Термістор що це таке

термістори

Схеми для дослідження варисторів

Схема на рис. 5.3.1 дозволяє зняти вольтамперні I = f (U) і ампер-температурні характеристики варисторів I = f (#&52;). Величина напруги джерела живлення Е і опір навантаження RH вибираються в залежності від типу досліджуваного варістора.

При дослідженні температурних залежностей варістор поміщається в термостат.

термістор (терморезистор ) — це напівпровідниковий резистор, в якому використовується залежність електричного опору напівпровідника від температури.

У термисторах прямого підігріву опір змінюється або під впливом тепла, або в результаті зміни температури термістора через зміни теплового опромінення термистора (наприклад, при зміні температури навколишнього середовища). Найбільш широко застосовуються термістори, основною особливістю яких є значне зменшення опір зі збільшенням температури, тобто термістори з негативним температурним коефіцієнтом опору.

Зменшення опору напівпровідника зі збільшенням температури може бути обумовлено різними причинами — збільшенням концентрації носіїв заряду, збільшенням їх рухливості або фазовими перетвореннями напівпровідникового матеріалу.

I. Перше явище характерне для термісторів, виготовлених з монокристалів ковалентних напівпровідників (кремній, германій, карбід кремнію, сполуки типу А III B V і ін.). Такі напівпровідники мають негативним температурним коефіцієнтом опору в діапазоні температур, відповідних примесной електропровідності, коли не всі домішки іонізовані, коли концентрація носіїв через іонізації власних атомів напівпровідника. І в тому і в іншому випадку залежність опору напівпровідника визначається в основному зміна концентрації носіїв заряду, так як температурні зміни рухливості при цьому нехтує малі.

У цих діапазонах температур залежність опору напівпровідника від температури відповідає рівнянню

де В — коефіцієнт температурної чутливості; R¥ — постійна, що залежить від матеріалу і розмірів термистора.

При неповної іонізації і відсутності компенсації,

де DEп — енергія іонізації домішок (донорів або акцепторів).

Для скомпенсованого напівпровідника при неповній іонізації домішок

При власній електропровідності

де DE — ширина забороненої зони напівпровідника.

II. Основна частина термісторів, що випускаються промисловістю, виготовлена ​​з полікристалічних окисних напівпровідників — з оксидів так званих металів перехідної групи таблиці Менделєєва (від титану до цинку). Термістори в формі стрижнів, трубок, дисків або пластинок отримують методом керамічної технології, тобто шляхом випалу заготовок при високій температурі.

Електропровідність окисних напівпровідників з переважаючою іонним зв’язком між атомами відрізняється від електропровідності ковалентних напівпровідників. Для металів перехідної групи характерні наявність незаповнених електронних оболонок і змінна валентність. В результаті при утворенні оксиду в певних умовах (наявність домішок, відхилення від стехіометрії) в однакових кристалографічних положеннях виявляються іони з різними зарядами. Електропровідність таких металів пов’язана з обміном електронами між сусідніми іонами. Енергія, необхідна для такого обміну, мала. Тому всі електрони (або дірки), які можуть переходити від одного іона до іншого, можна вважати вільними носіями заряду, а їх концентрацію — постійної в робочому діапазоні температур термистора.

Через сильний впливу носіїв заряду з іонами рухливість в Окісна полупроводнике виявляється малої і експериментально зростаючої з ростом температури. В результаті температурна залежність опору термістора з окисного напівпровідника виявляється такою ж, як і у термісторів з ковалентних напівпровідників (рис. 6.1.1), але коефіцієнт температурної чутливості характеризує в цьому випадку зміна рухливості носіїв заряду, а не зміна їх концентрації.

III. У окислах ванадію V2 O2 і V2 O3 при температурі фазових перетворень (68 о С і -110 ° С) спостерігається зменшення питомої опору на кілька порядків. Це явище також може бути використано для створення термісторів з великим негативним температурним коефіцієнтом опору в діапазоні температур, відповідних фазового перетворення.

6.2 .Характерістікі і параметри термисторов прямого підігріву

Температурна характеристика термістора — це залежність його опору від температури. Приклад температурної характеристики одного з термісторів наведено на рис. 6.2.1.

Номінальний опір термістора — це його опір при певній температурі (зазвичай 20 о С). Термістори виготовляють з допустимим відхиленням від номінального опору ± 20, 10 і 5%. Номінальні опору різних типів термісторів мають значення від декількох Ом до декількох сотень кіло.

Коефіцієнт температурної чутливості В — це коефіцієнт в показнику експоненти температурної характеристики термістора (1). Значення цього коефіцієнта, що залежить від властивостей матеріалу термистора, практично постійно для даного термистора в робочому діапазоні температур і для різних типів термісторів знаходиться в межах від 700 до 15 00 К. Коефіцієнт температурної чутливості може бути знайдений експериментально шляхом вимірювання опору термістора при двох температурах Тпро і Т за формулою

Температурний коефіцієнт опору термістора показує відносну зміну опір термістора при зміні температури на один градус:

Температурний коефіцієнт опору залежить від температури, тому його необхідно записувати індексом, що вказує температуру, при якій має місце дане значення. Залежність температурного коефіцієнта від температури можна отримати з рівнянь (6.2.1) і (6.2.2):

ТК R = — B / T 2 (6.2.3)

Значення температурного коефіцієнта опору при кімнатній температурі різних термісторів знаходяться в межах (0,8¸6,0) 9times; 10 -2 До ​​-1.

Коефіцієнт розсіювання термистора Н чисельно дорівнює потужності, що розсіюється термістором при різниці температур термистора і навколишнього середовища в один градус, або, іншими словами, чисельно дорівнює потужності, яку треба виділити в термісторі від проходить через нього струму в умовах теплового рівноваги між термістором і навколишнім середовищем

На ріс.6.2.2. показані статичні вольтамперні характеристики термісторів. Лінійність характеристик при малих токах і напруги пояснюється тим, що виділяється в термісторі потужність недостатня для істотної зміни його температури. При збільшенні струму, що проходить через термістор, що виділяється в ньому потужність підвищує його температуру. Опір термістора визначається, таким чином, сумарною температурою навколишнього середовища і температурою підігрівача термистора. При цих токах опір термістора зменшується зі збільшенням струму і темпе-ратури відповідно до (6.2.2), лінійність статичної вольтамперної характеристики порушується. При подальшому збільшенні струму і великий температурної чувст-вітельно термистора може спостерігатися падаючу ділянку статичної вольт-амперної характеристики, тобто умень-шення напруги на термісторі зі збільшенням проходить через нього струму.

Максимально допустима температура термістора — це температура, при якій ще не відбувається незворотних змін параметрів і характеристик термистора. Максимально допустима температура визначається не тільки властивостями вихідних матеріалів термистора, але і його конструктивними особливостями.

Максимально допустима потужність розсіювання термистора — це потужність, при якій термистор, що знаходиться в спокійному повітрі при температурі 20 о С, розігрівається при проходженні струму до максимально допустимої температури. При зменшенні температури навколишнього повітря, а також при роботі термистора в среда, що забезпечують кращий тепловідвід, потужність розсіювання може перевищувати максимально допустиме значення.

Коефіцієнт енергетичної чутливості термистора G чисельно дорівнює потужності, яку необхідно підвести до термістора для зменшення його опору на 1%. Коефіцієнт енергетичної чутливості пов’язаний з коефіцієнтом розсіювання і температурним коефіцієнтом опору співвідношенням G = H / TK R.

Величина коефіцієнта енергетичної чутливості залежить від режиму роботи термистора, тобто буде різна в кожній точці статичної вольтамперної характеристики.

Постійна часу термістора — це час, протягом якого температура термістора зменшитися на 63% (в е раз) по відношенню до різниці температур термистора і навколишнього середовища (наприклад, при перенесенні термистора з повітряного середовища з температурою 120 ° С в повітряне середовище з температурою 20 о С). Теплова інерційність термистора, яка характеризується його постійної часу, визначається конструкцією і розмірами термистора і залежить від теплопровідності середовища, до якої знаходиться термистор. Для різних типів термісторів постійна часу лежить в межах від 0,5 до 140 с.

6.3. Термістори непрямого підігріву

Термістор непрямого підігріву — це термистор, що має додаткове джерело тепла — підігрівач.

Конструктивне виконання термисторов непрямого підігріву може бути різним. Часто підігрівач роблять у вигляді обмотки на ізоляційної трубці, всередині якої розташований термистор. В інших випадках термистор зроблений у вигляді трубки, усередині якої проходить нитка підігрів. Загальним для всіх конструкцій термисторов непрямого підігріву є наявність у них електрично ізольованих один від одного ланцюгів — керуючої і керованої.

Крім таких параметрів, як номінальний опір і коефіцієнт температурної чутливості, термістори непрямого підігріву мають свої специфічні характеристики і параметри.

Статичні вольтамперні характеристики термистора непрямого підігріву знімають при різних токах через підігрівач. (Рис 6.3.1.).

Подогревним характеристика — це залежність опору термістора непрямого підігріву від потужності, що виділяється в спіралі подогревним обмотки (рис. 6.3.2.).

Для отримання найбільшої чутливості термистора непрямого підігріву, тобто найбільшого зміни опору, його слід використовувати в режимах, при яких потужністю, що виділяється в самому термочутливому елементі проходить через нього струмом, можна було знехтувати.

Коефіцієнт теплової зв’язку — це відношення потужності РТ. необхідної для розігріву термочутливого елемента до деякої температури при прямому нагріві, до потужності Рпід. необхідної для розігріву до тієї ж самої температури при непрямому підігріві, тобто шляхом пропускання струму через підігрівач:

Зазвичай для визначення коефіцієнта теплової зв’язку термистор непрямого підігріву розігрівають до так званого гарячого опору термістора при максимальній потужності, що виділяється в підігрівачі. Коефіцієнт теплової зв’язку зазвичай знаходитися в межах від 0,5 до 0,97, тобто менше одиниці, так як частина тепла, що виділяється підігрівачем, неминуче втрачається. Термістори непрямого підігріву в даний час практично не використовуються через їх великих розмірів, необхідності використання додаткового джерела живлення для підігріву термістора, великий споживаної потужності.

Схема для дослідження термисторов прямого підігріву, наведена на рис. 6.3.3, дає можливість зняти вольтамперні характеристики термісторів при різній температурі навколишнього середовища.

Напруга на термистор подається від джерела постійної напруги U блоку живлення. Напруга плавно регулюється потенціометром R в блоці живлення.

Що таке термистор і позистор і де вони застосовуються

Терморезистором називається напівпровідниковий компонент з температурозависимого електричним опором. Винайдений далекого 1930 року вченим Самюелем Рубеном, донині даний компонент знаходить найширше застосування в техніці.

Виготовляють терморезистори з різних матеріалів, температурний коефіцієнт опору (ТКС) яких досить високий, — значно перевершує металеві сплави і чисті метали, тобто саме з особливих, специфічних напівпровідників.

Термістор що це таке

Безпосередньо основний резистивний елемент отримують за допомогою порошкової металургії, обробляючи халькогеніди, нітрати і оксиди певних металів, надаючи їм різні форми, наприклад форму дисків або стрижнів різних розмірів, великих шайб, середніх трубок, тонких пластинок, маленьких бусинок, розмірами від одиниць мікрон до десятків міліметрів .

Термістор що це таке

За характером кореляції опору елемента і його температури, поділяють терморезистори на дві великі групи — на позистора і термістори. Позистора володіють позитивним ТКС (з цієї причини позистора ще називають PTC-термісторами), а термістори — негативним (їх називають тому NTC-термісторами). Так, зі зростанням температури корпусу позистора зростає і його опір, а з ростом температури термістора — його опір відповідно зменшується.

Матеріалами для терморезисторов сьогодні служать: суміші полікристалічних оксидів перехідних металів, таких як кобальт, марганець, мідь і нікель, з’єднань AIIIBV-типу, а також легованих, склоподібних напівпровідників, таких як кремній і германій, і деяких інших речовин. Цікаві позистора з твердих розчинів на базі титанату барію.

Терморезистори в цілому можна класифікувати на:

Низькотемпературного класу (робоча температура нижче 170 К);

Среднетемпературного класу (робоча температура від 170 К до 510 К);

Високотемпературного класу (робоча температура від 570 К і вище);

Окремий клас високотемпературних (робоча температура від 900 К до 1300 К).

Всі ці елементи, як термістори, так і позистора, можуть працювати при різноманітних кліматичних зовнішніх умовах і при істотних фізичних зовнішніх і струмових навантаженнях. Однак в жорстких термоціклічних режимах, з часом змінюються їх вихідні термоелектричні характеристики, як то номінальний опір при кімнатній температурі і температурний коефіцієнт опору.

Зустрічаються і комбіновані компоненти, наприклад терморезистори з непрямим нагріванням. У корпусах таких приладів розміщені сам і терморезистор і гальванічно ізольований нагрівальний елемент, що задає вихідну температуру терморезистора, і, відповідним чином, його початкова електричний опір.

Дані прилади застосовуються в якості змінних резисторів, керованих напругою, прикладеним до нагрівального елементу терморезистора.

Термістор що це таке

Залежно від того, як обрана робоча точка на ВАХ конкретного компонента, визначається і режим роботи терморезистора в схемі. А сама ВАХ пов’язана з конструктивними особливостями і з доданою до корпусу компонента температурою.

Для контролю за варіаціями температур і з метою компенсації динамічно мінливих параметрів, таких як протікає струм і прикладена напруга в електричних ланцюгах, що змінюються слідом за змінами температурних умов, застосовують терморезистори з виставленням робочої точки на лінійній ділянці ВАХ.

Термістор що це таке

Але робоча точка виставляється традиційно на спадающем ділянці ВАХ (NTC-термістори), якщо термистор застосовується, наприклад, в якості пускового пристрою, реле часу, в системі відстеження і вимірювання інтенсивності СВЧ-випромінювання, в системах пожежної сигналізації, термічного контролю. в установках управління витратою сипучих речовин і рідин.

Найбільш популярні сьогодні середньотемпературні термістори і позистора з ТКС від -2,4 до -8,4% на 1 К. Вони працюють в широкому діапазоні опорів від одиниць Ом до одиниць мега.

Зустрічаються позистора з відносно малим ТКС від 0,5% до 0,7% на 1 К, виготовлені на базі кремнію. Їх опір змінюється практично лінійно. Подібні позистора широко застосовуються в системах температурної стабілізації і в системах активного охолодження силових напівпровідникових ключів в різноманітних сучасних електронних приладах, особливо — в потужних. Ці компоненти легко вписуються в схеми і не займають багато місця на платах.

Типовий позистор має форму керамічного диска, іноді в одному корпусі встановлюються послідовно кілька елементів, але частіше — в одиночному виконанні в захисному покритті з емалі. Позистора часто застосовують в якості запобіжників для захисту електричних схем від перевантажень по напрузі і струму, а також в якості термодатчиків і автостабілізірующіх елементів, в силу їх невибагливості і фізичної стійкості.

Термістор що це таке

Термістори широко застосовуються в численних областях електроніки, особливо там, де важливий точний контроль за температурним процесом. Це актуально для апаратури передачі даних, комп’ютерної техніки, високопродуктивних ЦПУ і промислового обладнання високої точності.

Один з найпростіших і дуже популярних прикладів застосування термистора — ефективне обмеження пускового струму. У момент подачі напруги до блоку живлення від мережі, відбувається надзвичайно різкий заряд конденсатора значної ємності, і в первинному ланцюзі протікає великий зарядний струм, здатний спалити діодний міст.

Цей струм тут і обмежується термістором, тобто даний компонент схеми змінює свій опір залежно від проходить по ньому струму, оскільки відповідно до закону Ома відбувається його нагрівання. Термістор після цього відновлює своє початкове опір, через кілька хвилин, як тільки остигне до кімнатної температури.

Статті та схеми

Корисне для електрика

Термістор це:

Термістор що це таке

Термістор що це таке

Залежність опору термістора від температури. 1: для R<0. 2: для R>0

термістор  — напівпровідниковий резистор. електричний опір якого істотно залежить від температури.
Для термистора характерні великий температурний коефіцієнт опору (ТКС) (в десятки разів перевищує цей коефіцієнт у металів), простота пристрою, здатність працювати в різних кліматичних умовах при значних механічних навантаженнях, стабільність характеристик у часі.

Терморезистор виготовляють у вигляді стрижнів, трубок, дисків, шайб, бусинок і тонких пластинок переважно методами порошкової металургії. Їх розміри можуть варіюватися в межах від 1-10 мкм до 1-2 см.

Основними параметрами терморезистора є: номінальний опір. температурний коефіцієнт опору, інтервал робочих температур, максимально допустима потужність розсіювання.

Термістор був винайдений Самюелем Рубеном (Samuel Ruben) в 1930 році і має патент США номер # 2,021,491.

Розрізняють терморезистори з негативним (термістори) і позитивним (позистора) ТКС.
Терморезистори з негативним ТКС виготовляють з суміші полікристалічних оксидів перехідних металів (наприклад, MnO. СOO. NiO, CuO), легованих Ge і Si. напівпровідників типу A III B V. склоподібних напівпровідників та інших матеріалів.

Розрізняють терморезистори низькотемпературні (розраховані на роботу при температуpax нижче 170 К), середньотемпературні (170-510 К) і високотемпературні (вище 570 К). Крім того, існують терморезистори, призначені для роботи при 4,2 К і нижче і при 900-1300 К. Найбільш широко використовуються середньотемпературні терморезистори з ТКС від — 2,4 до -8,4% / К і номінальним опором 1-10 6 Ом.

Режим роботи терморезисторов залежить від того, на якій ділянці статичної вольт-амперної характеристики (ВАХ) обрана робоча точка. У свою чергу ВАХ залежить як від конструкції, розмірів і основних параметрів терморезистора, так і від температури, теплопровідності навколишнього середовища, теплової зв’язку між терморезистором і середовищем. Терморезистори з робочою точкою на початковому (лінійному) ділянці ВАХ використовуються для вимірювання та контролю температури і компенсації температурних змін параметрів електричної ланцюгів і електронних приладів. Терморезистори з робочою точкою на низхідній ділянці ВАХ (з негативним опором) застосовуються в якості пускових реле, реле часу, вимірників потужності електро-магнітного випромінювання на СВЧ. стабілізаторів температури і напруги. Режим роботи терморезистора, при якому робоча точка знаходиться також на спадаючому ділянці ВАХ (при цьому використовується залежність опору терморезистора від температури і теплопровідності навколишнього середовища), характерний для терморезисторов, що застосовуються в системах теплового контролю і пожежної сигналізації, регулювання рівня рідких і сипучих середовищ; дію таких терморезисторов грунтується на виникненні релейного ефекту в ланцюзі з терморезистором при зміні температури навколишнього середовища або умов теплообміну терморезистора з середовищем.
Виготовляються також терморезистори спеціальної конструкції — з непрямим підігрівом. У таких терморезисторами є подогревним обмотка, ізольована від напівпровідникового резистивного елемента (якщо при цьому потужність, що виділяється в резистивном елементі, мала, то тепловий режим терморезистора визначається температурою підігрівача, тобто струмом у ньому). Таким чином, з’являється можливість змінювати стан терморезистора, не змінюючи струм через нього. Такий терморезистор використовується в якості змінного резистора, керованого електрично на відстані.

З терморезисторов з позитивним температурним коефіцієнтом найбільший інтерес представляють терморезистори, виготовлені з твердих розчинів на основі BaTiO3 . Такі терморезистори зазвичай називають позисторами. Відомі терморезистори з невеликим позитивним температурним коефіцієнтом (0,5-0,7% / К), виконані на основі кремнію з електронною провідністю; їх опір змінюється з температурою приблизно за лінійним законом. Такі терморезистори використовуються, наприклад, для температурної стабілізації електронних пристроїв на транзисторах.

Варто зазначити, що графік зображений на малюнку «Вольт-амперна характеристика (ВАХ) для позистора.» Не є коректним, так як неправильно розташовані осі — потрібно поміняти їх місцями. Для отримання ВАХ термістора графік необхідно повернути вліво на 90 градусів і інвертувати по вертикалі.

література

  • Шефтель І Т.. Терморезистор
  • Меклін Е. Д.. Терморезистор
  • Шашков А. Г.. Терморезистори і їх застосування
  • Пасинків В. В. Чиркин Л. К. Напівпровідникові прилади: Підручник для вузів — 4-е перераб. і доп. изд. — М. Вища школа, 1987. — С. 401-407. — 47 с. — 50 000 прим.

Дивитися що таке «Термістор» в інших словниках:

термистор — терморезистор Словник російських синонімів. термистор ім. кол під синонімів: 1 • терморезистор (2) Словник синонімів ASIS. В.Н. Три … Словник синонімів

термістори — те саме, що терморезистор … Великий Енциклопедичний словник

термістори — (терморезистор), НАПІВПРОВІДНИКОВИЙ резистор, що володіє властивістю істотно змінювати свій електричний опір при зміні ТЕМПЕРАТУРИ. При 20 оС опір може бути близько тисячі му, тоді як при 100 оС всього близько 10 ом. … … Науково-технічний енциклопедичний словник

термистор — термістор; отрасл. Термочутливість опір теплоелектричні напівпровідниковий прилад, який використовує залежність електричного опору напівпровідника від температури, призначений для реєстрації зміни температури … … Політехнічний термінологічний тлумачний словник

термистор — Термочутливість опір терморезистор — [Л.Г.Суменко. Англо російський словник з інформаційних технологій. М. ДП ЦНДІЗ, 2003.] Тематики інформаційні технології в цілому Синоніми Термочутливість сопротівленіетерморезістор EN … … Довідник технічного перекладача

термістори — те саме, що (див.) … Велика політехнічна енциклопедія

термистор — те саме, що терморезистор. * * * Термісторі термісторі, то ж, що терморезистор (див. Терморезисторами) … Енциклопедичний словник

термистор — (гр. Therme жар, тепло + англ. (Res) istor опір) термоопір напівпровідниковий прилад, електричний опір якого залежить від температури; застосува. в радіоелектроніці, автоматиці, телемеханіки. Новий словник іншомовних … … Словник іншомовних слів російської мови

термистор — Thermistor Термістор (терморезистор) Напівпровідниковий резистор, електричний опір якого істотно зменшується або зростає з ростом температури. Для термистора характерні великий температурний коефіцієнт опору (в … … Тлумачний англо-російський словник з нанотехнології. — М.

термистор — termistorius statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. thermal resistor; thermistor vok. Halbleiterwiderstand, m; Heißleiter, m; temperaturabhängiger Widerstand, m; Thermistor, m rus. термістор, m; терморезистор, m pranc. thermistance, f; … … Automatikos terminų žodynas

  • Конструктор Матрьошка Z, Амперка. Конструктор Матрьошка Z, Амперка. Характеристики: • Комплектація: платформа Arduino Uno; монтажна майданчик для Arduino; макетна плата Breadboard Half; резистори на 220 Ом 30 шт; резистори … Детальніше Купити за 4890 руб
  • Конструктор Матрьошка Y, Амперка. Конструктор Матрьошка Y, Амперка. Характеристики: • Комплектація: платформа Arduino Uno; монтажна майданчик для Arduino; макетна плата Breadboard Half; резистори на 220 Ом 30 шт; резистори … Детальніше Купити за 3990 руб
  • Науково-пізнавальний набір "Електроніка для дітей". ST-EL3008. У світі існують тисячі приладів, що працюють на електричному струмі — від простого вентилятора до складного суперкомп’ютера. Ці пристрої складаються з множествадеталей, які називаються … Детальніше Купити за 3229 руб

Інші книги по запросу «Термістор» >>

Що таке термистор його застосування в електроніці

Привіт любителі електроніки, сьогодні розглянемо радіокомпонент, який захищає вашу техніку, що таке термистор його застосування в електроніці.

Термістор що це таке

Що таке термистор

Цей термін, походить від двох слів, термічний і резистор, що відноситься до напівпровідників. Його фішка в зміні свого електричного опору, яка безпосередньо залежить від температури.

пристрій термисторов

Все термістори виготовляються з матеріалів, у яких високий температурний коефіцієнт опору, популярний і горезвісний (ткс). Цей коефіцієнт набагато, в кілька разів вище, ніж у інших металів.

Виготовляються термістори з позитивним і негативним температурним коефіцієнтом, PTC і NTC відповідно. Ось відмінна підказка при знаходженні цього приладу на платі, встановлюються вони в ланцюгах харчування електроніки.

Де застосовуються, як працює термистор

Знайшли широке застосування в електротехніці, особливо там, де є надто важливим, особливий контроль над температурним режимом. Дуже важливо їх наявність в дорогому обладнанні, комп’ютерної та промислової техніки.

Термістор що це таке

Застосовуються для ефективного обмеження пускового струму, він і обмежується термістором. Він змінює свій опір залежно від сили проходить через нього струму, через нагрівання приладу.

Величезний плюс компонента, це здатність відновлюватися, через малий час при охолодженні.

Як можна перевірити термистор мультиметром

Що таке термістори і де вони застосовуються, стало трохи зрозуміліше, продовжимо вивчати тему з його перевірки.

Необхідно засвоїти важливе правило стосується будь-якого ремонту електроніки, зовнішній, візуальний огляд. Вишукуємо сліди перегріву, потемніння, просто зміна кольору, що відкололися частинки корпусу, не злетів чи, контактний висновок.

Тестер як зазвичай, включаємо і виробляємо виміри в режимі опору. Підключаємо до висновків термічного резистора, при його справному стані побачимо опір, вказане на корпусі.

Беремо в руки запальничку або паяльник, думаю, він у багатьох на столі живе. Починаємо повільно нагрів, і спостерігаємо на зміну опору на приладі. При справному термісторі, опір повинен знижуватися, а поле деякого часу, відновитися.

Маркування у термісторів різна, все залежить від фірми виробника, цього питання окрему статтю. В даному тексті, ми розглядаємо тему, що таке термистор і його застосування в електроніки.

Термістори та їх застосування

ЗМІСТ: Слово «термістор» зрозуміло саме по собі: термічні резистори — пристрій, опір якого змінюється з температурою. Термістори є в значній мірі нелінійними приладами і найчастіше мають параметри з великим розкидом. Саме тому багато, навіть досвідчені інженери і розробники схем відчувають незручності при роботі з цими приладами.

Слово «термістор» зрозуміло саме по собі: термічні резистори — пристрій, опір якого змінюється з температурою.

Термістори є в значній мірі нелінійними приладами і найчастіше мають параметри з великим розкидом. Саме тому багато, навіть досвідчені інженери і розробники схем відчувають незручності при роботі з цими приладами. Однак, познайомившись ближче з цими пристроями, можна бачити, що термістори насправді є цілком простими пристроями.

Спочатку необхідно сказати, що не всі пристрої, що змінюють опір з температурою, називаються термісторами. наприклад, резистивні термометри. які виготовляються з маленьких котушок кручений дроту або з напилених металевих плівок. Хоча їх параметри залежать від температури, однак, вони працюють не так, як термістори. Зазвичай термін «термістор» застосовується по відношенню до чутливих до температури напівпровідникових пристроїв.

Є два основні класи термісторів: з негативним ТКС (температурним коефіцієнтом опору) і з позитивним ТКС.

Існують два принципово різних типи випускаються термісторів з позитивним ТКС. Одні виготовляються подібно термісторів з негативним ТКС, інші ж робляться з кремнію. Термістори з позитивним ТКС будуть описані коротко, а основна увага буде приділена більш поширеним термісторі з негативним ТКС. Таким чином, якщо відсутні особливі вказівки, то мова буде йти про термисторах з негативним ТКС.

Термістори з негативним ТКС є високочутливими, нелінійними пристроями з вузьким діапазоном, опір яких зменшується при збільшенні температури. На рис.1 зображена крива, що показує зміну опору в залежності від температури і представляє собою типову температурну залежність опору. Чутливість — приблизно 4-5% / о С. Є великий діапазон номіналів опорів, і зміна опору може досягати багатьох му і навіть килоом на градус.

Термістор що це таке

Термістор що це таке

рис.1 Термістори з негативним ТКС дуже чутливі і значною

Ступені нелінійні. Rпро може бути в Омасі, кілоомах або мегоомах:

1-відношення опорів R / Rпро ; 2 температура в ° С

Термістор що це таке По суті термістори являють собою напівпровідникову кераміку. Вони виготовляються на основі порошків окислів металів (зазвичай оксидів нікелю та марганцю), іноді з добавкою невеликої кількості інших оксидів. Порошкоподібні окисли змішуються з водою і різними зв’язувальними речовинами для одержання рідкого тесту, якому надається необхідна форма і яке обпалюється при температурах понад 1000 о С.

Приварюється проводить металеве покриття (звичайно срібне), і приєднуються виводи. Закінчений термістор звичайно покривається епоксидною смолою або склом або полягає в який-небудь інший корпус.

З рис. 2 можна бачити, що є безліч типів термісторів.

Термістори мають вид дисків і шайб діаметром від 2.5 до приблизно 25.5 мм, форму стрижнів різних розмірів.

Деякі термістори спочатку виготовляються у вигляді великих пластин, а потім ріжуться на квадрати. Дуже маленькі бусінковие термістори виготовляються шляхом безпосереднього випалювання краплі тіста на двох виводах з тугоплавкого титанового сплаву з наступним опусканням термістора в скло з метою одержання покриття.

Говорити «типові параметри» — не зовсім правильно, тому що для термісторів існує лише кілька типових параметрів. Для безлічі термисторов різних типів, розмірів, форм, номіналів і допусків існує таке ж велика кількість технічних умов. Більш того, часто термістори, що випускаються різними виробниками, не є взаємозамінними.

Термістор що це таке Можна придбати термістори з опорами (при 25 o С — температури, при якій зазвичай визначається опір термістора) від одного ома до десяти мего і більш. Опір залежить від розміру і форми термістора, однак, для кожного певного типу номінали опору можуть відрізнятися на 5-6 порядків, що досягається шляхом простої зміни оксидної суміші. При заміні суміші також і змінюється і вид температурної залежності опору (R-T крива) і змінюється стабільність при високих температурах. На щастя термістори з високим опором, достатнім для того, щоб використовувати їх при високих температурах, також володіють, як правило, більшою стабільністю.

Недорогі термістори зазвичай мають досить великі допуски параметрів. Наприклад, допустимі значення опорів при 25 о С змінюються в діапазоні від ± 20% до ± 5%. При більш високих або низьких температурах розкид параметрів ще більше збільшується. Для типового термістора, що має чутливість 4% на градус Цельсія, відповідні допуски вимірюваної температури міняються приблизно від ± 5 про до ± 1,25 ° С при 25 ° С Високоточні термістори будуть розглядатися в даній статті нижче.

Раніше було сказано, що термістори є пристроями з вузьким діапазоном. Це необхідно пояснити: більшість термісторів працює в діапазоні від -80 ° С до 150 ° С, і є прилади (як правило, зі скляним покриттям), які працюють при 400 ° С і високих температурах. Однак для практичних цілей велика чутливість термісторів обмежує їх корисний температурний діапазон. Опір типового термістора може змінюватися в 10000 чи 20000 разів при температурах від -80 ° С до +150 о С. Можна уявити собі труднощі при проектуванні схеми, яка забезпечувала б точність вимірів на обох кінцях цього діапазону (якщо не використовується переключення діапазонів). Опір термістора, номінальне при нулі градусів, не перевищить значення декількох ом при

У більшості термісторів для внутрішнього приєднання висновків використовується пайка. Очевидно, що такий термістор не можна використовувати для вимірювання температур, що перевищують температуру плавлення припою. Навіть без пайки, епоксидне покриття термісторів зберігається лише при температурі не більше 200 о С. Для більш високих температур необхідно використовувати термістори зі скляним покриттям, що мають приварені або вплавлені висновки.

Вимоги до стабільності також обмежують застосування термісторів при високих температурах. Структура термісторів починає змінюватися під дією високих температур, і швидкість і характер зміни в значній мірі визначаються оксидної сумішшю і способом виготовлення термистора. Деякий дрейф термісторів з епоксидним покриттям починається при температурах понад 100 ° С або близько того. Якщо такий термістор безперервно працює при 150 ° С, то дрейф може вимірюватися кількома градусами за рік. Низькоомні термістори (наприклад, не більше 1000 Ом при 25 о С) часто ще гірше — їх дрейф може бути помічений при роботі приблизно при 70 о С. А при 100 ° С вони стають ненадійними.

Недорогі пристрої з великими допусками виготовляються з меншою увагою до деталей і можуть дати навіть гірші результати. З іншого боку, деякі правильно розроблені термістори зі скляним покриттям мають прекрасну стабільність навіть при більш високих температурах. Бусінковие термістори зі скляним покриттям володіють дуже хорошою стабільністю, так само. як і недавно з’явилися дискові термістори зі скляним покриттям. Слід пам’ятати, що дрейф залежить як від температури, так і від часу. Так, наприклад, зазвичай можна використовувати термістор з епоксидним покриттям при короткочасному нагріванні до 150 ° С без значного дрейфу.

При використанні термісторів необхідно враховувати номінальне значення постійній потужності, що розсіюється. Наприклад, невеликий термістор з епоксидним покриттям має постійну розсіювання, рівну одному мілівата на градус Цельсія в нерухомому повітрі. Іншими словами один милливатт потужності в термісторі збільшує його внутрішню температуру на один градус Цельсія, а два мілівата — на два градуси і так далі. Якщо подати напругу в один вольт на термістор в один кіло, що має постійну розсіювання один милливатт на градус Цельсія, то вийде помилка вимірювання в один градус Цельсія. Термістори розсіюють велику потужність, якщо вони опускаються в рідину. Той же вищезгаданий невеликий термістор з епоксидним покриттям розсіює 8 мВт / о С. перебуваючи в добре перемішують маслі. Термістори з великими розмірами мають постійне розсіювання краще, ніж невеликі пристрої. Наприклад термистор у вигляді диска або шайби може розсіювати на повітрі потужність 20 або 30 мВт / о С слід пам’ятати, що аналогічно тому, як опір термістора змінюється в залежності від температури, змінюється і його розсіює потужність.

Рівняння для термісторів

Точного рівняння для опису поведінки термистора не існує, — є тільки наближені. Розглянемо два широко використовуваних наближених рівняння.

Перше наближене рівняння, експоненціальне, цілком задовільно для обмежених температурних діапазонів, особливо — при використанні термісторів з малою точністю.

Друге рівняння, зване рівнянням Стейнхарта-Харта, забезпечує прекрасну точність для діапазонів до 100 о С.

Опір термістора з негативним ТКС зменшується приблизно по експоненті зі збільшенням температури. В обмежених температурних діапазонах його R-T-залежність досить добре описується наступним рівнянням:

Де Т1 і Т2 — абсолютні температури в градусах Кельвіна (° С +273);

RT1 і RT2 — опору термістора при Т1 і Т2; b — константа, яка визначається шляхом вимірювання опору термістора при двох відомих температурах.

Де Т абсолютна температура (в градусах Кельвіна), R — опір термістора; а, b і з експериментальної отримані константи.

Перетворення рівняння з метою висловлення опору у вигляді функції температури призводить до досить громіздкою на вигляд висловом. Однак, з ним легко звертатися при використанні ЕОМ або програмованого калькулятора:

Термістор що це таке

Термістор що це таке

Необхідно відзначити, що дані значення для альфа і бета не належать до параметрів альфа і бета, використовуваним в експоненнціальном рівнянні з одним параметром.

Хоча рівняння Стейнхарта-Харта — більш складне, воно, як правило, узгоджується з реальними значеннями в межах декількох тисячних градуса в діапазонах до 1000 о С. Звичайно, воно може бути настільки хорошим, якщо тільки експериментальні значення параметрів термистора також точні. Температури з точністю до тисячних градуса можна отримати тільки в першокласних лабораторіях. Швидше користувач погодиться користуватися паспортними таблицями, ніж захоче провести власні виміри.

Для визначення a, b і з необхідно знати точне опір термістора при трьох температурах і підставити кожен набір даних (R і Т) в рівняння Стейнхарта-Харта для визначення трьох невідомих. Потім необхідно використовувати математичні засоби для одночасного вирішення трьох рівнянь і отримання значень трьох констант. При використанні паспортних таблиць потрібно вибирати значення R в залежності від Т на краях і в середині температурного діапазону, який буде використовуватися. Виробники зазвичай не вказують паспортні значення для цих констант, так як ці значення змінюються в залежності від використовуваного температурного діапазону.

Параметри звичайних термісторів вказуються тільки з відхиленнями від + -5% до + -20% при 25 о С, а при інших температурах допуски збільшуються. Однак при відповідному контролі над технологією і вимірах можна отримати значно вищу точність. Є три типи точних термісторів: прецизійні взаємозамінні дискові термістори, прецизійні бусінковие термістори і погоджені бусінковие пари. Точні термістори забезпечують електронну калібрування вимірювальних інструментів, не вимагаючи точних нагрівальних приладів. Взаємозамінні термістори також дозволяють замінити термістор без повторного калібрування електронних схем.

Прецизійні взаємозамінні дискові термістори виготовляються при ретельному контролі та зміні R-T — параметрів і стабільності оксидной суміші. Суміші, які не задовольняють строгим вимогам, не використовуються. Термістори змішуються, формуються і обпікаються за допомогою звичайних технологій. Потім кожен термістор опускається в рідинну ванну при ретельно контрольованій температурі для доведення опору до номінального значення. Перед відправкою параметри кожного термистора вимірюються при двох або трьох температурах, і, якщо вони не відповідають паспортним, термістор бракується.

Можна придбати готові, стандартизовані термістори з допусками ± 0,2 о С або ± 0,1 о С в діапазоні 0 -70 о С і меншою точністю при -80 ° С і +150 о С. Є спеціальні високостабільні дискові термістори зі скляним покриттям , мають допуски не більше 0,05 о С. Дані високоточні, взаємозамінні термістори випускаються тільки у вигляді дисків або квадратів невеликого розміру, покритих епоксидною смолою або (для більш високої стабільності) склом. Кілька виробників пропонують деякі або всі з перерахованих нижче номіналів (при 25 о С): 100, 300, і 500 Ом; 1.0, 2.252, 3.0, 5.0, 10.0, 30.0, 50.0, 100.0 і 300.0 килоом і 1 мегаом. Термістори з номіналами 2,252; 3,0; і 5,0 кіло взаємозамінні для різних виробників; інші термістори, як правило, — немає. Є велика кількість температурних датчиків, в яких використовується термістор з номіналом 2.252 Ком.

Бусінковие термістори можуть бути дуже точними і стабільними, проте їх малий розмір і способи виготовлення унеможливлюють доведення до точного значення. Якщо користувачеві необхідно виконувати точні вимірювання за допомогою бусінкових термісторів (які мають найбільш малі розміри і найкращі можливості роботи при високих температурах), він може попросити виробника провести зміни і надрукувати значення R-T — кривий для кожного термистора. Або ж можна вказати термістори, обрані з ряду номіналів і мають певний допуск при деякій температурі.

Іншим способом, за допомогою якого виробники забезпечують точність і взаємозамінність, є постійне вимірювання параметрів кожного термистора і подальше з’єднання обраних узгоджених пар паралельно або послідовно з метою забезпечення кривої певної форми.

Термістори — це резистори, і вони підкоряються закону Ома (E = IxR) — якщо не змінюється їх температура. Слід пам’ятати, що досить лише кількох милливатт потужності для того. Щоб збільшити температуру термістора на один градус і більш, і що опір зменшується приблизно на 4% на градус Цельсія. Якщо до термістора підключити джерело струму і повільно збільшувати струм, то буде видно, що напруга збільшується все більше і більше повільно, так як опір термістора зменшується. Очевидно, що напруга зовсім перестане збільшуватися і потім практично почне зменшуватися при подальшому збільшенні струму. На графіку на рис. 4 представлені типові вольт-амперні криві. При малому струмі і малої потужності крива відповідає лінії постійного опору, бо свідчить про те, що термістор нагрівається слабо. При збільшенні потужності видно, що опір термістора починає падати. В області великої потужності термістор в деякому сенсі, працює, як негативне опір, тобто напруга на ньому зменшується при збільшенні струму.

Термістор що це таке

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *