTC

  • Характеристическая кривая — Типичный термистор NTC дает наиболее точные показания в диапазоне температур от -55 o C до 200 o C.Однако некоторые специально разработанные термисторы NTC используются при температуре абсолютного нуля (-273,15 o C), а некоторые могут использоваться при температуре выше 150 o C. На рисунке ниже показана характеристическая кривая термистора NTC:
Характеристика термистора Кривая NTC

Из рисунка можно сказать, что у них крутая температурная кривая сопротивления, что означает хорошую температурную чувствительность.

Однако из-за нелинейной зависимости между сопротивлением и температурой, для разработки практической системы используются некоторые приближения.

Из всех приближений самое простое:

𝛥R = k𝛥T, где k — отрицательный температурный коэффициент термистора.

Как и любой резистор, термистор также рассеивает тепло, когда через него проходит значительный ток. Это тепло рассеивается в сердечнике термистора, поэтому оно может повлиять на точность устройства.

Тепло, необходимое для повышения температуры на 1 90 452 o 90 453 C в термисторе NTC, называется его теплоемкостью.Он определяет скорость отклика термистора NTC и, следовательно, его знания необходимы, чтобы решить, где его следует использовать.

Термистор PTC:
  • Определение — PTC или положительный температурный коэффициент Термисторы — это те резисторы, сопротивление которых увеличивается с увеличением температуры окружающей среды.
  • Типы термисторов PTC — Термисторы PTC сгруппированы в соответствии с их структурой, используемыми материалами и процессом их изготовления.Силисторы — это термисторы с положительным температурным коэффициентом, которые относятся к первой группе (в зависимости от используемого материала и конструкции). Они используют кремний в качестве полупроводника и имеют линейную характеристику. Термисторы с положительным температурным коэффициентом коммутации относятся ко второй категории (по технологии изготовления). Этот термистор имеет нелинейную характеристическую кривую. Когда термистор PTC переключаемого типа нагревается, сначала сопротивление начинает уменьшаться до определенной критической температуры, после чего по мере увеличения тепла сопротивление резко увеличивается.
  • Символ термистора PTC — Th e На следующем рисунке показан символ, используемый для термисторов PTC на принципиальной схеме.
Обозначение термистора PTC

  • Характеристическая кривая — На следующем рисунке показана характеристическая кривая силистора и термистора PTC переключаемого типа.
Силистор в сравнении с характеристической кривой термистора PTC

Мы видим, что силистор PTC имеет линейную характеристику.Это означает, что этот термистор PTC довольно чувствителен к изменению температуры. Его сопротивление линейно увеличивается с повышением температуры. Однако тип переключения PTC отличается. Благодаря поликристаллическому керамическому корпусу имеет нелинейную характеристическую кривую. Из рисунка видно, что до определенной температуры, назовем ее пороговой, сопротивление уменьшается с повышением температуры, как у термистора NTC. Когда температура превышает пороговую температуру, сопротивление начинает резко возрастать с увеличением температуры.

  • Номинальное сопротивление термистора — Сопротивление термистора PTC рассчитано при температуре 25 o C. Это означает, что если вы найдете термистор PTC с номиналом, скажем, 200 Ом, это означает, что это значение сопротивления при 25 o С.

Теперь, когда мы обсудили типы термисторов в зависимости от типа температурного коэффициента, существует другая классификация, основанная на форме и размере термисторов.

Классификация по типу размера и формы термисторов

Термистор, будь то термистор NTC или PTC, имеет корпус из оксида металла. Металлический оксидный корпус термистора может быть запрессован в различные формы и размеры.

Они могут иметь форму борта, диска или цилиндра.

Таким образом, те, которые запрессованы в валик, известны как термисторы валиков, те, которые вдавлены в диск, известны как термисторы дисков, и аналогично третий класс — это цилиндрические термисторы.Бусовые термисторы — самые маленькие по размеру из всей партии.

На следующем рисунке показаны по одному каждого типа:

Термистор BeadType

Цилиндрические термисторы


Работа термистора

Термистор работает по простому принципу: изменение температуры термистора приводит к изменению его сопротивления.

