принцип действия, схемы и т.д.

Термистор — это чувствительный к изменениям температуры элемент, изготовленный из полупроводникового материала. Он ведет себя как резистор, чувствительный к изменениям температуры. Термин «термистор» — это сокращение от термочувствительного резистора. Полупроводниковый материал — это материал, который проводит электрический ток лучше, чем диэлектрик, но не так хорошо, как проводник.

Термистор

Рекомендуем обратить внимание и на другие приборы для измерения температуры.

Принцип работы термистора

Подобно термометрам сопротивления термисторы используют изменения величины сопротивления в качестве основы измерений. Однако сопротивление термистора обратно пропорционально изменениям температуры, а не прямо пропорционально. По мере увеличения температуры вокруг термистора, его сопротивление понижается, а по мере понижения температуры его сопротивление увеличивается.

Хотя термисторы выдают такие же точные показания, как и термометры сопротивления, однако, термисторы чаще конструируются для измерений в более узком диапазоне.

Например, диапазон измерений термометра сопротивления может быть в пределах от -32°F до 600°F, а термистор будет измерять от -10°F до 200°F. Диапазон измерений для конкретного термистора зависит от размера и типа полупроводникового материала, который в нем используется.

Как термометры, термисторы реагируют на изменения температуры пропорциональным изменением сопротивления, они оба часто используются в мостовых схемах.

Мостовая схема с термистором

В данной цепи изменение температуры и обратно пропорциональная зависимость между температурой и сопротивлением термистора будет определять направление протекания тока. Иначе цепь будет функционировать таким же образом как в случае с термометром сопротивления. По мере изменения температуры термистора, изменяется его сопротивление и мост становится неуравновешенным. Теперь через прибор будет протекать ток, который можно будет измерить. Измеряемый ток можно преобразовать в единицы измерения температуры с помощью переводной таблицы, или откалибровав соответствующим образом шкалу.

назначение, сопротивление и характеристики, маркировка, принцип работы, как проверить и подключить

Люди, далекие от радиоэлектроники, смутно представляют назначение и принцип действия терморезистора. Какие функции выполняет этот элемент? Для его он предусмотрен? Как маркируется? О каких тонкостях проверки и подключения необходимо знать? Какие бывают виды, и в чем их особенности? Эти и другие вопросы рассмотрим ниже.

Что такое терморезистор, общие положения

Терморезистор — полупроводниковый элемент с меняющимися характеристиками (по сопротивлению) в зависимости от температуры. Изделие изобрели в 1930 году, а его создателем считается известный ученый Самуэль Рубен.

С момента появления терморезистор получил широкое распространение в радиоэлектронике и успешно применяется во многих смежных сферах.

Деталь изготавливается с применением материалов, имеющих высокий температурный коэффициент (ТК). В основе лежат специальные полупроводники, по характеристикам превосходящие наиболее чистые металлы и их сплавы.

При получении главного резистивного элемента применяются оксиды некоторых металлов, галогениды и халькогениды. Для изготовления используется медь, никель, марганец, кобальт, германий, кремний и другие вещества.

В процессе производства полупроводнику придется разная форма. В продаже можно найти терморезисторы в виде тонких трубок, крупных шайб, тонких пластинок или небольших круглых элементов.  Некоторые детали имеют габариты, исчисляемые несколькими микронами.

Основные виды терморезисторов — термисторы и позисторы (с отрицательным и положительным ТКС (температурный коэффициент сопротивления) соответственно. В термисторах с ростом температуры сопротивление падает, а позисторах, наоборот, увеличивается.

Где используется (сфера применения)

Терморезисторы активно применяются в разных сферах, тесно связанных с электроникой. Они особенно важных при реализации процессов, зависящих от правильности настройки температурного режима.

Такой подход актуален для компьютерных технологий, устройств передачи информации, высокоточного промышленного оборудования и т. д.

Распространенный способ применения терморезисторов — ограничение токов, возникающих в процессе пуска аппаратов.

При подаче напряжения к БП конденсатор быстро набирает емкость, что приводит к протеканию повышенного тока. Если не ограничить этот параметр, высок риск повреждения (пробоя) диодного моста.

Для защиты дорогостоящего узла применяется термистор — элемент, ограничивающий ток в случае резкого нагрева. После нормализации режима температура снижается до безопасного уровня, и сопротивление термистора возвращается до первоначального уровня.

Устройство и виды

Терморезистор — полупроводниковый элемент, который в зависимости от вида меняет сопротивление при росте/снижении температуры. Сегодня выделяется два вида изделий:

1. Термисторы — детали с негативным температурным коэффициентом (NTC). Их особенность состоит в падении сопротивления при росте температуры.
2. Позисторы — элементы, имеющие «плюсовой» температурный коэффициент (PTC). В отличие от прошлого вида, при повышении T сопротивление, наоборот, растет.

В зависимости от типа полупроводника при его производстве применяются разные элементы. Как отмечалось, при создании резистивных элементов используются оксиды, халькогениды и галогениды различных металлов, а конструктивное исполнение может меняться в зависимости от сферы назначения.

Типы по принципу действия

Терморезисторы различаются по принципу действия. Выделяется два типа:

1. КОНТАКТНЫЕ. К этой категории относятся термопары, термодатчики, заполненные термометры и термометры биметаллического типа.
2. БЕСКОНТАКТНЫЕ. В эту группу входят терморезисторы, построенные на инфракрасном принципе действия. Они активно применяются в оборонной сфере, благодаря способности выявлять тепловое излучение ИК и оптических лучей (выделяются газами и жидкостями).

Классификация по температурному срабатыванию

Терморезисторы отличаются по температуре, на которую они реагируют при срабатывании. С этой позиции выделяются следующие типы деталей:

1. НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ. Такие элементы срабатывают при температуре ниже 170 Кельвинов (минус 102⁰С). 1 Кельвин = минус 272,15⁰С.
2. СРЕДНЕТЕМПЕРАТУРНЫЕ. Здесь диапазоне работы выше и находится между 170 и 510 Кельвинами.
3. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ. Терморезисторы такого класса работают при температурах от 570 Кельвинов.
4. ОТДЕЛЬНЫЙ КЛАСС. Выделятся также индивидуальная группа высокотемпературных термических резисторов, работающих в диапазоне от 900 до 1300 К.

Вне зависимости от вида (позисторы, термисторы) терморезисторы могут работать в разных температурных режимах и внешних условиях. При эксплуатации в условиях частых изменений температур первоначальные параметры детали могут меняться.

Речь идет о двух параметрах — сопротивлении детали в условиях комнатной температуры и коэффициенте сопротивления.

По виду нагрева

По способу нагревания терморезисторы делятся на два типа:

1. ПРЯМОГО НАГРЕВА. Подразумевается изменение температуры детали под действием окружающего воздуха или тока, протекающего через деталь. Устройства с прямым нагревом чаще всего применяются для решения двух задач — изменения температуры или восстановления нормального режима. Такие терморезисторы применяются в градусниках, ЗУ, термостатах и других устройствах.
2. КОСВЕННОГО НАГРЕВА. В отличие от прошлого типа здесь нагрев происходит из-за элементов, находящихся в непосредственной близости от резистора. Узлы никак не взаимосвязаны. При таком подходе сопротивление полупроводника обуславливается изменением тока, который проходит через близлежащий элементы. Терморезисторы, работающие на косвенном принципе, нашли применение в мультиметрах (комбинированных приборах).

Главные параметры терморезисторов

При выборе детали важно ориентироваться на ее показатели и характеристики, меняющиеся в зависимости от типа, производителя, исходного материала и других показателей.

При выборе изделия нужно выяснить главные параметры и определить, подходят они для решения поставленной задачи или нет.

Параметры терморезисторов:

1. ГАБАРИТЫ. При покупке нужно быть уверенным, что деталь подходит по размеру и поместится на плате (в схеме).
2. СОПРОТИВЛЕНИЯ RT и RT. Параметры измеряются в Омах и указываются применительно к текущей температуре в градусах Цельсия или Кельвинах. Если деталь рассчитана на работу при температурах от -100 до +200 градусов Цельсия, температурный режим для окружающей среды принимается на уровне 20-25 градусов Цельсия.
3. ПОСТОЯННАЯ ВРЕМЕНИ Τ (СЕК). Параметр отражает тепловую инерционность. При расчете учитывается время, которое необходимо для изменения температуры термического резистора на 63% от разницы t детали и окружающего воздуха. В большинстве случаев этот параметр принимается равным 100 градусов Цельсия.
4. ТКС (в % на один градус Цельсия). Как правило, этот показатель прописывается для той же температуры t, что и холодное сопротивление. В такой ситуации при обозначении используются другие цифры — at.
5. Мощность рассеивания Pmax (предельно допустимый параметр), Вт. По этому показателю можно судить о пределе, до достижения которого в полупроводнике не происходит необратимых изменений (параметры остаются прежними). При этом превышение температуры tmax при достижении Pmax исключено.
6. Температура tmax — максимально допустимый параметр, при котором характеристики терморезистора длительное время остаются без изменений (на установленном производителем уровне).
7. Коэффициент энергетической чувствительности (измеряется в Вт/проценты*R). Обозначение — G. Показатель отражает мощность, которую необходимо рассеять на детали для снижения параметра R на один процент.
8. Коэффициент рассевания (измеряется в Вт на один градус Цельсия). Условное обозначение — H. Параметр отражает мощность, которая рассеивается на термическом резисторе при разнице в температурных режимах детали и окружающего воздуха на один градус.

Рассмотренные выше коэффициенты (G и H) зависят от характеристик применяемого полупроводника и особенностей обмена тепла между изделием и окружающей его средой. Параметры связаны друг с другом через специальную формулу — G=H/100а.

9. Теплоемкость (измеряется в Джоулях на один градус Цельсия). Условное обозначение — C. Показатель отражает объем тепла (энергии), необходимой для нагрева терморезистора на один градус.

Некоторые рассмотренные параметры связаны друг с другом. В частности, постоянная времени τ равна отношению между теплоемкостью и коэффициентом рассеивания.

При покупке позитрона, кроме указанных выше параметров, нужно учесть интервал позитивного температурного сопротивления и кратность изменения R в секторе положительного ТКС.

Читайте также:

Базовые характеристики терморезисторов

При оценке терморезисторов нужно учесть и проанализировать их характеристики:

1. Вольтамперная характеристика — кривая на графике, показывающая зависимость напряжения на образце от проходящего через терморезистор тока. График рисуется с учетом теплового равновесия с окружающей природой. Для позисторов и термисторов графики различаются.
2. Температурная характеристика. При построении графика снимается зависимость сопротивления от температуры в определенном режиме. По оси R выставляется параметр по принципу десятикратного увеличения (10Х), а по оси времени пропускается участок в диапазоне от нуля до 223 Кельвинов.
3. Подогревная характеристика. С помощью графика можно увидеть параметры термических резисторов, работающих на косвенном принципе. Иными словами, кривая отражает зависимость сопротивления детали от подаваемой к нему мощности. При указании графика масштаб по сопротивлению берется с учетом 10Х.

Общий принцип действия

Терморезисторы делаются максимально чувствительными к изменению температурного режима, ведь на этом принципе они и работают. При отсутствии нагрева атомы, входящие в состав детали, находятся в правильном порядке и формируют длинные ряды.

В случае нагрева количество активных «переносчиков» заряда растет. Чем больше таких единиц, тем выше проводимость материала.

При изучении кривой зависимости сопротивления от температуры можно увидеть характеристику нелинейного типа. При этом лучшие характеристики терморезистор показывает в диапазоне от -90 до +130 градусов.

Важно учесть, что принцип действия таких деталей строится на корреляции между температурным режимом и металлами в составе детали.

Сам терморезистор изготавливается с применением полупроводниковых составов (оксидов, марганца, меди, никеля, силикатов, железа и других). Такие компоненты способны реагировать на малейшее изменение в температуре.

Создаваемое электрическое поле подталкивает электрон, который перемещается до момента удара об атом. По этой причине движение электрона затормаживается.

При росте температуры атомы двигаются активнее. При таких обстоятельствах исходный актом быстрее столкнется с другим элементом. В результате возникает дополнительное сопротивление.

После снижения рабочей температуры электроны «падают» в нижние валентные уровни и переходят в невозбужденное состояние. Иными словами, они меньше перемещаются и не создают такого сопротивления.

В случае повышения температуры растет и показатель R. Но здесь нужно учесть тип терморезистора, от которого зависит принцип повышения и роста сопротивления при изменении температурного режима.

NTC

Терморезисторы NTC — изделия, имеющие отрицательный температурный коэффициент. Их особенность — повышенная чувствительность, высокий температурный коэффициент (на один или два порядка выше, чем у металла), небольшие габариты и широкий температурный диапазон.

Полупроводники NTC удобны в применении, стабильны в работе и способны выдерживать большую перегрузку.

Особенность NTC в том, что их сопротивление увеличивается при снижении температуры. И наоборот, если t снижается, параметр R растет. При изготовлении таких деталей применяются полупроводники.

Принцип действия прост. При повышении температуры число носителей заряда резко растет, и электроны направляются в зону проводимости. При изготовлении детали, кроме полупроводников, могут применяться и переходные металлы.

При анализе NTC нужно учесть бета-коэффициент. Он важен в случае, если изделие применяется при измерении температуры, для усреднения графика и вычислений с помощью микроконтроллеров.

Как правило, термисторы NTC применяются в температурном диапазоне от 25 до 200 градусов. Следовательно, их можно использовать для измерений в указанном пределе.

Отдельного нужно рассмотреть сфера их использования. Такие детали имеют небольшую цену и полезны для ограничения пусковых токов при старте электрических двигателей, для защиты Li аккумуляторов, снижения зарядных токов блока питания.

Терморезистор NTC также используется в автомобиле — датчик, применяемый для определения точки отключения и включения климат-контроля в машине.

Еще один способ применения — контроль температуры двигателя. В случае превышения безопасного предела, подается команда на реле, а дальше двигатель глушится.

Читайте также:

Не менее важный элемент — датчик пожара, определяющий рост температуры и запускающий сигнализацию.

Терморезисторы NTC обозначаются буквами или имеют цветную маркировку в виде полос, колец или других обозначений. Варианты маркировки зависят от производителя, типа изделия и других параметров.

Пример обозначения 5D-20, где первая цифра показывает сопротивление терморезистора при 25 градусах Цельсия, а расположенная рядом с ней цифра (20) — диаметр.

Чем выше этот параметр, тем большую мощность рассеивания имеет изделие. Чтобы не ошибиться в маркировке, рекомендуется использовать официальную документацию.

PTC

В отличие от рассмотренных выше терморезисторов, PTC — термисторы, имеющие положительный коэффициент сопротивления. Это означает, что в случае нагрева детали увеличивается и ее сопротивление. Такие изделия активно применялись в старых телевизорах, оборудованных цветными телескопами.

Сегодня выделяется два типа PTC-терморезисторов (от числа выводов) — с двумя и тремя отпайками. Отличие трехвыводных изделий заключается в том, что в их состав входит два позитрона, имеющих вид «таблеток», устанавливаемых в одном корпусе.

Внешне может показаться, что эти элементы идентичны, но на практике это не так. Одна из «таблеток» имеет меньший размер. Отличается и сопротивление — от 1,3 до 3,6 кОм в первом случае, и от 18 до 24 Ом для второй такой таблетки.

Двухвыводные терморезисторы производятся с применением полупроводникового материала (чаще всего Si — кремний). Внешне изделие имеет вид небольшой пластинки с двумя выводами на разных концах.

Терморезисторы PTC применяются в разных сферах. Чаще всего их используют для защиты силового оборудования от перегруза или перегрева, а также поддержания температуры в безопасном режиме.

Главные направления применения:

1. Защита электрических двигателей. Задача изделия состоит в защите обмотки от перегорания при клине ротора или в случае поломки системы охлаждения. Позистор играет роль датчика, подключаемого к управляющему прибору с исполняющим реле, контакторами и пускателями. При появлении форс-мажорной ситуации сопротивление растет, а сигнал направляется к управляющему элементу, дающему команду на отключение мотора.
2. Защита трансформаторных обмоток от перегрева или перегруза. В такой схеме позистор устанавливается в цепи первичной обмотки.
3. Нагревательный узел в пистолетах для приклеивания.
4. В машинах для нагрева тракта впуска.
5. Размагничивание ЭЛТ-кинескопов и т. д.

Как проверить с помощью мультиметра

Важный вопрос при эксплуатации термисторов — знание принципов их проверки. При оценке исправности нужно понимать, что термисторы бывают двух видов — с положительными и отрицательным температурным коэффициентом (об этом упоминалось выше). Следовательно, сопротивление детали снижается или уменьшается с ростом температуры.

С учетом этого факта для проверки термистора потребуется всего два элемента — паяльник для нагрева и мультиметр.

Алгоритм действий:

1. Перевод прибора в режим замера сопротивления.
2. Подключение щупов к клеммам терморезистора (расположение не имеет значения).
3. Фиксация сопротивления на бумаге и поднесение нагретого паяльника к детали.
4. Контроль сопротивления (оно растет или падает в зависимости от вида терморезистора).
5. Если сопротивление снижается или увеличивается, полупроводник работает правильно.

Для примера можно использовать термистор NTC типа MF 72. В нормальном режиме он показывает сопротивление 6,9 Ом при обычной температуре.

После поднесения паяльника к изделию ситуация изменилась — сопротивление пошло в сторону снижения и остановилось на уровне двух Ом. По этой проверке можно сделать вывод, что терморезистор исправен.

Если сопротивление меняется резко или вообще не двигается, можно говорить о выходе детали из строя.

Стоит учесть, что такая проверка очень грубая. Для точного контроля нужно проверить температуру и сопротивление термистора, а после сравнить данные с официальными параметрами.

Как подключить

Принцип подключения термисторов прост (на примере Arduino). Для этого потребуется монтажная плата, деталь и резистор на 10 кОм. Так как изделие имеет высокое сопротивление, этот параметр для проводников не влияет на конечный результат.

Один контакт сопротивления подключается к контакту 5В, а второй — к контакту термистора.

Вторую отпайку терморезистора необходимо посадить на «землю». Центр двух резисторов подключается к контакту «Аналог 0).

<

Где находится на схеме

Отображение терморезистора на схеме может различаться. Изделие легко найти по обозначениям t и t0. Внешне оно отражается как сопротивление, через которое проходит полоска по диагонали с «подставкой» под t0 снизу. Главные обозначения — R1, Th2 или RK1.

Если возникают сомнения в сфере применения, терморезистор можно нагреть и посмотреть на его поведение. Если сопротивление будет меняться, это нужный элемент.

Терморезисторы используются почти везде — в плате зарядного устройства, в автомобильных усилителях, блоках питания ПК, в Li-Ion аккумуляторах и других устройства. Найти их на схеме не трудно.

SMD и встроенные терморезисторы

Существует также еще два вида терморезисторов, которым стоит уделить внимание:

1. SMD — детали с особым типом монтажа (для внешнего крепления). Внешне они не сильно отличаются от конденсаторов SMD, изготовленных из керамики. Габариты соответствуют стандартному ряду — 1206, 0805, 0603 и т. д. По виду отличить такие изделия от терморезисторов SMD почти невозможно.
2. Встроенные. Применяются в паяльных станциях (для контроля температуры жала), в том числе термовоздушного типа.

Читайте также:

В дополнение стоит сказать, что в электронике вместе с терморезисторами используются термореле и термические предохранители, которые работают на похожем принципе и также устанавливаются в электронных приборах.

<

характеристики и параметры, принцип действия и классификация

Развитие электроники с каждым годом набирает обороты. Но, несмотря на новые изобретения, в электрических схемах надёжно работают устройства, сконструированные ещё в начале XX века. Один из таких приборов — термистор. Форма и назначение этого элемента настолько разнообразны, что быстро отыскать его в схеме удаётся только опытным работникам сферы электротехники. Понять, что такое термистор, можно лишь владея знаниями о строении и свойствах проводников, диэлектриков и полупроводников.

Описание прибора

Датчики температуры широко используются в электротехнике. Почти во всех механизмах применяются аналоговые и цифровые микросхемы термометров, термопары, резистивные датчики и термисторы. Приставка в названии прибора говорит о том, что термистор — это такое устройство, которое зависит от влияния температуры.

Количество тепла в окружающей среде — главенствующий показатель в его работе. Благодаря нагреванию или охлаждению, меняются параметры элемента, появляется сигнал, доступный для передачи на механизмы контроля или измерения.

Термистор — это прибор электроники, у которого значения температуры и сопротивления связаны обратной пропорциональностью.

Существуют и другое его название — терморезистор. Но это не вполне правильно, так как на самом деле термистор является одним из подвидов терморезистора. Изменение теплоты может влиять на сопротивление резистивного элемента двумя способами: либо увеличивая его, либо уменьшая.

Поэтому термосопротивления по температурному коэффициенту подразделяются на РТС (положительные) и NTC (отрицательные). РТС — резисторы получили название позисторов, а NTC — термисторов.

Отличие РТС и NTC приборов состоит в изменении их свойств при воздействии климатических условий. Сопротивление позисторов прямо пропорционально количеству тепла в окружающей среде. При нагреве NTC — приборов его значение уменьшается.

Таким образом, повышение температуры позистора приведёт к росту его сопротивления, а у термистора — к падению.

Вид терморезистора на электрических принципиальных схемах

похож на обыкновенный резистор. Отличительной чертой является прямая под наклоном, которая перечёркивает элемент. Тем самым показывая, что сопротивление не постоянно, а может изменяться в зависимости от увеличения или уменьшения температуры в окружающей среде.

Основное вещество для создания позисторов — титанат бария. Технология изготовления NTC — приборов более сложная из-за смешивания различных веществ: полупроводников с примесями и стеклообразных оксидов переходных металлов.

Классификация термисторов

Габариты и конструкция терморезисторов различны и зависят от области их применения.

Форма термисторов может напоминать:

• плоскую пластину;
• диск;
• стержень;
• шайбу;
• трубку;
• бусинку;
• цилиндр.

Самые маленькие терморезисторы в виде бусинок. Их размеры меньше 1 миллиметра, а характеристики элементов отличаются стабильностью. Недостатком является невозможность взаимной подмены в электрических схемах.

Классификация терморезисторов по числу градусов в Кельвинах:

• сверх высокотемпературные — от 900 до 1300;
• высокотемпературные — от 570 до 899;
• среднетемпературные — от 170 до 510;
• низкотемпературные — до 170.

Максимальный нагрев хоть и допустим для термоэлементов, но сказывается на их работе ухудшением качества и появлением значительной погрешности в показателях.

Технические характеристики и принцип действия

Выбор терморезистора для контролирующего или измерительного механизма проводят по номинальным паспортным или справочным данным. Принцип действия, основные характеристики и параметры термисторов и позисторов похожи. Но некоторые отличия все же существуют.

РТС — элементы оцениваются тремя определяющими показателями: температурной и статической вольт — амперной характеристикой, термическим коэффициентом сопротивления (ТКС).

У термистора список более широкий.

Помимо параметров, аналогичных позистору, показатели следующие:

• номинальное сопротивление;
• коэффициенты рассеяния, энергетической чувствительности и температуры;
• постоянная времени;
• температура и мощность по максимуму.

Из этих показателей основными, которые влияют на выбор и оценивание термистора, являются:

• номинальное сопротивление;
• термический коэффициент сопротивления;
• мощность рассеяния;
• интервал рабочей температуры.

Номинальное сопротивление определяется при конкретной температуре (чаще всего двадцать градусов Цельсия). Его значение у современных терморезисторов колеблется в пределах от нескольких десятков до сотен тысяч ом.

Допустима некоторая погрешность значения номинального сопротивления. Она может составлять не более 20% и должна быть указана в паспортных данных прибора.

ТКС зависит от теплоты. Он устанавливает величину изменения сопротивления при колебании температуры на одно деление. Индекс в его обозначении указывает на количество градусов Цельсия либо Кельвина в момент измерений.

Выделение теплоты на детали появляется из-за протекания по ней тока при включении в электрическую цепь. Мощность рассеяния — величина, при которой резистивный элемент разогревается от 20 градусов Цельсия до максимально допустимой температуры.

Интервал рабочей температуры показывает такое её значение, при котором прибор работает длительное время без погрешностей и повреждений.

Принцип действия термосопротивлений основан на изменении их сопротивления под влиянием теплоты.

Происходит это по нескольким причинам:

• из-за фазового превращения;
• ионы с непостоянной валентностью более энергично обмениваются электронами;
• сосредоточенность заряженных частиц в полупроводнике распределяется другим образом.

Термисторы используются в сложных устройствах, которые применяются в промышленности, сельском хозяйстве, схемах электроники автомобилей. А также встречаются в приборах, которые окружают человека в быту — стиральных, посудомоечных машинах, холодильниках и другом оборудовании с контролем температуры.

характеристики и параметры, принцип действия и классификация

Диск и чип-термисторы

Термистор в виде диска. Терморезисторы NTC имеют металлизированные поверхностные контакты. Они больше и, как результат, имеют более медленное время реакции, чем резисторы NTC типа шариков. Однако из-за их размера они имеют более высокую константу диссипации (мощность, необходимая для повышения их температуры на 1 ° C), и поскольку мощность, рассеиваемая термистором, пропорциональна квадрату тока, они могут обрабатывать более высокие токи намного лучше, чем шариковый тип термисторов. Термисторы с типом диска производятся путем прессования смеси оксидных порошков в круглую матрицу, которые затем спекаются при высоких температурах. Чипы обычно изготавливают методом литья под давлением, где суспензию материала распределяют в виде толстой пленки, сушат и разрезают в форму. Типичные размеры колеблются от 0,25 до 25 мм в диаметре.

Схемы подключения

Подключение термистора

Наиболее простым вариантом подключения является схема A. При выборе номинала резистора R_A примерно равным сопротивлению термистора в районе измеряемых температур, значения U будут изменяться ближе к линейным, что обеспечит большую точность при интерполяции табличных значений.

Выбирая номиналы R_A и термистора, следует учесть, что протекающий через термистор ток вызывает его нагрев и, как следствие, искажение показаний. Желательно чтобы мощность на термисторе не превышала 1 мВт. А значит, при напряжении U = 5В, R_A должен быть как минимум, 10 килоОм. Сопротивление термистора в измеряемом диапазоне должно иметь примерно тот же порядок.

Схема B призвана ограничить мощность, рассеиваемую на термисторе.

Схемы C и D являются обратными к A и B. Их имеет смысл использовать, если требуется измерять низкие температуры, когда референтное значение АЦП (U_ref) ниже U.

Подключение к АЦП микроконтроллера ATmega

Подключение АЦП микроконтроллеров ATmega

У контроллеров ATmega для снижения шумов используется отдельная линия питания для модуля АЦП. Инструкция рекомендует подключать эти входы через фильтр: индуктивность L = 10мкГн, и конденсатор C2 = 0,1мкФ.

Микроконтроллер может использовать либо внешнее референтное напряжение для АЦП, либо внутреннее (2,56В или 1,1В), либо, в качестве такового, использовать напряжение питания АЦП: AVCC. При использовании внешнего напряжения, оно должно быть подано на вход AREF. При использовании AVCC, или внутреннего напряжения 2,56В, между этим входом и землёй должен быть размещён конденсатор (на схеме C1). Инструкция не даёт чёткого указания для выбора ёмкости конденсатора, рекомендую использовать керамический конденсатор 0,1мкФ и более.

Для снижения измеряемых шумов, рекомендую термистор также подключать к фильтрованному напряжению параллельно AVCC, и настроить на использование этого напряжения в качестве референтного.

Дополнительно, для подавления шумов возникающих на линиях, можно установить конденсатор C3 в диапазоне 1-100нФ.

Следует учесть, что помимо модуля АЦП, вход AVCC запитывает также некоторые из портов ввода/вывода (как правило, на тех же выводах, что используются для АЦП). Использование этих портов на вывод и подключение к ним нагрузки может создать дополнительные шумы в работе АЦП.

Чтобы нивелировать шумы, возникающие на АЦП, рекомендую провести замеры несколько раз подряд и просуммировать полученные значения. В микроконтроллерах ATmega АЦП – 10-разрядный. Просуммировав результаты 64 подряд идущих измерений, результат остаётся в пределах 16-битного беззнакового целого, что не потребует дополнительной памяти для сохранения таблицы значений. При большем числе измерений также можно оставаться в пределах 16 бит, соответствующим образом сдвигая или деля результат.

Как проверить позистор в телевизоре

Позистор и резистор – элементы, которые способны менять свое сопротивление при нагревании. У резисторов наблюдаются незначительные повышения температуры. Позистор же блокирует поступающее к нему электрическое напряжение, поэтому его температура может сильно повышаться.

Чтобы проверить позистор на работоспособность, необходимо определить характеристики, которые считаются стандартными при работе. Если в них замечены отклонения, значит, произошла поломка. Характеристики следующие:

1. Сопротивление номинальное. Это условие работает только при нормальной температуре помещения (не ниже 18 и не выше 27 градусов).
2. Сопротивление определяют по точке, которая характеризует зависимость сопротивления от перепадов температуры в помещении. Этот параметр работает при повышении сопротивления в два раза относительно стандартного значения.
3. Существует определенное максимальное напряжение. Если его превысить, есть риск, что оборудование сломается.
4. Параметры токовой нагрузки делятся на несколько видов. Среди них: номинальное, переключение, максимум и опрокидывание. Они важны, если позистор будет использован в схеме высокой точности.

Алгоритм поиска неисправности

Визуальный осмотр

Любой ремонт начинается с внешнего осмотра платы

Нужно без приборов просмотреть все узлы и особое внимание обратить на пожелтевшие, почерневшие части и узлы со следами сажи или нагара. При внешнем осмотре вам может помочь увеличительное стекло или микроскоп, если вы работаете с плотным монтажом SMD компонентов

Разорванные детали могут указывать не только на локальную проблему, но и проблему в элементах обвязки этой детали. Например, взорвавшийся транзистор мог за собой утянуть и пару элементов в обвязке.

Не всегда пожелтевшая от температуры область на плате указывает на последствия выгорания детали. Иногда так получается в результате долгой работы прибора, при проверке все детали могут оказаться целыми.

Кроме осмотра внешних дефектов и следов гари стоит и принюхаться, чтобы проверить, нет ли неприятного запаха как от горелой резины. Если вы нашли почерневший элемент – нужно его проверить. У него может быть одна из трёх неисправностей:

1. Обрыв.
2. Короткое замыкание.
3. Несоответствие номиналу.

Иногда поломка бывает столь очевидной, что её можно определить и без мультиметра, как в примере на фото:

Проверка резистора на обрыв

Проверить исправность можно обычной прозвонкой или тестером в режиме проверки диодов со звуковой индикацией (см. фото ниже). Стоит отметить, что прозвонкой можно проверить лишь резисторы сопротивлением в единицы Ом — десятки кОм. А 100 кОм уже не каждая прозвонка осилит.

Для проверки нужно просто подключить оба щупа к выводам резистора, неважно это СМД компонент или выводной. Быструю проверку можно провести без выпаивания, после чего всё же выпаять подозрительные элементы и проверить повторно на обрыв

Внимание! При проверке детали не выпаивая с печатной платы, будьте внимательны – вас могут ввести в заблуждение параллельно стоящие элементы. Это актуально как при проверке без приборов, так и при проверке мультиметром

Не ленитесь и лучше выпаяйте подозрительную деталь. Так можно проверить только те резисторы, где вы уверены, что параллельно им в цепи ничего не установлено.

Проверка короткого замыкания

Кроме обрыва, резистор могло пробить накоротко. Если вы используете прозвонку – она должна быть низкоомной, например на лампе накаливания. Т.к. высокоомные светодиодные прозвонки «звонят» цепи сопротивлением и в десятки кОм без существенных изменений яркости свечения. Звуковые индикаторы с этой проверкой справляются лучше чем светодиоды. По частоте пищания можно судить о целостности цепи, на первом месте по достоверности находятся сложные измерительные приборы, такие как мультиметр и омметр.

Проверка на КЗ проводится одним способом, рассмотрим инструкцию пошагово:

1. Измерить омметром, прозвонкой или другим прибором участок цепи.
2. Если его сопротивление стремится к нулю и прозвонка указывает на замыкание, выпаивают подозрительный элемент.
3. Проверить участок цепи уже без элемента, если КЗ ушло – вы нашли неисправности, если нет – выпаивают соседние, пока оно не уйдет.
4. Остальные элементы монтируют обратно, тот после которого КЗ ушло заменяют.
5. Проверить результаты работы на наличие КЗ.

Вот наглядный пример того, что сгоревший резистор оставил следы на соседних резисторах, есть вероятность, что и они повреждены:

Резистор почернел от высокой температуры, на соседних элементах видны не только следы гари, но и следы перегретой краски, её цвет изменился, часть токопроводящего резистивного слоя могла повредиться.

На видео ниже наглядно показывается, как проверить резистор мультиметром:

Дополнительная литература

Если вы используете нестандартную термистор или вы просто хотите получить больше информации о том, как они работают, проверить эти страницы из:

Вычисление Термистор Beta / Значения Rz

Это, как вы вычислить ‘Beta’ и ‘Rz’ значения для термистора. Вам нужно будет с ними, если вы планируете использовать нестандартную термистор. На следующей странице содержится Javascript калькулятор, чтобы помочь сделать вещи легко.

Расчет PIC Температуры

ПИК использует конденсатор и заряжает его через терморезистором. Он посылает температуру обратно на хост в качестве чтения таймера. Эта страница описывает, как она рассчитывается и как правильно выбрать конденсатор.

Конструкция и разновидности терморезисторов

Термисторы с аксиальными выводами

SMD-термисторы

Резистивный элемент терморезистора изготавливают методом порошковой металлургии из оксидов, галогенидов, халькогенидов некоторых металлов, в различном конструктивном исполнении, например в виде стержней, трубок, дисков, шайб, бусинок, тонких пластинок, и размерами от 1—10 микрометров до нескольких сантиметров.

По типу зависимости сопротивления от температуры различают терморезисторы с отрицательным (NTC-термисторы, от слов «Negative Temperature Coefficient») и положительным (PTC-термисторы, от слов «Positive Temperature Coefficient» или позисторы) температурным коэффициентом сопротивления (или ТКС). Для позисторов — с ростом температуры растёт их сопротивление; для NTC-термисторов увеличение температуры приводит к падению их сопротивления.

Терморезисторы с отрицательным ТКС (NTC-термисторы) изготовляют из смеси поликристаллических оксидов переходных металлов (например, MnO, СoOx, NiO и CuO), полупроводников типа AIII BV, стеклообразных, легированных полупроводников (Ge и Si), и других материалов. PTC-термисторы изготовляют из твёрдых растворов на основе BaTiO₃, что даёт положительный ТКС.

Условно терморезисторы классифицируют как низкотемпературные (предназначенные для работы при температуpax ниже 170 К), среднетемпературные (от 170 до 510 К) и высокотемпературные (выше 570 К). Выпускаются терморезисторы, предназначенные для работы при температурах от 900 до 1300 К.

Терморезисторы способны работать в различных климатических условиях и при значительных механических нагрузках. Однако, с течением времени, при жёстких условиях его эксплуатации, например, термоциклировании, происходит изменение его исходных термоэлектрических характеристик, таких как:

• номинального (при 25 °C) электрического сопротивления;
• температурного коэффициента сопротивления.{-7}}.

  Технические характеристики

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

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

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

  Отрицательный коэффициент ТКС

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

  Конструкция и материалы

  Большим преимуществом термисторов является разнообразие форм и миниатюрность. Основные конструктивные типы: бусинковые (0,1-1 мм), дисковые (2,5-18 мм), цилиндрические (3-40 мм), пленочное покрытие (толщина 0,2-1 мм). Выпускаются бусинковые термисторы диаметром до 0,07 мм с выводами толщиной 0,01 мм. Такие миниатюрные датчики позволяют измерять температуру внутри кровеносных сосудов или растительных клеток. Большинство термисторов – керамические полупроводники, изготовленные из гранулированных оксидов и нитридов металлов путем формирования сложной многофазной структуры с последующим спеканием (синтерация) на воздухе при 1100-1300 С.

  Сложные двойные и тройные структуры оксидов переходных металлов, такие как (AB)₃O₄, (ABC)₃O₄ лежат в основе термисторов. Распространенной формулой является (Ni_0.2Mn_0.8)₃O₄. Наиболее стабильными термисторами при температурах ниже 250 С являются термисторы на основе смешанных оксидов мания и никеля или магния, никеля и кобальта, имеющие отрицательный ТКС. Удельная проводимость термистора r (25 C) зависит от химического состава и степени окисления. Дополнительное управление проводимостью осуществляется добавлением очень малых концентраций таких металлов как Li и Na.

  Устройство терморезистора.

  При изготовлении бусинковых термисторов бусинки наносятся на две параллельные платиновые проволоки при температуре 1100 С, проволоки разрезаются на куски для получения необходимой конфигурации выводов. На бусинки наносится стеклянное покрытие, спекаемое при 300 С, либо бусинки герметизируются внутри миниатюрных стеклянных трубок.

  Для получения металлических контактов в дисковых термисторах, на диск наносится металлическое покрытие Pt-Pd-Ag и выводные проводники соединяются с покрытием пайкой или прессованием. Номинальное сопротивление термисторов значительно выше, чем у металлических термометров сопротивления, оно обычно составляет 1, 2, 5, 10, 15 и 30 кОм. Поэтому может применяться двухпроводная схема включения.

  Краткие сведения из теории о терморезисторах

  Терморезистором называется полупроводниковый резистор, сопротивление которого в сильной степени зависит от температуры. Удельная электрическая проводимость полупроводников:

  В примесных (n-типа или p-типа) полупроводниках одним из слагаемых в приведенном выражении можно пренебречь.

  Подвижность носителей при нагревании изменяется сравнительно слабо, а концентрация очень сильно. Поэтому температурная зависимость удельной проводимости полупроводников подобна температурной зависимости концентрации основных носителей, а электрическое сопротивление терморезисторов может быть определено по формуле:

  где Nо – коэффициент, зависящий от типа и геометрических размеров полупроводника.

  Экспериментально коэффициент температурной чувствительности определяют по формуле:

  где Т1 и Т2 – исходная и конечная температуры рабочего температурного диапазона, R1 и R2 – сопротивления терморезистора при температуре соответственно Т1 и Т2. 

  Рис. 1 График зависимости сопротивления полупроводникового резистора от температуры.

  Чаще всего терморезисторы имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления. Выпускаются также терморезисторы, имеющие в сравнительно узком интервале температур положительный коэффициент и называемые позисторами. При нагревании величина сопротивления терморезисторов убывает, а позисторов возрастает в сотни и тысячи раз. В справочниках значение  аR приводится для температуры 20 оС.

  Терморезистор характеризуется определенной тепловой инерцией, зависящей от химических свойств полупроводника и конструкции элемента (площади излучающей поверхности). Тепловая инерция оценивается постоянной времени т – временем, за которое разность между собственной температурой тела и температурой среды уменьшается в е раз. 

  Если терморезистор, имеющий определённую температуру, поместить в среду с иной температурой, то его температура будет изменяться с течением времени по показательному закону:

  С остыванием терморезистора сопротивление его увеличивается (рис. 2).

  Рис 2. Процесс изменения температуры и сопротивления терморезистора при его остывании

  Оцените статью:

  Термистор — электронный компонент, области применения, для чего нужен

  Термистор (терморезистор

  , temperature-sensitive resistor — eng.) – резистор на основе полупроводника, значительно уменьшающий своё сопротивление при понижении температуры. На основе этих данных можно измерять температуру в понятном для микроконтроллёров виде.

  Основным материалом для изготовления термистора (с отрицательным ТКС*) служат поликристаллические оксидные полупроводники (окислы металлов).

  Существует также разновидность терморезисторов (с положительным ТКС*) – позисторы. Их получают из титана вкупе с бариевой керамикой и редкоземельными металлами. Значительно увеличивают сопротивление при увеличении температуры. Основное применение – температурная стабилизация устройств на транзисторах.

  Термистор изобретён Самуэлем Рубеном (Samuel Ruben) в 1930 году.

  Термисторы применяются в микроэлектронике для контроля температур, тяжёлой промышленности, мобильных измерительных устройствах, выполняют функцию защиты импульсных блоков питания от больших зарядных токов конденсаторов & etc.

  Очень часто встречаются на компьютерных комплектующих.

  Позволяют измерять температуру процессоров, оперативной памяти, видеокарт, систем питания, чипсетов, жёстких дисков и прочих компонентов. Довольно надёжны, хотя не редок заводской брак, когда температура смещена на несколько десятков градусов, либо вообще находится в минусе.

  Существуют также термисторы с собственным встроенным подогревом. Служат для ручного включения подогрева и подачи сигнала с резистора о изменении сопротивления, либо для контроля подачи питания сети (при отключении резистор перестанет нагреваться и изменит сопротивление).

  Формы и размеры термисторов могут быть разными (диски, бусинки, цилиндры & etc).

  Основными характеристиками полупроводникового термистора являются: ТКС*, диапазон рабочих температур, максимально допустимая мощность рассеяния, номинальное сопротивление.

  Термисторы (большинство) выносливы к различным температурам, механическим нагрузкам, к износу от времени, а при определённой обработке и к агрессивным химическим средам.

  *Температурный Коэффициент Сопротивления

  Параметры термисторов. Основные параметры NTC и PTC термисторов.

  Основные параметры NTC-термисторов и позисторов

  В настоящий момент промышленность выпускает огромный ассортимент терморезисторов, позисторов и NTC-термисторов. Каждая отдельная модель или серия изготавливается для эксплуатации в определённых условиях, на них накладываются определённые требования.

  Поэтому от простого перечисления параметров позисторов и NTC-термисторов толку будет мало. Мы пойдём немного другим путём.

  Каждый раз, когда в ваши руки попадает термистор с легко читаемой маркировкой, необходимо найти справочный листок, или даташит на данную модель термистора.

  Кто не в курсе, что такое даташит, советую заглянуть на эту страницу. В двух словах, даташит содержит информацию по всем основным параметрам данного компонента. В этом документе перечислено всё, что нужно знать, чтобы применить конкретный электронный компонент.

  У меня в наличии оказался вот такой термистор. Взгляните на фото. Поначалу о нём я не знал ничего. Информации было минимум. Судя по маркировке это PTC-термистор, то есть позистор. На нём так и написано – PTC. Далее указана маркировка C975.

  Сперва может показаться, что найти хоть какие то сведения о данном позисторе вряд ли удастся. Но, не стоит вешать нос! Открываем браузер, вбиваем в гугле фразу типа этих: «позистор c975», «ptc c975», «ptc c975 datasheet», «ptc c975 даташит», «позистор c975 даташит». Далее остаётся лишь найти даташит на данный позистор. Как правило, даташиты оформляются как pdf-файл.

  Из найденного даташита на PTC C975, я узнал следующее. Выпускает его фирма EPCOS. Полное название B59975C0160A070 (серия B599*5). Данный PTC-термистор применяется для ограничения тока при коротком замыкании и перегрузках. Т.е. это своеобразный предохранитель.

  Приведу таблицу с основными техническими характеристиками для серии B599*5, а также краткую расшифровку всего того, что обозначают все эти циферки и буковки.

  • Max.operating voltage (T_A = 60°C) – V_MAX. Максимальное рабочее напряжение при температуре окружающей среды 60°С. Как видим, оно составляет 20 вольт постоянного (VDC) или переменного (VAC) тока. Это максимальное напряжение, которое может выдержать позистор.

  • Rated voltage — V_R. Номинальное напряжение. То есть обычное, рабочее напряжение, при котором позистор исправно работает длительное время. В таблице указано напряжение в 12 вольт (переменный и постоянный ток).

  • Switching cycles — N. Количество циклов переключения. Это расчётное число переключений (срабатываний) позистора, при котором он не теряет свои свойства. Для данного позистора число срабатываний, при котором он должен выполнить функцию ограничения тока и не выйти из строя равно 100.

  • Reference temperature — T_ref . Опорная температура. При росте тока через позистор он нагревается, а благодаря нагреву сопротивление его возрастает на несколько порядков. Так вот T_ref – это температура позистора, когда его сопротивление начинает резко возрастать. Если взглянуть на график зависимости сопротивления позистора (R_PTC) от его температуры (T_PTC), то на нём чётко видно, что значительный рост сопротивления позистора происходит как раз на участке 150°С ~ 170°C, а температура в 160°С является опорной (T_ref). Я бы назвал эту температуру «температурой перехода».

  • Tolerance of R_R – ΔR_R. Допустимое отклонение от номинального сопротивления. Выражается в процентах. Например, для позистора C975 номинальное сопротивление R_R (Rated resistance) составляет 1,8 Ом. На деле же оно может быть от 1,35 до 2,25 Ом, так как допуск ΔR_R составляет ±25%.

  • Operating temperature range — T_op . Диапазон рабочих температур. Как видим, в таблице указано две строки. Диапазон рабочей температуры при минимальном напряжении на позисторе (V=0) и максимальном (V=Vmax), которое, как мы уже знаем равно 20 вольтам. Из этого можно установить, что данный позистор будет исправно работать при температуре окружающей среды от -40 до +85°С.

  Теперь обратим своё внимание на электрические характеристики конкретного изделия, в нашем случае это позистор PTC C975 (полная маркировка B59975C0160A070). Взгляните на следующую таблицу.

  • I_R — Rated current (mA). Номинальный ток. Это ток, который выдерживает данный позистор в течение длительного времени. Я бы его ещё назвал рабочим, нормальным током. Для позистора C975 номинальный ток составляет чуть более полуампера, а конкретно – 550 mA (0,55A).

  • I_S — Switching current (mA). Ток переключения. Это величина тока, протекающего через позистор, при котором его сопротивление начинает резко возрастать. Таким образом, если через позистор C975 начнёт протекать ток более 1100 mA (1,1A), то он начнёт выполнять свою защитную функцию, а точнее начнёт ограничивать протекающий через себя ток за счёт роста сопротивления. Ток переключения (I_S) и опорная температура (T_ref ) связаны, так как ток переключения вызывает разогрев позистора и его температура достигает уровня T_ref , при которой сопротивление позистора возрастает.

  • I_Smax — Maximum switching current (A). Максимальный ток переключения. Как видим из таблицы, для данной величины указывается ещё и значение напряжения на позисторе – V=V_max. Это неспроста. Дело в том, что любой позистор может поглотить определённую мощность. Если она превысит допустимую, то он выйдет из строя.

    Поэтому для максимального тока переключения указывается и напряжение. В данном случае оно равно 20 вольтам. Перемножив 3 ампера на 20 вольт, мы получим мощность в 60 Вт. Именно такую мощность может поглотить наш позистор при ограничении тока.

  • I_r — Residual current (mA). Остаточный ток. Это остаточный ток, который протекает через позистор, после того, как тот сработал, начал ограничивать ток (например, при перегрузке). Остаточный ток поддерживает подогрев позистора для того, чтобы он был в «разогретом» состоянии и выполнял функцию ограничения тока до тех пор, пока причина перегрузки не будет устранена. Как видим, в таблице указано значение этого тока для разного напряжения на позисторе. Одно для максимального (V=V_max), другое для номинального (V=V_R). Не трудно догадаться, что перемножив ток ограничения на напряжение, мы получим мощность, которая требуется для поддержания нагрева позистора в сработавшем состоянии. Для позистора PTC C975 эта мощность равна 1,62 ~ 1,7 Вт.

  Что такое R_R и R_min нам поможет понять следующий график.

  • R_min – Minimum resistance (Ом). Минимальное сопротивление. Наименьшее значение сопротивления позистора. Минимальное сопротивление, которое соответствует минимальной температуре, после которой начинается диапазон с положительным ТКС. Если детально изучить графики для позисторов, то можно заметить, что до значения T_Rmin сопротивление позистора наоборот уменьшается. То есть позистор при температурах ниже T_Rmin ведёт себя как «очень плохой» NTC-термистор и его сопротивление снижается (незначительно) с ростом температуры.

  • R_R – Rated resistance (Ом). Номинальное сопротивление. Это сопротивление позистора при какой-то ранее оговоренной температуре. Обычно это 25°С (реже 20°С). Проще говоря, это сопротивление позистора при комнатной температуре, которое мы можем легко измерить любым мультиметром.

  • Approvals – в дословном переводе это одобрение. То есть одобрено такой-то организацией, которая занимается контролем качества и пр. Особо не интересует.

  • Ordering code – серийный номер. Тут, думаю, понятно. Полная маркировка изделия. В нашем случае это B59975C0160A070.

  Из даташита на позистор PTC C975 я узнал, что применить его можно в качестве самовосстанавливающегося предохранителя. Например, в электронном устройстве, которое в рабочем режиме потребляет ток не более 0,5А при напряжении питания 12V.

  Теперь поговорим о параметрах NTC-термисторов. Напомню, что NTC-термистор имеет отрицательный ТКС. В отличие от позисторов, при нагреве сопротивление NTC-термистора резко падает.

  В наличии у меня оказалось несколько NTC-термисторов. В основном они были установлены в блоках питания и всяких силовых агрегатах. Их назначение — ограничение пускового тока. Остановился я вот на таком термисторе. Давайте узнаем его параметры.

  На корпусе указана лишь такая маркировка: 16D-9 F1. После недолгих поисков в интернете удалось найти даташит на всю серию NTC-термисторов MF72. Конкретно наш экземпляр, это MF72-16D9. Данная серия термисторов используется для ограничения пускового тока. Далее на графике наглядно показано, как работает NTC-термистор.

  В начальный момент, когда включается устройство (например, импульсный блок питания ноутбука, адаптер, компьютерный БП, зарядное устройство), сопротивление NTC-термистора велико, и он поглощает импульс тока. Далее он разогревается, и его сопротивление уменьшается в несколько раз.

  Пока устройство работает и потребляет ток, термистор находится в нагретом состоянии и его сопротивление мало.

  В таком режиме термистор практически не оказывает сопротивление протекающему через него току. Как только электроприбор будет отключен от источника питания, термистор остынет и его сопротивление вновь увеличится.

  Обратим свой взор на параметры и основные характеристики NTC-термистора MF72-16D9. Взглянем на таблицу.

  • R₂₅ — Номинальное сопротивление термистора при температуре 25°С(Ом). Сопротивление термистора при температуре окружающей среды 25°С. Это сопротивление легко измерить мультиметром. Для термистора MF72-16D9 это 16 Ом. По сути R₂₅ — это то же самое, что и R_R (Rated resistance) для позистора.

  • Max. Steady State Current — Максимальный ток термистора (A). Максимально возможный ток через термистор, который он может выдержать в течение длительного времени. Если превысить максимальный ток, то произойдёт лавинообразное падение сопротивления.

  • Approx. R of Max. Current — Сопротивление термистора при максимальном токе (Ом). Приблизительное значение сопротивления NTC-термистора при максимальном протекающем токе. Для NTC-термистора MF72-16D9 это сопротивление равно 0,802 Ома. Это почти в 20 раз меньше, чем сопротивление нашего термистора при температуре в 25°С (когда термистор «холодный» и не нагружен протекающим током).

  • Dissip. Coef. — Коэффициент энергетической чувствительности (mW/°C). Чтобы внутренняя температура термистора изменилась на 1°С, он должен поглотить некоторое количество мощности. Отношение поглощаемой мощности (в мВт) к изменению температуры термистора и показывает данный параметр. Для нашего термистора MF72-16D9 данный параметр составляет 11 миллиВатт/1°С.

    Напомню, что при нагреве NTC-термистора его сопротивление падает. Для его разогрева расходуется протекающий через него ток. Следовательно, термистор будет поглощать мощность. Поглощённая мощность приводит к нагреву термистора, а это в свою очередь ведёт к уменьшению сопротивления NTC-термистора в 10 — 50 раз.

  • Thermal Time Constant — Постоянная времени охлаждения (S). Время, за которое температура ненагруженного термистора изменится на 63,2% от разности температуры самого термистора и окружающей среды. Проще говоря, это время, за которое NTC-термистор успевает остыть, после того, как через него перестанет протекать ток. Например, когда блок питания отключат от электросети.

  • Max. Load Capacitance in μF — Максимальная ёмкость разряда. Тестовая характеристика. Показывает ёмкость, которую можно разрядить на NTC-термистор через ограничительный резистор в тестовой схеме без его повреждения. Ёмкость указывается в микрофарадах и для конкретного напряжения (120 и 220 вольт переменного тока (VAC)).

  • Tolerance of R₂₅ — Допуск. Допустимое отклонение сопротивления термистора при температуре 25°С. Иначе, это отклонение от номинального сопротивления R₂₅. Обычно допуск составляет ±10 — 20%.

  Вот и все основные параметры термисторов. Конечно, есть и другие параметры, которые могут встретиться в даташитах, но они, как правило, легко высчитываются из основных параметров.

  Надеюсь теперь, когда вы встретите незнакомый вам электронный компонент (не обязательно термистор), вам будет легко разузнать его основные характеристики, параметры и назначение.

  Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

  Также Вам будет интересно узнать:

   

  NTC-терморезиторы (термисторы) от компании Sencera

  NTC-терморезисторы (термисторы) от компании Sencera

  Терморезисторы (термисторы) — это полупроводниковые элементы, сопротивление которых логарифмически зависит от температуры. Существуют терморезисторы с отрицательным (NTC) и положительным (PTC) температурным коэффициентом. В первом случае сопротивление уменьшается с увеличением температуры, во втором случае — увеличивается.

  Не следует путать терморезисторы с термосопротивлениями (термометрами сопротивления, RTD). Термосопротивления имеют практически линейную зависимость R(T), работают в более широком диапазоне температур, превосходят терморезисторы по надежности и повторяемости, однако их стоимость значительно выше по сравнению с терморезисторами.

  NTC-терморезисторы от компании Sencera — это бюджетные датчики для работы с температурами до +110 °C. Выпускаются SMD-датчики и элементы для монтажа в отверстия с жесткими или гибкими выводами.

   

  СЕРИЯ CT — ТЕРМОРЕЗИСТОРЫ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО МОНТАЖА

  Миниатюрные элементы для поверхностного монтажа, которые выпускаются в корпусах трех типов — 1206, 0805 и 0603.

  Обозначение	Размер, мм
  1206	3.2 x 1.6
  0805	2.0 x 1.25
  0603	1.6 x 0.8

   

  Коэффициент рассеяния составляет 1 мВ/°С, а постоянная времени t = 7 сек. Другие характеристики термисторов серии CT представлены в таблице.

  Термистор	Номинальное  сопротивление  при t = 25°C,  кОм	B (при t=25°C — 85°C), K	Разброс  номинального  сопротивления
  СT302В1	3	3510	1%
  СT302В3			3%
  СT302В5			5%
  СT502С1	5	3324	1%
  СT502С3			3%
  СT502С4			5%
  СT103C1	10	3435	1%
  СT103C3			3%
  СT103C5			5%
  CT103D1	10	3950	1%
  CT103D3			3%
  CT103D5			5%
  CT203D1	20	3950	1%
  CT203D3			3%
  CT203D5			5%
  CT473D1	47	3965	1%
  CT473D3			3%
  CT473D5			5%
  CT104D1	100	4040	1%
  CT104D3			3%
  CT104D5			5%

   

   

  СЕРИЯ TS — ТЕРМОРЕЗИСТОРЫ С ДЛИННЫМИ ГИБКИМИ ВЫВОДАМИ

  Терморезисторы серии TS представляют собой «бусинки», покрытые гипоксидной смолой и оснащенные двумя гибкими изолированными выводами, оголенными на конце.

   

   

  L = 100±3 мм

  W = 1,6 мм (максимум)

   

  Рабочий температурный диапазон серии TS — от -40 до +90 °C.

  Коэффициент рассеяния составляет 0.7 мВ/°С, постоянная времени t = 3.2 .. 3.4 сек. Другие характеристики термисторов серии TS представлены в таблице.

   

  Термистор	Номинальное  сопротивление  при t = 25°C,  кОм	Коэффициент температурной чувствительности B  (при t=25°C — 85°C),  K	Разброс  номинального  сопротивления
  TS212D3	2.1	3850	3%
  TS402B3	4.0	3100	3%
  TS582D3	5.8	3641	3%
  TS902C3	9.0	3470	3%
  TS103C1	10.0	3435	1%
  TS103C3			3%
  TS103C5			5%
  TS203D	20.0	3950	3%
  TS303D	30.0	3950	3%
  TS403D	40.0	3525	3%
  TS413D	41.0	3435	3%
  TS503D1	50.0	3965	1%
  TS503D3			3%
  TS503D5			5%
  TS593D	59.0	3617	3%
  TS833D	83.0	4013	3%
  TS104D	100	4040	3%
  TS224D	220	4021	3%
  TS234D	230	4274	3%

   

  СЕРИИ HAT И HT — ТЕРМОРЕЗИСТОРЫ С ЖЕСТКИМИ ВЫВОДАМИ

  Терморезисторы серии HAT и HT имеют два жестких вывода и предназначены для ручного монтажа на плату.

  Главное отличие датчиков HAT и HT — размеры элемента. 

    

   

  Кроме того, эти серии еще отличаются рядом электрических характеристик. Например, коэффициент рассеяния для серии HAT составляет 3 мВ/°C, а для серии HT — 2 мВ/°C; постоянная температуры для HAT составляет 12 секунд, а для HT — 15 секунд. Другие характеристики элементов приведены в таблице.

   

  Термистор	Номинальное  сопротивление  при t = 25°C,  кОм	Коэффициент температурной чувствительности B (при t = 25°C .. 85°C), K	Разброс  номинального  сопротивления	Рабочий температурный диапазон
  HAT102B1	1	3100	1%	-50 … +90°C
  HAT102B3			3%
  HAT102B5			5%
  HT102B1			1%
  HT102B3			3%
  HT102B5			5%
  HAT202B1	2	3182	1%
  HAT202B3			3%
  HAT202B5			5%
  HT202B1			1%
  HT202B3			3%
  HT202B5			5%
  HAT502C1	5	3324	1%	-50 … +110°C
  HAT502C3			3%
  HAT502C5			5%
  HT502C1			1%
  HT502C3			3%
  HT502C5			5%
  HAT103C1	10	3435	1%
  HAT103C3			3%
  HAT103C5			5%
  HT103C1			1%
  HT103C3			3%
  HT103C5			5%
  HAT103D1	10	3977	1%
  HAT103D3			3%
  HAT103D5			5%
  HT103D1			1%
  HT103D3			3%
  HT103D5			5%
  HAT203D1	20		1%
  HAT203D3			3%
  HAT203D5			5%
  HT203D1			1%
  HT203D3			3%
  HT203D5			5%
  HAT473D1	47		1%
  HAT473D3			3%
  HAT473D5			5%
  HT473D1			1%
  HT473D3			3%
  HT1473D5			5%
  HAT503D1	50		1%
  HAT503D3			3%
  HAT503D5			5%
  HT503D1			1%
  HT503D3			3%
  HT503D5			5%

  Что такое термистор и как он работает?

  
  Опубликовано 28 августа 2018 г.

  Термисторы — это тип полупроводников, что означает, что они имеют большее сопротивление, чем проводящие материалы, но меньшее сопротивление, чем изоляционные материалы. Взаимосвязь между температурой термистора и его сопротивлением во многом зависит от материалов, из которых он изготовлен. Производитель обычно определяет это свойство с высокой степенью точности, поскольку это основная характеристика, представляющая интерес для покупателей термисторов.

  Термисторы состоят из оксидов металлов, связующих и стабилизаторов, спрессованы в пластины, а затем нарезаны по размеру чипа, оставлены в форме диска или сделаны в другую форму. Точное соотношение композитных материалов определяет их «кривую» сопротивления / температуры. Производители обычно регулируют это соотношение с большой точностью, поскольку оно определяет, как термистор будет работать.

  Подробнее о термисторах

  Что означает «термистор»?

  Термисторы, производные от термина термочувствительные резисторы, представляют собой очень точный и экономичный датчик для измерения температуры.Доступны 2 типа, NTC (отрицательный температурный коэффициент) и PTC (положительный температурный коэффициент), это термистор NTC, который обычно используется для измерения температуры. Термисторы

  бывают двух типов: с отрицательным температурным коэффициентом (термисторы NTC) и с положительным температурным коэффициентом (термисторы PTC). Сопротивление термисторов NTC уменьшается с увеличением их температуры, в то время как сопротивление термисторов PTC увеличивается с увеличением их температуры. Для измерения температуры обычно используются только термисторы NTC.

  Термисторы состоят из материалов с известным сопротивлением. При повышении температуры сопротивление термистора NTC будет увеличиваться нелинейным образом, следуя определенной «кривой». Форма этой кривой зависимости сопротивления от температуры определяется свойствами материалов, из которых изготовлен термистор.

  Термисторы доступны с различными базовыми сопротивлениями и кривыми зависимости сопротивления от температуры. В низкотемпературных приложениях (от -55 до прибл. 70 ° C) обычно используются термисторы с более низким сопротивлением от 2252 до 10 000 Ом).В приложениях с более высокими температурами обычно используются термисторы с более высоким сопротивлением (более 10 000 Ом). Некоторые материалы обеспечивают лучшую стабильность, чем другие. Сопротивление обычно указывается при 25 ° C (77 ° F). Термисторы имеют точность приблизительно ± 0,2 ° C в пределах указанного диапазона температур. Обычно они прочные, долговечные и недорогие.

  Термисторы часто выбирают для применений, где важны прочность, надежность и стабильность. Они хорошо подходят для использования в экстремальных условиях или там, где присутствует электронный шум.Они доступны в различных формах: идеальная форма для конкретного применения зависит от того, будет ли термистор установлен на поверхности или встроен в систему, а также от типа измеряемого материала.

  Термисторы с эпоксидным покрытием доступны для использования при более низких температурах [обычно от -50 до 150 ° C (от -58 до 316 ° F)]; термисторы также доступны со стеклянным покрытием для использования при более высоких температурах [обычно от -50 до 300 ° C (от -58 до 572 ° F)]. Эти покрытия защищают термистор и его соединительные провода от влаги, коррозии и механических воздействий.

  Доступные конфигурации термистора

  Термисторы доступны в нескольких распространенных конфигурациях. Три наиболее часто используемых — это герметичный гибкий термистор (серия HSTH), тип с болтовым креплением / шайбой и самоклеящийся тип поверхностного монтажа. Термисторы

  HSTH полностью закрыты оболочками из PFA (пластикового полимера) для защиты чувствительного элемента от влаги и коррозии. Их можно использовать для измерения температуры множества жидкостей, от масел и промышленных химикатов до пищевых продуктов.

  Термисторы с датчиками на болтах или шайбах можно устанавливать в резьбовые отверстия или отверстия стандартного размера. Их небольшая тепловая масса позволяет им быстро реагировать на изменения температуры. Они используются во многих областях, включая бытовые приборы, резервуары для воды, трубы и кожухи оборудования.

  Термисторы для поверхностного монтажа имеют клейкую внешнюю поверхность, которая может легко закрепиться на плоских или изогнутых поверхностях. Их можно снимать и повторно наносить, и они имеют несколько коммерческих и промышленных применений.

  Диапазон температур, точность и стабильность

  Термисторы обладают высокой точностью (от ± 0,05 ° C до ± 1,5 ° C), но только в ограниченном диапазоне температур, который находится в пределах примерно 50 ° C от базовой температуры. Диапазон рабочих температур для большинства термисторов составляет от 0 ° C до 100 ° C. Термисторы класса A обеспечивают высочайшую точность, в то время как термисторы класса B могут использоваться в сценариях, где нет необходимости в точных измерениях. После завершения производственного процесса термисторы становятся химически стабильными, и их точность с возрастом существенно не меняется.

  Общие приложения для термисторов

  Термисторы используются в широком спектре коммерческих и промышленных приложений для измерения температуры поверхностей, жидкостей и окружающих газов. Когда они заключены в защитные зонды, которые можно надежно дезинфицировать, они используются в производстве продуктов питания и напитков, в научных лабораториях и в исследованиях и разработках. Термисторы для тяжелых условий эксплуатации подходят для погружения в агрессивные жидкости и могут использоваться в промышленных процессах, в то время как крепления термисторов с виниловыми наконечниками используются на открытом воздухе или в биологических приложениях.Термисторы также доступны с металлическими или пластиковыми крышками элементов в виде клетки для измерения температуры воздуха.

  Как подключить термистор?

  Термисторы очень просто подключить. Большинство из них имеют двухпроводные разъемы. Те же два провода, которые соединяют термистор с его источником возбуждения, можно использовать для измерения напряжения на термисторе.
  Техническое обучение Информация о продукте Просмотреть эту страницу на другом языке или в другом регионе

  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 окончательного показания.

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

  Чувствительность: Степень реакции на изменение температуры.

  Какие формы термисторов доступны?

  Термисторы

  бывают разных форм — диск, микросхема, бусинка или стержень, и могут быть установлены на поверхность 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 термисторов различной формы, например:

  
  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.

  Контроллер 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 TCS10K5 10 кОм. 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 создает 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 паспорту 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 быть 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 правил скольжения 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 2.71828

  Члены могут продолжаться бесконечно, но, поскольку ошибка настолько мала, уравнение обрезается после кубического члена, а квадратный член 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.

  Что такое термистор и как он работает? Для чего они нужны?

  Термин термистор происходит от терминов «термический» и «резистор». Термистор — это тип резистора, сопротивление которого зависит от температуры; это термометр сопротивления. Они сделаны из оксида металла, который формуют в виде бусинки, диска или цилиндра, а затем покрывают эпоксидной смолой или стеклом.

  Термисторы плохо работают при экстремальных температурах, но они идеально подходят для измерения температуры в определенной точке; они точны, когда используются в ограниченном диапазоне температур i.е. в пределах 50 ° C от заданной температуры; этот диапазон зависит от сопротивления базы.

  Термисторы просты в использовании, относительно дешевы и долговечны. Они обычно используются в цифровых термометрах, в транспортных средствах для измерения температуры масла и охлаждающей жидкости, а также в бытовых приборах, таких как духовки и холодильники, и предпочтительны для приложений, где для безопасной работы требуются схемы защиты от нагрева или охлаждения.

  Термистор встроен для более сложных приложений, таких как детекторы лазерной стабилизации, оптические блоки и устройства с зарядовой связью.Например, термистор на 10 кОм является стандартным, встроенным в лазерные блоки.

  Как работает термистор?

  Существует два типа термисторов. Наиболее часто используется термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC). Сопротивление NTC уменьшается с повышением температуры, и наоборот. При использовании термистора с положительным температурным коэффициентом (PTC) сопротивление увеличивается с увеличением температуры и наоборот; обычно используется как предохранитель.

  Тип материала, используемого в термисторе, будет определять степень изменения сопротивления, которое изменяется в зависимости от температуры. Термисторы нелинейны, то есть связь между сопротивлением и температурой не будет прямой линией, она будет образовывать кривую на графике; где находится линия и насколько она меняется, зависит от того, как сделан термистор.

  Как изменение сопротивления преобразуется в измеряемые данные?

  Изменение сопротивления необходимо преобразовать в температуру, которая затем дает измеримые данные.

  Сравнение термисторов с другими датчиками

  К другим типам используемых датчиков температуры относятся резистивные датчики температуры (RTD) и интегральные схемы. У каждого типа датчика есть свои плюсы и минусы, и приложение определит лучший инструмент для использования.

  1. Термистор

  Преимущества:

  * кВт изображение

  • Долговечный
  • Чувствительный
  • Маленький
  • Относительно доступный
  • Лучше всего подходит для измерения температуры в одной точке

• Недостатки:
• Ограниченный диапазон температур

2.Температурные датчики сопротивления

Преимущества:

• Чрезвычайно точный
• Линейный выход
• Широкий температурный диапазон

Недостатки:

Типы термисторов:

От чипа до стержня, есть множество формы, доступные для поверхностного монтажа или встраивания.

Форма определяется типом контролируемого материала, т. Е. Твердым, жидким или газообразным. Они могут быть заключены в смолу / стекло, обожжены на феноле или окрашены в зависимости от области применения.Например, микросхемы термисторов устанавливаются на печатные платы, тогда как термистор с шариковыми выводами может быть встроен в устройство. Независимо от области применения, максимальный поверхностный контакт с контролируемым устройством и использование теплопроводящей (не электропроводящей) пасты или эпоксидного клея для соединения являются идеальным решением.

Как термистор работает в управляемой системе?

Контроллер температуры контролирует температуру термистора, который затем дает команду нагревателю или охладителю, когда нужно включить или выключить, чтобы поддерживать температуру датчика (термистора), а также целевого устройства.Они широко используются в таких приложениях, как кондиционирование воздуха, холодильники / морозильники с витринами и многое другое.

Через датчик проходит небольшой ток (ток смещения), который посылается контроллером температуры. Контроллер не может считывать сопротивление, поэтому его необходимо преобразовать в изменения напряжения, используя источник тока для подачи тока смещения через термистор для создания управляющего напряжения.

Чтобы гарантировать точность, термистор следует размещать рядом с устройством, требующим контроля температуры, встроенным или присоединенным.Если термистор расположен слишком далеко от устройства, то время тепловой задержки резко снизит точность измерения температуры, а размещение термистора слишком далеко от термоэлектрического охладителя (нагревает и охлаждает целевое устройство) снижает стабильность. Чем ближе термистор к устройству, тем быстрее он будет реагировать на изменения температуры и тем точнее будет, что очень важно, когда требуются точные температуры.

После определения размещения термистора необходимо определить сопротивление базового термистора, ток смещения и заданную (желаемую) температуру нагрузки на контроллере температуры.

Как определить, какое сопротивление и ток смещения использовать?

Термисторы классифицируются по величине сопротивления, измеренной при комнатной температуре, например, 25 ° C; производитель определяет определенные технические характеристики для оптимального использования.

Температуры и диапазон:
Термисторы лучше всего работают при измерении одной температуры в диапазоне от -55 ° C до + 114 ° C, т.е. при измерении в пределах 50 ° C от окружающей среды; очень высокие или низкие температуры регистрируются неправильно.Лучше всего использовать термистор, когда заданная температура находится в середине диапазона.

В зависимости от тока смещения от контроллера каждый термистор имеет идеальный диапазон, то есть диапазон температур, в котором точно регистрируются небольшие изменения температуры. Чувствительность термистора зависит от температуры. Например, некоторые термисторы более чувствительны при более низких температурах, чем при более высоких температурах.

Пределы напряжения на входе термистора контроллера температуры:

Изготовитель указывает пределы напряжения обратной связи термистора с регулятором температуры.Лучше всего выбрать комбинацию термистора и тока смещения, которая обеспечивает напряжение в пределах диапазона, разрешенного регулятором температуры, а в идеале — в середине диапазона.

Вход обратной связи регулятора температуры должен быть под напряжением, которое исходит от сопротивления термистора; обычно ее нужно изменить на температуру. Самый точный способ преобразовать сопротивление термистора в температуру — использовать уравнение Стейнхарта-Харта.

Что такое уравнение Стейнхарта-Харта и как оно используется?

Уравнение Стейнхарта-Харта — это простой метод более простого и точного моделирования температур термисторов.Это был ручной расчет, который был разработан до компьютеров, но теперь может быть рассчитан автоматически с помощью компьютерного программного обеспечения.

Уравнение вычисляет фактическое сопротивление термистора как функцию температуры с максимальной точностью; чем уже диапазон температур, тем точнее будет расчет сопротивления.

Вкратце:

Термисторы изменяют сопротивление при изменении температуры; это резисторы, зависящие от температуры.Они идеально подходят для сценариев, в которых необходимо поддерживать одну определенную температуру, они чувствительны к небольшим изменениям температуры. Они могут измерять жидкость, газ или твердые тела, в зависимости от типа термистора.

Это лучший способ измерить и контролировать температуру термоэлектрического охладителя, как часть системы контроля температуры, благодаря их способности регулировать с небольшими приращениями. Чем ближе термистор к устройству, за которым нужно следить, тем лучше будет результат; они могут быть встроены в устройство или закреплены на поверхности.

Обратите внимание, что термисторы бывают самых разных типов. Если вам нужен термистор производства Pyrosales — предоставьте как можно больше информации, включая стоимость лампы. Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации или позвоните нам по телефону 1300 737 976 .

Что такое термистор? — Информация о термисторе

Термисторы

— это термочувствительные резисторы, основная функция которых — показывать большое, предсказуемое и точное изменение электрического сопротивления при соответствующем изменении температуры тела.Термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) демонстрируют снижение электрического сопротивления при повышении температуры тела, а термисторы с положительным температурным коэффициентом (PTC) демонстрируют увеличение электрического сопротивления при повышении температуры тела. U.S. Sensor Corp.®, приобретенная Littelfuse в 2017 году, производит термисторы, способные работать в диапазоне температур от -100 ° до более + 600 ° по Фаренгейту. Из-за их очень предсказуемых характеристик и превосходной долговременной стабильности термисторы обычно считаются наиболее предпочтительными датчиками для многих приложений, включая измерение и регулирование температуры.

С тех пор, как отрицательный температурный коэффициент сульфида серебра был впервые обнаружен Майклом Фарадеем в 1833 году, технология термисторов постоянно совершенствовалась. Самой важной характеристикой термистора, несомненно, является его чрезвычайно высокий температурный коэффициент сопротивления. Современная технология термисторов позволяет производить устройства с чрезвычайно точными характеристиками сопротивления в зависимости от температуры, что делает их наиболее выгодными датчиками для самых разных применений.

Изменение электрического сопротивления термистора из-за соответствующего изменения температуры очевидно независимо от того, изменилась ли температура корпуса термистора в результате проводимости или излучения из окружающей среды или из-за «самонагрева», вызванного рассеянием мощности внутри устройства.

Когда термистор используется в цепи, в которой мощность, рассеиваемая внутри устройства, недостаточна, чтобы вызвать «самонагрев», температура корпуса термистора будет соответствовать температуре окружающей среды.Термисторы не являются «самонагревающимися» для использования в таких приложениях, как измерение температуры, контроль температуры или температурная компенсация.

Когда термистор используется в цепи, где мощность, рассеиваемая внутри устройства, достаточна для «самонагрева», температура корпуса термистора будет зависеть от теплопроводности окружающей среды, а также от его температуры. Термисторы являются «самонагревающимися» для использования в таких приложениях, как определение уровня жидкости, определение расхода воздуха и измерение теплопроводности.

Что такое термистор и как он работает?

Изображение предоставлено: Кристиан Сторто / Shutterstock.com

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

В этой статье термисторы исследуются более подробно, включая то, что они собой представляют, как они работают, различные типы, которые используются, их области применения и ключевые параметры производительности, используемые при выборе этих устройств.

Чтобы узнать больше о других типах электрических и электронных устройств, см. Соответствующие руководства, список которых приведен в конце этой статьи.Чтобы узнать больше о других типах датчиков, см. Соответствующее руководство — Датчики — Полное руководство (типы, приложения и поставщики).

Что такое термистор?

Термисторы

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

, где R ₂ — значение сопротивления при рабочей температуре T ₂ , а R ₁ — значение сопротивления при температуре T ₁ , которое обычно соответствует комнатной температуре ( 25 ^o C).

В типичных постоянных или переменных резисторах, используемых в электрических цепях, желательно иметь небольшой TCR, поскольку он приводит к стабильным электрическим характеристикам в широком диапазоне температур. Однако для термисторов предпочтительнее большое значение TCR, поскольку оно позволяет легче измерять изменение значения сопротивления в зависимости от температуры и использовать его в качестве точного отражения изменения температуры.

Термисторы

часто указываются в качестве альтернативы другим типам устройств измерения температуры, таким как датчики температуры сопротивления (RTD).(Более подробную информацию о других типах датчиков температуры, включая RTD, можно найти в наших руководствах «Все о датчиках температуры и типах контактных датчиков».)

Типы термисторов и принцип их работы

Обычно термисторы делятся на два основных типа:

• Отрицательный температурный коэффициент или термисторы NTC
• Положительный температурный коэффициент или термисторы PTC

Термистор с отрицательным температурным коэффициентом обладает тем свойством, что при повышении температуры сопротивление устройства уменьшается.Следовательно, значение TCR для этих устройств отрицательное и будет отображаться графически в виде кривой с отрицательным наклоном, когда сопротивление откладывается по оси y, а температура откладывается по оси x. На рисунке 1 ниже показан пример характеристической кривой термистора NTC. Помимо уменьшения сопротивления, связанного с повышением температуры, обратите внимание, что наклон кривой непостоянен, и поэтому зависимость между сопротивлением и температурой нелинейна. Кроме того, чем круче кривая, тем выше температурная чувствительность устройства, поскольку относительно небольшое изменение температуры может привести к значительному изменению значения сопротивления термистора.

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

Рисунок 1 — Пример характеристической кривой сопротивления-температуры для термистора NTC

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

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

Рисунок 2 — Пример характеристической кривой сопротивления-температуры для термистора PTC

Как видно из этой кривой, поведение сопротивления термистора PTC изменению температуры очень нелинейно. Первоначально устройство демонстрирует снижение сопротивления с повышением температуры, достигая минимального значения R _мин перед тем, как снова начать увеличиваться при дальнейшем повышении температуры.Как только температура достигает критической точки (называемой температурой Кюри, температурой переключения, температурой перехода или температурой точки излома — T _b , как показано на рисунке 2), устройство показывает резкое увеличение сопротивления с каждым градусом изменения температура. Говорят, что при температурах ниже T _b устройство работает в состоянии с низким сопротивлением; выше T _b устройство переходит в состояние с высоким сопротивлением.

Существует два основных типа термисторов PTC — термочувствительные кремниевые резисторы (также называемые силисторами) и переключающие термисторы PTC.На рис. 2 представлена ​​характеристическая кривая, более типичная для переключающего термистора с положительным температурным коэффициентом. Силистор имеет тенденцию демонстрировать более линейное увеличение сопротивления с изменением температуры в пределах своего номинального рабочего диапазона и чаще всего используется для обеспечения температурной компенсации для кремниевых полупроводниковых устройств.

Применения термистора

Термисторы

NTN чаще всего используются в системах измерения и регулирования температуры из-за большого изменения сопротивления в зависимости от температуры.Они также используются в электрических цепях, где требуется температурная компенсация, например, в генераторах или ЖК-дисплеях. Поскольку они испытывают временную задержку перед достижением более низкого сопротивления, другое использование этих устройств — функционирование в качестве ограничителя пускового тока. Кроме того, эти термисторы могут найти применение в качестве датчиков наличия жидкости. Когда жидкость входит в контакт с устройством, постоянная рассеяния изменяется, позволяя термистору обнаруживать такой контакт.

Переключающие термисторы с положительным температурным коэффициентом имеют характеристики, позволяющие использовать их в качестве нагревателя или самовосстанавливающегося предохранителя. Термисторы PTC могут эффективно нагревать объект до определенной температуры и поддерживать это значение температуры. Характеристическая кривая, показанная на рисунке 2, показывает, что в состоянии высокого сопротивления устройство будет стремиться к саморегулированию при постоянной (заданной) температуре. Если температура снижается, сопротивление уменьшается, что позволяет большему току проходить через устройство, рассеивая больше энергии и снова повышая температуру.Точно так же, если температура увеличится от установленного значения, сопротивление устройства будет увеличиваться, ограничивая ток и вызывая падение температуры. Производители могут изменять состав керамических материалов, используемых в конструкции термистора PTC, который затем может в некоторой степени изменять температуру перехода и регулируемую температуру. Применения, в которых термисторы PTC используются в качестве нагревателя, включают нагреватели дизельного топлива для нагрева топлива, чтобы облегчить запуск холодного двигателя, в составе двигателей для парафина для работы дверцы дозатора мыла в посудомоечной машине, в биметаллических переключателях и в индикаторах угла атаки в самолет.Во многих других областях применения термисторы PTC используются для нагрева, в том числе:

• Подогреватели блока цилиндров для холодного климата
• Зеркало для удаления льда
• Нагреватели для кофейников
• Обогреватели керамические
• Клапаны с термоэлектрическим приводом

Внезапное и резкое изменение сопротивления выше температуры Кюри — это свойство, которое позволяет термисторам PTC также использоваться в приложениях в качестве сбрасываемых предохранителей, например, для защиты от бросков тока и обеспечения защиты от перегрузки по току.Например, в случае электродвигателя с набором пусковых обмоток термистор PTC может быть подключен электрически последовательно с пусковой катушкой. Когда двигатель запускается первоначально, термистор PTC работает в состоянии низкого сопротивления и пропускает ток в пусковые обмотки. Когда ток течет через устройство, оно рассеивает тепло и повышается температура. Как только устройство переходит в состояние с высоким сопротивлением, ток к пусковым обмоткам фактически отключается, и пусковая катушка отключается от цепи.

Точно так же термисторы PTC могут работать для ограничения тока в ситуации перегрузки по току. В случае возникновения короткого замыкания резкое протекание тока через термистор приведет к его быстрому нагреву выше температуры перехода. Находясь в состоянии высокого сопротивления, устройство может ограничивать ток, протекающий по цепи, чтобы предотвратить продолжение короткого или сверхтока. Как только условие перегрузки по току исправлено, ток, протекающий через термистор PTC, падает, устройство охлаждается, и его сопротивление уменьшается при переходе из состояния с высоким сопротивлением.Следовательно, термисторы PTC действуют как самовосстанавливающиеся предохранители.

Технические характеристики и ключевые термины

Термисторы

имеют ряд ключевых характеристик и терминов; некоторые из наиболее важных из них приведены ниже.

• Сопротивление при нулевой нагрузке — представляет собой сопротивление термистора в условиях холостого хода, т. Е. Измеренное с использованием такого уровня мощности, при котором тепловыделение от рабочего тока в устройстве практически отсутствует.Измерение обычно проводят при комнатной температуре (25 ^o C).
• Бета-константа (β) — также иногда называемая значением B, представляет собой наклон кривой зависимости сопротивления от температуры в заданном диапазоне температур. Для температур T ₁ и T ₂ это значение может быть вычислено как:

• Alpha (α) — представляет собой температурный коэффициент сопротивления при нулевой мощности, определяемый как относительное изменение сопротивления, связанное с изменением температуры.Это связано с первой производной кривой R-T и определяется как:

где R — сопротивление, а T — температура.

• Тепловая постоянная времени (τ) — определяется как время, необходимое термистору для перехода на 63,2%, или (1 — 1 / e) разницы между начальной и конечной температурами. Это значение основано на экспоненциальной модели изменения температуры термистора со временем, которая может быть приблизительно равна:

• Константа рассеяния (δ) — измеряет количество энергии, необходимое для изменения температуры термистора на 1 ^o C за счет самонагрева от приложенного тока смещения.Значение измеряется при определенной температуре окружающей среды и выражается в мВт / ^o C.

Сводка

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

Источники:

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

Связанные статьи о датчиках:

Больше от Automation & Electronics

Что такое термистор — Поставка RSP

Что такое термистор?

Термистор — это просто резистор, чувствительный к изменению температуры

• При изменении температуры изменяется сопротивление

Два разных стиля

• NTC (отрицательный температурный коэффициент)
  • Как темп.увеличивается, сопротивление падает
• PTC (положительный температурный коэффициент)
  • Как темп. увеличивается, сопротивление также увеличивается

Термисторы NTC чаще используются для измерения температуры

Преимущества и недостатки термистора

Преимущества

• Менее дорого
• Может намного быстрее измерять изменение температуры
• Обеспечивает более высокое разрешение (лучшую точность) в пределах диапазона, который они могут измерить

Недостатки

• Ограниченный диапазон температур, в котором измеряется
• Устойчивость к температурной корреляции нелинейная
• Может «самонагреваться», вызывая неточные показания температуры

Выписка:

[0m: 4s] Привет, я Джош Блум, добро пожаловать в еще один видеоролик из образовательной серии RSP Supply.Если вы обнаружите, что эти видео полезны для вас, это, безусловно, поможет нам, если вы поставите нам большой палец и подпишетесь на наш канал.
[0m: 16s] В сегодняшнем видео мы снова будем говорить об устройствах, которые обычно используются для измерения температуры.
[0m: 23s] Более конкретно, мы будем говорить о
[0m: 27s] Термисторы, которые представляют собой просто термочувствительные резисторы. Как и термометры сопротивления, термисторы зависят от изменения электрического сопротивления для измерения температуры.

[0m: 41s] Если вы еще не видели другое видео, в котором мы говорим о RTD, мы свяжемся с ним в описании ниже.
[0m: 48s] Хотя RTD и термисторы имеют много общего, есть несколько различий, которые делают их хорошей альтернативой в некоторых ситуациях. В этом видео мы обсудим, как работают термисторы, чем они отличаются от RTD, а также в каких приложениях имеет смысл их использовать?
[1 м: 10 с] Как упоминалось ранее, термистор — это просто резистор, чувствительный к изменению температуры.
[1 м: 17 с] Материалы, из которых они изготовлены, могут различаться в зависимости от используемого термистора.
[1m: 25s] С учетом сказанного, все они действуют одинаково.
[1м: 29сек] При изменении температуры изменяется сопротивление.
[1 м: 34 с] Сопротивление конкретного термистора будет равняться определенной температуре на основе масштабирования для этого устройства.
[1 м: 43 с] Можно использовать термисторы двух разных стилей.

[1 м: 48 с] Сначала NTC или отрицательный температурный коэффициент,
[1 м: 54 с] и PTC или положительный температурный коэффициент.
[1 м: 59 с] Для измерения температуры обычно используется термистор NTC.

[2 м: 5 с] Сопротивление термисторов NTC упадет
[2 м: 10 с] с повышением температуры, в то время как термистор PTC будет видеть повышенное сопротивление при повышении температуры.
[2 м: 19 с] Измерительный элемент на термисторе обычно покрыт стеклом или эпоксидной смолой в зависимости от измеряемого диапазона температур.
[2m: 30s] Итак, каковы различия, а также некоторые преимущества и недостатки использования термистора по сравнению с RTD, который является очень похожим устройством.
[2m: 41s] Начнем с некоторых преимуществ. Первые термисторы немного дешевле термометров сопротивления, что делает их очень привлекательным вариантом.
[2m: 53s] Кроме того, из-за своего очень маленького размера они могут измерять изменения температуры немного быстрее, чем RTD.
[3 м: 2 с] Они также могут обеспечить гораздо более высокое разрешение или лучшую точность в пределах диапазона, для измерения которого они предназначены.
[3m: 11s] Однако у этого типа измерительного устройства есть и некоторые недостатки.Во-первых, они имеют гораздо более ограниченный диапазон температур, в котором они могут читать.
[3м: 23с] Если температура выше 350 градусов по Цельсию, термистор вряд ли станет хорошим вариантом.
[3м: 32с] Также,
[3 м: 34 с] сопротивление к диапазону температур нелинейно, что значительно затрудняет получение данных измерений.
[3m: 44s] Еще одним недостатком является то, что термисторы могут выделять тепло из-за протекающего через них тока.
[3м: 52с] Из-за этого эффекта самонагрева они могут иногда вызывать неточные показания температуры.
[4m: 0s] Как упоминалось ранее, RTD и термисторы очень похожи, но все же отличаются в некоторых очень важных аспектах. В зависимости от вашей ситуации и бюджета термистор может быть лучшим вариантом для вас.
[4m: 15s] Таким образом, при подходящих условиях термосы могут быть очень надежным и точным способом измерения температуры.
[4m: 22s] Полную линейку устройств для измерения температуры и тысячи других продуктов можно найти на нашем веб-сайте.Для получения дополнительной информации или других обучающих видеороликов посетите RSPSupply.com, основной источник информации о промышленном оборудовании в Интернете. Также не забывайте: ставьте лайки и подписывайтесь.

Термисторы

— обзор | Темы ScienceDirect

2 АНЕМОМЕТРИЯ ТЕРМИСТОРА

Термисторы могут обеспечивать измерения скорости в ответ на изменения теплопередачи, которая для данной геометрии в основном зависит от скорости и температуры воздуха. Преимущества термисторов перед другими термоанемометрами, такими как термоанемометры, включают точность при низких скоростях, надежность и стабильность.Небольшой размер и низкая стоимость термисторов означают, что, несмотря на то, что они являются устройством вторжения, их можно использовать в большом количестве по всей плоскости радиатора. Высокое разрешение устройства, которое можно получить с помощью термисторной анемометрии, рассматривается как главное преимущество этого метода.

Термисторы — это полупроводники, которые демонстрируют значительные и точные изменения электрического сопротивления в ответ на изменения температуры их тела. Термисторы, которые использовались во время этого исследования, представляли собой термисторы с герметизированными стеклянными шариками с отрицательным температурным коэффициентом (NTC).

Расмуссен [3] показал, что термисторы NTC демонстрируют следующую взаимосвязь между температурой и сопротивлением ( R _T ):

RT = R0eβ1T − 1T0

Где R ₀ — эталонное сопротивление термистора. при эталонной температуре T ₀ , и β — постоянная материала. Температурный коэффициент сопротивления α равен:

[3] α = 1RdRdT = −βT2

Если питание на термистор подается электрическим током I , рассеиваемая мощность составляет P, и температура окружающей жидкости составляет T _e , , тогда уравнение теплопередачи принимает следующий вид:

[3] cdTdt = P − κT − Te

Где c — теплоемкость, которая является свойством материала и конструкции термистора, а κ — коэффициент рассеяния.

Коэффициент рассеяния можно интерпретировать как мощность, необходимую для повышения температуры термистора на один градус выше температуры окружающей жидкости. Температура термистора и, следовательно, его сопротивление будут реагировать на изменение коэффициента рассеяния. Именно эта характеристика делает термисторы подходящими для таких применений, как анемометрия. Если термистор используется в однонаправленном ламинарном потоке с постоянными другими свойствами жидкости, коэффициент рассеяния можно рассматривать только как функцию скорости жидкости.