Как меняется его температура?

Температура термистора может измениться из-за внешних или внутренних факторов.

Самый важный внутренний фактор — это ток, протекающий через устройство. По мере того, как ток через него увеличивается, он начинает самонагреваться свои элементы. Это вызывает повышение температуры термистора.

В зависимости от типа термистора (NTC или PTC) его сопротивление изменяется в зависимости от этого изменения температуры.

Внешне температуру термистора можно изменить, изменив температуру окружающей среды.

Зависимость сопротивления и температуры может быть приблизительно выражена следующим уравнением:

Сопротивление — уравнение зависимости температуры термистора

Где,

 R = сопротивление термистора при температуре T (в K)
 R  0  = Сопротивление при заданной температуре T0 (в K)
 β = константа для материала 

С точки зрения температурного коэффициента сопротивления это уравнение можно определить как:

  R = R  o  [1 + α (T-T  o )].... (2)  

Мы обсудим некоторые основные схемы термисторов в следующем разделе, посвященном применению.

Использование термисторов

В этом разделе мы кратко расскажем об общих применениях каждого типа термистора. Каждый термистор, который является термистором NTC и PTC, используется в разных приложениях в соответствии с потребностями.

Применение термистора NTC
  • Датчик температуры NTC — Термистор чаще всего используется для измерения температуры окружающей среды.Термистор NTC, который очень чувствителен к температуре, считается идеальным для этого применения. Они дешевы и в основном используются в диапазоне температур от -40 o C до +300 o
    Помимо диапазона температур, при выборе термистора для этого применения учитываются следующие критерии: диапазон сопротивления, точность, окружающая среда. , время отклика и требования к размерам.
    Очень простая схема, в которой для измерения температуры используется термистор, показана ниже.Это не что иное, как мост Уитстона. Изначально все 4 резистора (один из них термистор) сбалансированы, то есть через амперметр не будет тока. Изменение температуры, очевидно, изменит сопротивление термистора, и, следовательно, через амперметр будет протекать ток.
Мост Уитстона — Применение датчика температуры NTC

  • Температурная компенсация — Несмотря на то, что все полупроводники обладают температурным коэффициентом, NTC имеет высокую чувствительность к температуре.Следовательно, NTC выбран для компенсации нежелательной реакции на изменения температуры в цепи. Компенсационная сеть в основном состоит из резисторов, включенных последовательно (или шунтирующих), и цепи делителя напряжения. Для этого применения предпочтительны термисторы винтового типа, поскольку температура термистора и компонента, который реагирует на изменение температуры, должны совпадать.

На рисунке ниже показана схема компенсации с использованием термистора.

Сеть температурной компенсации с использованием термистора

  • Как пожарная сигнализация — NTC Термисторы могут использоваться для создания простых пожарных сигнализаций.Базовая схема показана на рисунке ниже.
Цепь пожарной сигнализации с использованием термисторов NTC

В этой схеме сопротивление термистора регулирует напряжение на резисторе, запускающем транзисторный ключ. Когда термистор определяет повышение температуры, его сопротивление уменьшается, что, в свою очередь, увеличивает напряжение на резисторе, которое запускает транзисторный ключ. Переключатель включает зуммер, тем самым предупреждая о потенциальной опасности возгорания.

Это были некоторые из основных схем, в которых используются термисторы. Эти схемы развиваются в усовершенствованные схемы для использования в различных практических приложениях. Некоторые из практических приложений включают:

  • Регуляторы температуры в мобильных телефонах, холодильниках, фенах и т. Д.
  • Устройство для измерения температуры выхлопных газов, головки блока цилиндров и т. Д.
  • Для контроля температуры для поддержания комнатной температуры на определенном желаемом уровне.
  • В качестве стабилизатора температуры в лазерных диодах и фотоэлементах.

Применение термистора PTC Термисторы

PTC можно условно разделить на две категории в зависимости от их применения. Давайте обсудим некоторые из его приложений в этих категориях.

a) Термисторы PTC питания:

  • Силовые термисторы PTC в качестве предохранителя — Для цепей, требующих защиты от перегрузки по току, силовые термисторы PTC действуют как предохранители.Керамические термисторы PTC заменяют обычные предохранители для защиты таких нагрузок, как двигатели, трансформаторы и т. Д.

На рисунке ниже показана простая схема с использованием термистора PTC в качестве предохранителя, подключенного последовательно с нагрузкой.

Термистор PTC в качестве предохранителя

  • Эти термисторы PTC используются в качестве переключателя в цепях запуска двигателя, цепях размагничивания и т. Д.
  • Благодаря своим характеристикам сопротивления и температуре термисторы PTC являются хорошим выбором для небольших нагревателей и термостатов.

b) Термисторные датчики PTC — Термисторные датчики PTC используются в различных приложениях. В качестве датчика уровня они являются хорошим выбором для обнаружения и контроля переполнения нефтяных танкеров.

Другой тип датчика, который сделан с использованием термистора PTC, — это, конечно, датчик температуры. Здесь, когда используются эти PTC, учитывается только их крутой участок характеристики R / T. Кроме того, сопротивление считается функцией температуры окружающей среды, если исключить влияние варистора.Эти датчики пригодятся в местах, где требуется ограничение температуры в целях защиты.

На рисунке ниже показана принципиальная схема защиты силовых полупроводников с помощью датчика предельной температуры PTC Thermistor.

Защита силовых полупроводников с помощью термистора PTC

Итак, это были некоторые из основных применений термисторов.

Эти термисторы в основном не используются при высоких температурах. Для приложений, где термисторы должны подвергаться воздействию высоких температур, используются термисторы другого типа.Давайте кратко обсудим их в следующем разделе.

A Примечание по высокотемпературным термисторам Высокотемпературные термисторы

сконструированы иначе, чем обычные термисторы, поскольку они должны выдерживать высокие температуры до 200 o C- 250 o C. Здесь мы обсудим термисторы серии omega 5500. Эти термисторы в стеклянной капсуле имеют максимальную номинальную температуру непрерывного действия от -80 o C до 200 o C, а для периодической работы — максимальный номинал 250 o C.Это термистор шарикового типа с позолоченными выводами для пайки.

На рисунке ниже показан термистор omega серии 5500.

Омега-термистор серии 5500

Эти термисторы относятся к типу NTC и имеют номинальное сопротивление (то есть сопротивление при 25 o ° C) 2252 Ом, 3000 Ом, 5000 Ом и 10000 Ом.

В отличие от других термисторов, эти высокотемпературные термисторы достаточно стабильны в химическом отношении и не сильно подвержены старению.

На этом мы завершаем статью.

Заключение

В этой статье мы обсудили термисторы, их работу и типы. По сути, термистор — это не что иное, как резистор, сопротивление которого зависит от температуры, отсюда и название « Ther с автоматическим управлением Res istors» или « Thermistors ». Вообще говоря, термисторы бывают двух типов в зависимости от того, как их сопротивление изменяется с температурой, а именно термисторы NTC и PTC. Оба имеют разные характеристики R / T и, следовательно, используются для разных приложений.

Давайте сравним термисторы NTC и PTC. Это поможет пересмотреть основные концепции обоих типов термисторов.

Термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) Термисторы с положительным температурным коэффициентом (PTC)
Они имеют отрицательный температурный коэффициент, то есть их сопротивление увеличивается с понижением температуры. Они имеют положительный температурный коэффициент, то есть их сопротивление увеличивается с повышением температуры.
В их конструкции используются оксиды металлов: кобальт, никель, железо, марганец, титан. В их конструкции используются оксиды металлов: титанат бария, свинца, стронция.
Эти термисторы обладают сильно нелинейным соотношением R / T. Силиторный термистор PTC имеет линейную кривую R / T, поэтому его сопротивление очень чувствительно к температуре.
Они в основном используются в схемах компенсации температуры, приборах измерения температуры и контроллерах. Термисторы PTC — хороший выбор для измерения и контроля температуры, определения и регулирования температуры. Также они могут использоваться как выключатели и называются термовыключателями.

Термисторная технология, типы и применение »Электроника

Термистор — это простое устройство, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры. Это можно использовать для многих целей.

Учебное пособие по резисторам

Включает: Обзор резисторов

Углеродный состав Карбоновая пленка Металлооксидная пленка Металлическая пленка Проволочная обмотка SMD резистор MELF резистор Переменные резисторы Светозависимый резистор Термистор Варистор Цветовые коды резисторов Маркировка и коды SMD резисторов Характеристики резистора Где и как купить резисторы Стандартные номиналы резисторов и серия E


Название термистор является сокращением слов термический резистор.По сути, это термочувствительный резистор, дающий изменение сопротивления при изменении температуры.

Термисторы

можно использовать по-разному, позволяя температуре среды, окружающей устройство, или самому устройству изменять его сопротивление. Затем это может быть обнаружено оборудованием и использовано для всего, от широкого измерения температуры до предохранителей от перегрузки и многих других идей.

Термисторы

используются во многих схемах и оборудовании, обеспечивая простой и экономичный, но эффективный метод измерения температуры.

Обозначение цепи термистора

Термистор распознается в цепях по собственному символу цепи. В условном обозначении термисторной цепи в качестве основы используется стандартный прямоугольник резистора, через который проходит диагональная линия с небольшим вертикальным сечением.

Обозначение схемы термистора

Обозначение схемы, показанное выше, является наиболее широко используемым. Можно увидеть и другие типы, но, как правило, они следуют аналогичному подходу — обычно используют старый символ резистора в виде зигзагообразной линии в качестве основы с той же линией, проходящей через него, что используется с более традиционным прямоугольным резистором.

Типы термисторов

Термисторы можно разделить на разные типы термисторов несколькими способами. Первый зависит от того, как они реагируют на тепло. Некоторые увеличивают свое сопротивление с повышением температуры, тогда как другие демонстрируют падение сопротивления.

Чтобы расширить эту идею, можно использовать очень упрощенное уравнение для кривой термистора:

Где
ΔR = изменение сопротивления.
ΔT = изменение температуры.
k = температурный коэффициент сопротивления первого порядка.

В большинстве случаев зависимость между температурой и сопротивлением нелинейна, но при небольших изменениях можно предположить линейную зависимость.

Для некоторых термисторов значение k положительно, тогда как для других — отрицательно, и, соответственно, термисторы можно классифицировать в соответствии с этим аспектом их характеристик.

  • Отрицательный температурный коэффициент (термистор NTC) Этот тип термистора имеет свойство, при котором сопротивление уменьшается с увеличением температуры, т.е.е. k отрицательно. Термин термистор NTC широко используется в технических описаниях и данных о компонентах.
  • Положительный температурный коэффициент (термистор PTC) Этот тип имеет свойство, при котором сопротивление увеличивается с увеличением температуры, то есть значение k является положительным.

Термисторы можно не только классифицировать по характеру изменения сопротивления, но и по типу используемого материала.Обычно используют один из двух материалов:

  • Металлические соединения, включая оксиды и т. Д.
  • Монокристаллические полупроводники

Как впервые были разработаны термисторы

Еще в девятнадцатом веке люди смогли продемонстрировать изменение резистора в зависимости от температуры. Они использовались по-разному, но многие из них имеют сравнительно небольшие отклонения даже в большом диапазоне температур.Термисторы обычно подразумевают использование полупроводников, и они обеспечивают гораздо большее изменение сопротивления при заданном изменении температуры.

Из двух типов материалов, используемых для термисторов, металлические соединения были открыты первыми. Отрицательный температурный коэффициент наблюдал Фарадей в 1833 году, когда он измерял изменение сопротивления сульфида серебра в зависимости от температуры. Однако только в 1940-х годах оксиды металлов стали коммерчески доступными.

В рамках работ, которые были предприняты в области полупроводниковых материалов после Второй мировой войны, были изучены термисторы из кристаллического германия, а позже — кремниевые термисторы.

Хотя существует два типа термисторов, металлические оксиды и полупроводниковые, они охватывают разные температурные диапазоны и, таким образом, не конкурируют друг с другом.

Конструкция и состав термистора

Термисторы

бывают разных форм и размеров, и они изготавливаются из различных материалов в зависимости от их предполагаемого применения и температурного диапазона, в котором они должны работать. По своей физической форме они могут представлять собой плоские диски для приложений, где им необходимо соприкасаться с плоской поверхностью.Однако они также могут быть выполнены в форме шариков или даже стержней для использования в датчиках температуры. Фактически, фактическая форма термистора очень зависит от требований к применению.

Металлооксидные термисторы обычно используются для температур в диапазоне 200-700 К. Эти термисторы изготавливаются из мелкодисперсного порошка материала, который сжимается и спекается при высокой температуре. Наиболее распространенными материалами, используемыми для этих термисторов, являются оксид марганца, оксид никеля, оксид кобальта, оксид меди и оксид железа.

Полупроводниковые термисторы используются для гораздо более низких температур. Германиевые термисторы более широко используются, чем их кремниевые аналоги, и используются при температурах ниже 100 К, то есть в пределах 100 градусов от абсолютного нуля. Кремниевые термисторы можно использовать при температурах до 250 ° К. Выше этой температуры устанавливается положительный температурный коэффициент. Сам термистор сделан из монокристалла, который был легирован до уровня 10 16 — 10 17 на кубический сантиметр.

Применения термистора

Существует множество различных применений термисторов — они используются во многих приложениях. Они предоставляют очень дешевые, но эффективные элементы в схемах и поэтому очень привлекательны в использовании. Фактические применения зависят от того, имеет ли термистор положительный или отрицательный температурный коэффициент.

  • Области применения термисторов с отрицательным температурным коэффициентом:
    • Термометры для очень низких температур: Они используются в качестве термометров сопротивления при измерениях очень низких температур.
    • Цифровые термостаты: Эти термисторы также широко используются в современных цифровых термостатах.
    • Мониторы батарейного блока: Термисторы NTC также используются для контроля температуры батарейных блоков во время зарядки. Поскольку современные аккумуляторы, такие как литий-ионные, очень чувствительны к перезарядке, температура очень хорошо показывает состояние зарядки и время завершения цикла зарядки.
    • Устройства защиты от пускового тока: Термисторы NTC могут использоваться в качестве устройств ограничения пускового тока в цепях питания. Первоначально они имеют более высокое сопротивление, что предотвращает протекание больших токов при включении, а затем нагреваются и становятся гораздо более низкими, чтобы обеспечить протекание более высокого тока во время нормальной работы. Эти термисторы обычно намного больше, чем термисторы измерительного типа, и специально предназначены для этого применения.

  • Применения термисторов с положительным температурным коэффициентом:
    • Устройства ограничения тока: Термисторы PTC могут использоваться в качестве устройств ограничения тока в электронных схемах, где они могут использоваться как альтернатива предохранителям.Ток, протекающий через устройство при нормальных условиях, вызывает небольшой нагрев, который не вызывает каких-либо нежелательных эффектов. Однако, если ток большой, он вызывает больше тепла, которое устройство не сможет отдать в окружающую среду, и сопротивление возрастет. В свою очередь, это приводит к большему тепловыделению в результате эффекта положительной обратной связи. По мере увеличения сопротивления ток падает, тем самым защищая устройство.

Термисторы могут использоваться в самых разных областях.Они обеспечивают простой, надежный и недорогой метод измерения температуры. Как таковые, их можно найти в самых разных устройствах, от пожарных сигнализаций до термостатов. Хотя их можно использовать отдельно, их также можно использовать как часть моста Уитстона для обеспечения более высокой степени точности.

Другое применение термистора — устройства компенсации температуры. Большинство резисторов имеют положительный температурный коэффициент, их сопротивление увеличивается с повышением температуры. В приложениях, где требуется стабильность, в схему можно включить термистор с отрицательным температурным коэффициентом, чтобы противодействовать влиянию компонентов с положительным температурным коэффициентом.

Технические характеристики термистора

Хотя термисторы имеют базовые характеристики сопротивления, другие параметры, такие как температурный коэффициент, очень важны.

Параметры, указанные в технических паспортах, включают базовое сопротивление, допуск на основное сопротивление, допуск на коэффициент теплового рассеяния, максимальную рассеиваемую мощность и диапазон рабочих температур.

Термисторы — это очень полезная форма резистора, который можно использовать для определения температуры.Обычно может использоваться для регулирования температуры, в схемах защиты и многими другими способами. Их можно использовать в пожарных извещателях, поскольку они очень быстро реагируют на нагрев и представляют собой надежный компонент для этого типа приложений и многих других.

Другие электронные компоненты:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .

Что такое термистор? — Определение, виды, конструкция, характеристика и преимущества

Определение: Термистор представляет собой разновидность резистора , сопротивление которого зависит от окружающей температуры . Это термочувствительное устройство . Слово термистор происходит от слова therm ally sensitive res istor . Термистор изготовлен из полупроводникового материала , что означает, что их сопротивление находится между проводником и изолятором .

Вариант в сопротивлении термистора показывает, что в термисторе происходит либо проводимость , либо мощность , рассеивание . Принципиальная схема термистора использует прямоугольный блок с диагональной линией.

Типы термисторов

Термистор подразделяется на типы. Это отрицательный температурный коэффициент и термистор с положительным температурным коэффициентом.

  1. Термистор с отрицательным температурным коэффициентом — В термисторе этого типа температура увеличивается с уменьшением сопротивления.Сопротивление термистора с отрицательным температурным коэффициентом очень велико, благодаря чему он обнаруживает небольшие изменения температуры.
  2. Термистор с положительным температурным коэффициентом — Сопротивление термистора увеличивается с повышением температуры.

Конструкция термистора

Термистор изготовлен из спеченной смеси оксидов металлов, таких как марганец, кобальт, никель, кобальт, медь, железо, уран и т. Д. Он доступен в форме шарика, стержня и диска.Различные типы термистора показаны на рисунке ниже.

Бусинка термистора имеет наименьшую форму, и она заключена внутри твердого стеклянного стержня для формирования зондов.

Форма диска изготавливается прессованием материала под высоким давлением диаметром от 2,5 мм до 25 мм.

Температурная характеристика сопротивления термистора

Соотношение между абсолютной температурой и сопротивлением термистора математически выражается уравнением, показанным ниже.

Где R T1 — Сопротивление термистора при абсолютной температуре T 1 в Кельвинах.
R T2 — Сопротивление термистора при абсолютной температуре T 2 в Кельвинах.
Β — температура в зависимости от материала термистора.

Температурный коэффициент сопротивления термистора показан на рисунке ниже. График ниже показывает, что термистор имеет отрицательный температурный коэффициент, т.е. температура обратно пропорциональна сопротивлению.Сопротивление термистора изменяется от 10 5 до 10 -2 при температуре от -100 ° C до 400 ° C.

Преимущества термистора

Ниже приведены преимущества термистора.

  1. Термистор компактный, долговечный и менее дорогой.
  2. Правильно состаренный термистор имеет хорошую стабильность.
  3. Время срабатывания термистора изменяется с секунд до минут. Их время отклика зависит от обнаруживаемой массы и теплоемкости термистора.
  4. Верхний предел температуры термистора зависит от физических свойств материала, а нижний предел температуры зависит от сопротивления, достигающего большого значения.
  5. Самонагрев термистора предотвращается за счет минимизации тока, проходящего через него.
  6. Термистор устанавливается на расстоянии измерительной цепи. Таким образом, при считывании нет ошибки, вызванной сопротивлением провода.

Термистор имеет больше преимуществ по сравнению с обычными термопарами и термометрами сопротивления.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *