Позисторы термисторы: Позистор и термистор, в чем отличие?

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.

Содержание

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 102С). 1 Кельвин = минус 272,15С.
  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.

  1. 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.

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.

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.

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.

<

Терморезисторы.

Обозначение на схеме, разновидности, применение

В электронике всегда приходится что-то измерять или оценивать. Например, температуру. С этой задачей успешно справляются терморезисторы – электронные компоненты на основе полупроводников, сопротивление которых изменяется в зависимости от температуры.

Здесь я не буду расписывать теорию физических процессов, которые происходят в терморезисторах, а перейду ближе к практике – познакомлю читателя с обозначением терморезистора на схеме, его внешним видом, некоторыми разновидностями и их особенностями.

На принципиальных схемах терморезистор обозначается вот так.

Обозначение терморезистора на принципиальной схеме

В зависимости от сферы применения и типа терморезистора обозначение его на схеме может быть с небольшими отличиями. Но вы всегда его определите по характерной надписи t или .

Основная характеристика терморезистора – это его ТКС. ТКС – это температурный коэффициент сопротивления. Он показывает, на какую величину изменяется сопротивление терморезистора при изменении температуры на 1°С (1 градус Цельсия) или 1 градус по Кельвину.

У терморезисторов несколько важных параметров. Приводить я их не буду, это отдельный рассказ.

На фото показан терморезистор ММТ-4В (4,7 кОм). Если подключить его к мультиметру и нагреть, например, термофеном или жалом паяльника, то можно убедиться в том, что с ростом температуры его сопротивление падает.

Терморезистор ММТ-4В

Терморезисторы есть практически везде. Порой удивляешься тому, что раньше их не замечал, не обращал внимания. Давайте взглянем на плату от зарядного устройства ИКАР-506 и попробуем найти их.

Плата зарядного устройства ИКАР-506

Вот первый терморезистор. Так как он в корпусе SMD и имеет малые размеры, то запаян на небольшую плату и установлен на алюминиевый радиатор – контролирует температуру ключевых транзисторов.

Терморезистор для контроля температуры ключевых транзисторов

Второй. Это так называемый NTC-термистор (JNR10S080L). О таких я ещё расскажу. Служит он для ограничения пускового тока. Забавно. Вроде терморезистор, а служит в качестве защитного элемента.

NTC-термистор JNR10S080L на плате зарядного устройства

Почему то если заходит речь о терморезисторах, то обычно думают, что они служат для измерения и контроля температуры. Оказывается, они нашли применение и как устройства защиты.

Также терморезисторы устанавливаются в автомобильные усилители. Вот терморезистор в усилителе Supra SBD-A4240. Здесь он задействован в цепи защиты усилителя от перегрева.

Терморезистор на радиаторе автоусилителя Supra SBD-A4240

Вот ещё пример. Это литий-ионный аккумулятор DCB-145 от шуруповёрта DeWalt. Вернее, его "потроха". Для контроля температуры аккумуляторных ячеек применён измерительный терморезистор.

Измерительный терморезистор на печатной плате литиевого аккумулятора

Его почти не видно. Он залит силиконовым герметиком. Когда аккумулятор собран, то этот терморезистор плотно прилегает к одной из Li-ion ячеек аккумулятора.

Прямой и косвенный нагрев.

По способу нагрева терморезисторы делят на две группы:

  • Прямой нагрев. Это когда терморезистор нагревается внешним окружающим воздухом или током, который протекает непосредственно через сам терморезистор. Терморезисторы с прямым нагревом, как правило, используются либо для измерения температуры, либо температурной компенсации. Такие терморезисторы можно встретить в термометрах, термостатах, зарядных устройствах (например, для Li-ion батарей шуруповёртов).

  • Косвенный нагрев. Это когда терморезистор нагревается рядом расположенным нагревательным элементом. При этом он сам и нагревательный элемент электрически не связаны друг с другом. В таком случае, сопротивление терморезистора определяется функцией тока, протекающего через нагревательный элемент, а не через терморезистор. Терморезисторы с косвенным нагревом являются комбинированными приборами.

NTC-термисторы и позисторы.

По зависимости изменения сопротивления от температуры терморезисторы делят на два типа:

Давайте разберёмся, какая между ними разница.

NTC-термисторы.

Своё название NTC-термисторы получили от сокращения NTC – Negative Temperature Coefficient, или "Отрицательный Коэффициент Сопротивления". Особенность данных термисторов в том, что при нагреве их сопротивление уменьшается. Кстати, вот так обозначается NTC-термистор на схеме.

Обозначение NTC-термистора на схеме
Обозначение термистора на схеме

Как видим, стрелки на обозначении разнонаправлены, что указывает на основное свойство NTC-термистора: температура увеличивается (стрелка вверх), сопротивление падает (стрелка вниз). И наоборот.

На практике встретить NTC-термистор можно в любом импульсном блоке питания. Например, такой термистор можно обнаружить в блоке питания компьютера. Мы уже видели NTC-термистор на плате ИКАР'а, только там он был серо-зелёного цвета.

На этом фото NTC-термистор фирмы EPCOS. Применяется для ограничения пускового тока.

NTC-термистор

Для NTC-термисторов, как правило, указывается его сопротивление при 25°С (для данного термистора это 8 Ом) и максимальный рабочий ток. Обычно это несколько ампер.

Данный NTC-термистор устанавливается последовательно, на входе сетевого напряжения 220V. Взгляните на схему.

Схема включения NTC-термистора для ограничения пускового тока

Так как он включен последовательно с нагрузкой, то весь потребляемый ток протекает через него. NTC-термистор ограничивает пусковой ток, который возникает из-за заряда электролитических конденсаторов (на схеме С1). Бросок зарядного тока может привести к пробою диодов в выпрямителе (диодный мост на VD1 - VD4).

При каждом включении блока питания конденсатор начинает заряжаться, а через NTC-термистор начинает протекать ток. Сопротивление NTC-термистора при этом велико, так как он ещё не успел нагреться. Протекая через NTC-термистор, ток разогревает его. После этого сопротивление термистора уменьшается, и он практически не препятствует протеканию тока, потребляемого прибором. Таким образом, за счёт NTC-термистора удаётся обеспечить "плавный запуск" электроприбора и уберечь от пробоя диоды выпрямителя.

Понятно, что пока импульсный блок питания включен, NTC-термистор находится в "подогретом" состоянии.

Если в схеме происходит выход из строя каких-либо элементов, то, обычно резко возрастает и потребляемый ток. При этом нередки случаи, когда NTC-термистор служит своего рода дополнительным предохранителем и также выходят из строя из-за превышения максимального рабочего тока.

Далее на фото наглядный пример – сгоревший NTC-термистор 5D-11, который был установлен в зарядном устройстве ИКАР-506. Он ограничивал пусковой ток при включении.

Сгоревший термистор

Сгоревший NTC-термистор 5D-11

Выход из строя ключевых транзисторов в блоке питания зарядного устройства привел к превышению максимального рабочего тока этого термистора (max 4A) и он сгорел.

Позисторы. PTC-термисторы.

Термисторы, сопротивление которых при нагреве растёт, называют позисторами. Они же PTC-термисторы (PTC - Positive Temperature Coefficient, "Положительный Коэффициент Сопротивления").

Стоит отметить, что позисторы получили менее широкое распространение, чем NTC-термисторы.

Условное обозначение позистора на схеме.

Условное обозначение позистора на схеме

Позисторы легко обнаружить на плате любого цветного CRT-телевизора (с кинескопом). Там он установлен в цепи размагничивания. В природе встречаются как двухвыводные позисторы, так и трёхвыводные.

На фото представитель двухвыводного позистора, который применяется в цепи размагничивания кинескопа.

Двухвыводной позистор

Внутри корпуса между выводами-пружинами установлено рабочее тело позистора. По сути это и есть сам позистор. Внешне выглядит как таблетка с напылением контактного слоя по бокам.

Внутренности двухвыводного позистора

Как я уже говорил, позисторы используются для размагничивания кинескопа, а точнее его маски. Из-за магнитного поля Земли или влияния внешних магнитов маска намагничивается, и цветное изображение на экране кинескопа искажается, появляются пятна.

Наверное, каждый помнит характерный звук "бдзынь", когда включается телевизор - это и есть тот момент, когда работает петля размагничивания.

Кроме двухвыводных позисторов широко применяются трёхвыводные позисторы. Вот такие.

Позисторы трёхвыводные

Далее на фото трёхвыводный позистор СТ-15-3.

Позистор CT-15-3

Отличие их от двухвыводных заключается в том, что они состоят из двух позисторов-"таблеток", которые установлены в одном корпусе. На вид эти "таблетки" абсолютно одинаковые. Но это не так. Кроме того, что одна таблетка чуть меньше другой, так ещё и сопротивление их в холодном состоянии (при комнатной температуре) разное. У одной таблетки сопротивление около 1,3 ~ 3,6 кОм, а у другой всего лишь 18 ~ 24 Ом.

Трёхвыводные позисторы также применяются в цепи размагничивания кинескопа, как и двухвыводные, но только схема их включения немного иная. Если вдруг позистор выходит из строя, а такое бывает довольно часто, то на экране телевизора появляются пятна с неестественным отображением цвета.

Более детально о применении позисторов в цепи размагничивания кинескопов я уже рассказывал здесь.

Так же, как и NTC-термисторы, позисторы используются в качестве устройств защиты. Одна из разновидностей позистора - это самовосстанавливающийся предохранитель.

SMD-терморезисторы.

С активным внедрением SMT-монтажа, производители стали выпускать миниатюрные терморезисторы, адаптированные и под него. Размеры их корпуса, как правило, соответствуют стандартным типоразмерам (0402, 0603, 0805, 1206), которые имеют чип резисторы и конденсаторы. Маркировка на них не наносится, что затрудняет их идентификацию. По внешнему виду SMD-терморезисторы очень похожи на керамические SMD-конденсаторы.

Встроенные терморезисторы.

В электронике активно применяются и встроенные терморезисторы. Если у вас паяльная станция с контролем температуры жала, то в нагревательный элемент встроен тонкоплёночный терморезистор. Также терморезисторы встраиваются и в фен термовоздушных паяльных станций, но там он является отдельным элементом.

Стоит отметить, что в электронике наряду с терморезисторами активно применяются термопредохранители и термореле (например, типа KSD), которые также легко обнаружить в электронных приборах.

Теперь, когда мы познакомились с терморезисторами, пора узнать об их параметрах.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Библиотека электронных компонентов: Термисторы

%PDF-1.6 % 218 0 obj > endobj 314 0 obj >stream application/pdf

  • Библиотека электронных компонентов: Термисторы
  • Библиотека электронных компонентов: Термисторы
  • ntc
  • вольтамперные характеристики диодов
  • термисторы
  • термисторы дисковые
  • выводные
  • датчики
  • позисторы
  • датчики уровня
  • 2000-09-15T12:42:06Z PSCRIPT.DRV âåðñèè 4.0 2020-07-13T15:39:43+03:00 2020-07-13T15:39:43+03:00 Acrobat Distiller 3.01 for Windows ntc, вольтамперные характеристики диодов, термисторы, термисторы дисковые, выводные, датчики, позисторы, датчики уровня uuid:c9fdceb7-4605-4972-8276-0bfd056869ad uuid:8f3fd307-1352-4cb3-a1e1-74f78b205997 endstream endobj 208 0 obj > endobj 207 0 obj > endobj 209 0 obj > endobj 211 0 obj > endobj 212 0 obj > endobj 213 0 obj > endobj 216 0 obj > endobj 215 0 obj > endobj 214 0 obj > endobj 151 0 obj > endobj 157 0 obj > endobj 161 0 obj > endobj 164 0 obj > endobj 166 0 obj >stream HMox fo䠍?bZ l`5{OV`X3&[Ej߷/W/+hP |2!9W+%b"h#n>_K

    определение, виды, как работает и как выбрать

    Термистор представляет собой резистивный термометр или резистор, сопротивление которого зависит от температуры. Термин представляет собой комбинацию термо и резистор. Он изготовлен из оксидов металлов, спрессован в шарики, диски или цилиндрическую форму, а затем герметизирован непроницаемым материалом, таким как эпоксидная смола или стекло.

    Существует два типа термисторов: отрицательный температурный коэффициент (NTC) и положительный температурный коэффициент (PTC). С термистором NTC, когда температура увеличивается, сопротивление уменьшается. И наоборот, когда температура снижается, сопротивление увеличивается. Этот тип термистора используется чаще всего.

    Термистор PTC работает немного по-другому. Когда температура увеличивается, сопротивление увеличивается, а когда температура уменьшается, сопротивление уменьшается. Этот тип термистора обычно используется в качестве предохранителя. Огромный выбор терморезисторов вы можете посмотреть и приобрести на Алиэкспресс:

    Как правило, термистор достигает высокой точности в ограниченном температурном диапазоне около 50ºC относительно целевой температуры. Этот диапазон зависит от базового сопротивления.

    Термистор на схеме

    Стрелка Т обозначает, что сопротивление является переменным в зависимости от температуры. Направление стрелки или полосы не имеет значения.

    Термисторы просты в использовании, недороги, прочны и предсказуемо реагируют на изменения температуры. Хотя они не очень хорошо работают при чрезмерно высоких или низких температурах, они являются предпочтительным датчиком для применений, которые измеряют температуру в желаемой базовой точке. Они идеальны, когда требуются очень точные температуры.

    Некоторые из наиболее распространенных применений термисторов используются в цифровых термометрах, в автомобилях для измерения температуры масла и охлаждающей жидкости, а также в бытовых приборах, таких как духовки и холодильники, но они также встречаются практически в любом приложении, где для обеспечения безопасности требуются защитные контуры отопления или охлаждения. Для более сложных приложений, таких как детекторы лазерной стабилизации, оптические блоки и устройства с зарядовой связью, встроен термистор. Например, термистор 10 кОм является стандартом, который встроен в лазерные пакеты.

    История термистора

    Майкл Фарадей — английский ученый впервые открыл понятие термисторов в 1833 году, сообщая о полупроводниковом поведении сульфида серебра. Благодаря своим исследованиям он заметил, что устойчивость к сульфидам серебра снижалась с повышением температуры. Это открытие впоследствии привело к коммерческому производству термисторов в 1930-х годах, когда Сэмюэль Рубен изобрел первый коммерческий термистор. С тех пор технология улучшилась; прокладывать дорогу к совершенствованию производственных процессов; наряду с доступностью более качественного материала.

    Как работает термистор

    Термистор на самом деле ничего не «читает», вместо этого сопротивление термистора меняется в зависимости от температуры. Степень изменения сопротивления зависит от типа материала, используемого в термисторе.

    В отличие от других датчиков, термисторы являются нелинейными, то есть точки на графике, представляющие взаимосвязь между сопротивлением и температурой, не будут образовывать прямую линию. Расположение линии и степень ее изменения определяется конструкцией термистора. Типичный график термистора выглядит следующим образом:

    График зависимости сопротивления от температуре на термистореГрафик зависимости сопротивления от температуре на термисторе

    Как изменение сопротивления преобразуется в измеримые данные, будет подробно рассмотрено ниже.

    Разница между термистором и другими датчиками

    В дополнение к термисторам используются несколько других типов датчиков температуры. Наиболее распространенными являются резистивные датчики температуры (RTD) и интегральные схемы (IC), такие как типы LM335 и AD590. Какой датчик лучше всего подходит для конкретного использования, зависит от многих факторов. В приведенной ниже таблице дано краткое сравнение преимуществ и недостатков каждого из них.

    ПараметрТермисторRTDLM335AD592
    Разница температурВ пределах ~ 50° С от заданной центральной температурыОт −260° C до + 850° C  От −40° C до + 100° C  От -20° C до + 105° C  
    Относительная стоимость  НедорогойСамый дорогойДорогойДорогой
    Постоянная времениОт 6 до 14 секундОт 1 до 7 секундОт 1 до 3 секундОт 2 до 60 секунд
    СтабильностьОчень стабильный, 0,0009° C~0.05° С~0.01° С~0.01° С
    Чувствительность  ВысокоНизкийНизкийНизкий
    Преимущества  Долговечный
    Долгоиграющий
    Высокочувствительный
    Маленький размер
    Самая низкая
    СтоимостьЛучше всего подходит для измерения температуры в одной точке  
    Лучшее время отклика
    Линейный выход
    Самый широкий диапазон рабочих температур
    Лучше всего для измерения диапазона температур  
    Умеренно дорого
    Линейный выход  
    Умеренно дорого
    Линейный выход  
    НедостаткиНелинейный выход
    Ограниченный температурный диапазон
    Медленное время отклика  
    Дорого
    Низкая чувствительность  
    Ограниченный температурный диапазон
    Низкая чувствительность
    Большой размер  
    Самое медленное время отклика
    Ограниченный температурный диапазон
    Низкая чувствительность
    Большой размер  

    Температурный диапазон: приблизительный общий диапазон температур, в которых может использоваться тип датчика. В пределах заданного температурного диапазона некоторые датчики работают лучше, чем другие.

    Относительная стоимость: относительная стоимость, поскольку эти датчики сравниваются друг с другом. Например, термисторы недороги по отношению к термометрам сопротивления, отчасти потому, что предпочтительным материалом для термопреобразователей сопротивления является платина.

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

    Стабильность: способность контроллера поддерживать постоянную температуру на основе обратной связи датчика температуры.

    Чувствительность: степень реакции на изменение температуры.

    Преимущества и недостатки NTC и PTC

    Термисторы NTC прочны, надежны и стабильны, и они оборудованы для работы в экстремальных условиях окружающей среды и помехоустойчивости в большей степени, чем другие типы датчиков температуры.

    • Компактный размер: варианты упаковки позволяют им работать в небольших или ограниченных пространствах; тем самым занимая меньше места на печатных платах.
    • Быстрое время отклика: небольшие размеры позволяют быстро реагировать на изменение температуры, что важно, когда требуется немедленная обратная связь.
    • Экономичность: термисторы не только дешевле, чем другие типы датчиков температуры; Если приобретенный термистор имеет правильную кривую RT, никакая другая калибровка не требуется во время установки или в течение срока ее эксплуатации.
    • Совпадение точек: способность получить определенное сопротивление при определенной температуре.
    • Соответствие кривой: сменные термисторы с точностью от + 0,1 ° C до + 0,2 ° C.

    Какие типы и формы термистора доступны на рынке

    Термисторы бывают разных форм — дисковые, микросхемы, шариковые или стержневые и могут монтироваться на поверхности или встраиваться в систему. Они могут быть заключены в эпоксидную смолу, стекло, обожжены в феноле или окрашены. Наилучшая форма часто зависит от того, какой материал контролируется, например, от твердого вещества, жидкости или газа.

    Например, терморезистор с бусинками идеально подходит для встраивания в устройство, а стержень, диск или цилиндрическая головка лучше всего подходят для оптических поверхностей. Термисторный чип обычно монтируется на печатной плате (PCB). Существует много, много разных форм термисторов, и некоторые примеры:

    На рисунке разные типы и формы термисторовНа рисунке разные типы и формы термисторов

    Выберите форму, которая обеспечивает максимальный контакт поверхности с устройством, температура которого контролируется. Независимо от типа термистора, соединение с контролируемым устройством должно быть выполнено с использованием теплопроводящей пасты или эпоксидного клея. Обычно важно, чтобы эта паста или клей не были электропроводящими.

    Какое сопротивление термистора и ток смещения следует использовать

    Термисторы классифицируются по величине сопротивления, измеренной при комнатной температуре окружающей среды, которая считается 25° C. Устройство, температуру которого необходимо поддерживать, имеет определенные технические характеристики для оптимального использования, как определено производителем. Они должны быть определены до выбора датчика. Поэтому важно знать следующее.

    Каковы максимальные и минимальные температуры для устройства

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

    Поскольку термисторы являются нелинейными, то есть значения температуры и сопротивления изображены на графике в виде кривой, а не прямой линии, очень высокие или очень низкие температуры регистрируются неправильно. Например, очень небольшие изменения при очень высоких температурах будут регистрировать незначительные изменения сопротивления, которые не приведут 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 небольшие изменения температуры точно регистрируются.

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

    На рисунке разные типы и формы термисторовНа рисунке разные типы и формы термисторов

    Лучше всего выбрать 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 длины волны. В TCS10K5 чувствительность составляет 162 мВ на градус Цельсия в диапазоне от 0 до 1° C, и 43 мВ / °C в диапазоне от 25 до 26 ° C, и 14 мВ ° C в диапазоне от 49 до 50 ° C. C.

    Каковы верхний и нижний пределы напряжения на входе датчика регулятора температуры

    Пределы напряжения обратной связи датчика к регулятору температуры устанавливаются 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 того, какой ток смещения необходим. Закон Ома гласит, что ток через проводник между двумя точками прямо пропорционален разности потенциалов между двумя точками и для этого тока смещения записывается как:

    V = I BIAS x R

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

    Контроллер генерирует ток смещения для преобразования сопротивления термистора в измеряемое напряжение. Контроллер принимает 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 помехи на нижнем конце не мешали считыванию, и не должно превышать 5 В для считывания.

    Предположим, что используется вышеуказанный контроллер и термистор 100 кОм, такой как TCS651 длины волны, и температура, которую необходимо поддерживать устройству, составляет 20° C. Согласно спецификации 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, чтобы решить для I BIAS , мы знаем следующее:

    V / R = I BIAS

    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 можно установить в диапазоне от 2 мкА до 39,5 мкА.

    При выборе термистора и тока смещения лучше всего выбрать тот, в котором развиваемое напряжение находится в середине диапазона. Входной сигнал обратной связи контроллера должен быть под напряжением, которое выводится из сопротивления термистора.

    Поскольку люди наиболее легко относятся к температуре, сопротивление часто нужно менять на температуру. Наиболее точная модель, используемая для преобразования сопротивления термистора в температуру, называется уравнением Стейнхарта-Харта.

    Принцип работы терморезистора и что такое термосопротивление

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

    Пример терморезисторов

    Пример терморезисторов

    Виды

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

    Принцип действия

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

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

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

    Пример и изображение терморезистора в схеме

    Пример и изображение терморезистора в схеме

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

    Прямой и косвенный нагрев

    Существует два типа устройств:

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

    Дальнейшее разделение основано на различиях в конструкции и материалах изготовления.

    Особенности конструкций

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

    Позисторы

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

    Пример позисторов

    Пример позисторов

    Особенности:

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

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

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

    Термисторы

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

    Термисторы со стандартной маркировкой

    Термисторы со стандартной маркировкой

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

    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.

    Область применения

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

    Термодатчик воздуха

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

    Самодельный датчик температуры воздуха

    Самодельный датчик температуры воздуха

    Автомобильный термодатчик

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

    Датчик пожара

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

    Термистор как регулятор пускового тока

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

    Алмаз и родственные материалы – особые терморезисторы

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

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

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

    Чем можно заменить

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

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

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

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

    Видео

    Терморезисторы. Виды и устройство. Работа и параметры

    Полупроводниковые резисторы, сопротивление которых зависит от температуры называются терморезисторы. Они имеют свойство значительного температурного коэффициента сопротивления, величина которого больше, чем у металлов во много раз. Они широко применяются в электротехнике.

    На электрических схемах терморезисторы обозначаются:

    Устройство и работа

    Они имеют простую конструкцию, выпускаются разных размеров и формы.

    В полупроводниках есть свободные носители заряда двух видов: электроны и дырки. При неизменной температуре эти носители произвольно образуются и исчезают. Среднее количество свободных носителей находится в динамическом равновесии, то есть неизменно.

    При изменении температуры равновесие нарушается. Если температура повышается, то число носителей заряда также увеличивается, а при снижении температуры концентрация носителей уменьшается. На удельное сопротивление полупроводника оказывает влияние температура.

    Если температура подходит к абсолютному нулю, то полупроводник имеет свойство диэлектрика. При сильном нагревании он идеально проводит ток. Основной особенностью терморезистора является то, что его сопротивление наиболее заметно зависит от температуры в обычном интервале температур (-50 +100 градусов).

    Популярные терморезисторы производятся в виде стержня из полупроводника, который покрыт эмалью. К нему подведены электроды и колпачки для контакта. Такие резисторы применяются в сухих местах.

    Некоторые терморезисторы располагают в металлическом герметичном корпусе. Поэтому они могут использоваться во влажных местах с агрессивной внешней средой.

    Герметичность корпуса создается при помощи олова и стекла. Стержни из полупроводника обернуты металлизированной фольгой. Для подключения тока применяется проволока из никеля. Величина номинального сопротивления составляет 1-200 кОм, температура работы -100 +129 градусов.

    Принцип действия терморезистора основан на свойстве изменения сопротивления от температуры. Для изготовления используются чистые металлы: медь и платина.

    Основные параметры
    • ТКС – термический коэффициент сопротивления, равен изменению сопротивления участка цепи при изменении температуры на 1 градус. Если ТКС положительный, то терморезисторы называют позисторами (РТС-термисторы). А если ТКС отрицательный, то термисторами (NТС-термисторы). У позисторов при повышении температуры повышается и сопротивление, а у термисторов все происходит наоборот.
    • Номинальное сопротивление – это величина сопротивления при 0 градусах.
    • Диапазон работы. Резисторы делят на низкотемпературные (менее 170К), среднетемпературные (от 170 до 510 К), высокотемпературные (более 570К).
    • Мощность рассеяния. Это величина мощности, в пределах которой терморезистор во время работы обеспечивает сохранение заданных параметров по техническим условиям.
    Виды и особенности терморезисторов

    Все датчики температуры на производстве работают по принципу преобразования температуры в сигнал электрического тока, который можно передавать с большой скоростью на дальние расстояния. Любые величины можно преобразовать в электрические сигналы, переведя их в цифровой код. Они передаются с высокой точностью, и обрабатываются вычислительной техникой.

    Металлические терморезисторы

    Материалом для терморезисторов можно использовать далеко не любые проводники тока, так как к терморезисторам предъявляются некоторые требования. Материал для их изготовления должен иметь высокий ТКС, а сопротивление должно зависеть от температуры по линейному графику в большом интервале температур.

    Также проводник из металла должен обладать инертностью к агрессивным действиям внешней среды и качественно воспроизводить характеристики, что дает возможность менять датчики без особых настроек и измерительных приборов.

    Для таких требований хорошо подходят медь и платина, не считая их высокой стоимости. Терморезисторы на их основе называют платиновыми и медными. ТСП (платиновые) термосопротивления работают при температурах -260 — 1100 градусов. Если температура в пределах от 0 до 650 градусов, то такие датчики применяют в качестве образцов и эталонов, так как в этом интервале нестабильность составляет не более 0,001 градусов.

    Из недостатков платиновых терморезисторов можно назвать нелинейность преобразования и высокую стоимость. Поэтому точные замеры параметров возможны только в рабочем диапазоне.

    Практически широко применяются недорогие медные образцы терморезисторов ТСМ, у которых линейность зависимости сопротивления от температуры намного выше. Их недостатком является малое удельное сопротивление и неустойчивость к повышенным температурам, быстрая окисляемость. В связи с этим термосопротивления на основе меди имеют ограниченное использование, не более 180 градусов.

    Для монтажа платиновых и медных датчиков применяют 2-проводную линию при расстоянии до прибора до 200 метров. Если удаление больше, то применяют трехжильный кабель, в котором третий проводник служит для компенсирования сопротивления проводов.

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

    Полупроводниковые

    Такие сопротивления имеют название термисторов. Если их сравнить с платиновыми и медными образцами, то они обладают повышенной чувствительностью и ТКС отрицательного значения. Это значит, что при возрастании температуры сопротивление резистора снижается. У термисторов ТКС намного больше, чем у платиновых и медных датчиков. При небольших размерах их сопротивление доходит до 1 мегома, что не позволяет оказывать влияние на измерение сопротивлению проводников.

    Для осуществления замеров температуры большую популярность приобрели терморезисторы на полупроводниках КМТ, состоящих из оксидов кобальта и марганца, а также термосопротивления ММТ на основе оксидов меди и марганца. Зависимость сопротивления от температуры на графике имеет хорошую линейность в интервале температур -100 +200 градусов. Надежность терморезисторов на полупроводниках довольно высока, свойства имеют достаточную стабильность в течение длительного времени.

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

    Для подключения термисторов обычно применяют мостовую схему, в которой мост уравновешивается потенциометром. Во время изменения сопротивления резистора от действия температуры мост можно привести в равновесие путем регулировки потенциометра.

    Такой метод ручной настройки используется в учебных лабораториях для демонстрации работы. Регулятор потенциометра оснащен шкалой, которая имеет градуировку в градусах. На практике в сложных схемах измерения эта регулировка происходит в автоматическом режиме.

    Применение терморезисторов

    В работе термодатчиков существует два режима действия. При первом режиме температура датчика определяется лишь температурой внешней среды. Протекающий по резистору ток маленький и не способен его нагреть.

    При 2-м режиме термистор нагревается протекающим током, а его температура определяется условиями отдачи тепла, например, скоростью обдува, плотностью газа и т.д.

    На схемах термисторы (NТС) и резисторы (РТС) имеют соответственно отрицательный и положительный коэффициенты сопротивления, и обозначаются следующим образом:

    Применение термисторов
    • Измерение температуры.
    • Бытовая техника: морозильники, фены, холодильники и т.д.
    • Автомобильная электроника: измерение охлаждения антифриза, масла, контроль выхлопных газов, системы торможения, температура в салоне.
    • Кондиционеры: распределение тепла, контроль температуры в помещении.
    • Отопительные котлы, теплые полы, печи.
    • Блокировка дверей в устройствах нагревания.
    • Электронная промышленность: стабилизация температуры лазерных фотоэлементов и диодов, а также медных обмоток катушек.
    • В мобильных телефонах для компенсации нагрева.
    • Ограничение тока запуска двигателей, ламп освещения, импульсных блоков питания.
    • Контроль наполнения жидкостей.
    Применение позисторов
    • Защита от короткого замыкания в двигателях.
    • Защита от оплавления при токовой перегрузке.
    • Для задержки времени включения импульсных блоков питания.
    • Мониторы компьютеров и кинескопы телевизоров для размагничивания и предотвращения нарушения цвета.
    • В пускателях компрессоров холодильников.
    • Тепловая блокировка трансформаторов и двигателей.
    • Приборы измерения.
    • Автоматика управления техникой.
    • Устройства памяти информации.
    • В качестве нагревателей карбюраторов.
    • В бытовых устройствах: закрывание дверки стиральной машины, в фенах и т.д.
    Похожие темы:
    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.

    Позистор 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.

    Таблица с основными техническими характеристиками позисторов серии B599*5

    • Max.operating voltage (TA = 60°C) – VMAX. 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 - VR. 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 - Tref . Опорная температура. При росте тока через позистор он нагревается, а благодаря нагреву сопротивление его возрастает на несколько порядков. Так вот Tref – это температура позистора, когда его сопротивление начинает резко возрастать. Если взглянуть на график зависимости сопротивления позистора (RPTC) от его температуры (TPTC), 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 (Tref). Я бы назвал эту температуру "температурой перехода".

      График зависимости сопротивления позистора Rptc и его температуры Tptc

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

    • Operating temperature range - Top . 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.

    Электрические характеристики позисторов серии C9xx

    • IR - 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).

    • IS - 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 (IS) и опорная температура (Tref ) связаны, так как ток переключения вызывает разогрев позистора и его температура достигает уровня Tref , при которой сопротивление позистора возрастает.

    • ISmax - Maximum switching current (A). Максимальный ток переключения. Как видим из таблицы, для данной величины указывается ещё и значение напряжения на позисторе – V=Vmax. 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.

    • Ir - 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=Vmax), другое для номинального (V=VR). 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 RR и Rmin нам поможет понять следующий график.

    Типовой график зависимости сопротивления от температуры позистора

    • RminMinimum 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 TRmin сопротивление позистора наоборот уменьшается. То есть позистор при температурах ниже TRmin ведёт себя как "очень плохой" NTC-термистор и его сопротивление снижается (незначительно) с ростом температуры.

    • RRRated 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.

    NTC-термистор MF72-16D9

    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.

    График: Как работает NTC-термистор для ограничения пускового тока

    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.

    Таблица параметров NTC-термисторов серии MF72

    • 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 RR (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:

     

    PTC Термисторы (POSISTOR) | Терморезисторы с положительным температурным коэффициентом (POSISTOR)
    Термистор с положительным температурным коэффициентом - Терморезисторы с положительным температурным коэффициентом

    - это электронный компонент, сопротивление которого практически не меняется вблизи комнатных температур. Однако, когда температура превышает постоянную температуру, сопротивление внезапно увеличивается. «POSISTOR» является зарегистрированной торговой маркой Murata Manufacturing Co., Ltd.

    Feauture


    Отличительные характеристики «POSISTOR» можно получить, добавив небольшое количество редкоземельных элементов в титанат бария (BaTiO3).
    Электроды формируются из керамики, в которой титанат бария используется в качестве основного ингредиента для создания ПОЗИСТОРА, а типы свинца и чипы широко используются.
    Три характеристики POSISTOR могут быть проиллюстрированы следующим образом.

    Сопротивление - характеристика температуры

    Сопротивление практически остается постоянным между комнатной температурой (25 ° C) и точкой Кюри.
    Когда температура превышает точку Кюри, сопротивление внезапно увеличивается. Используя эту характеристику, обнаруживаются ненормальные условия, когда цепь перегревается выше заданной температуры, и цепь можно отключить.
    Что можно сделать, используя эту характеристику?
    Когда температура становится больше, чем температура обнаружения, POSISTOR может уменьшить ток!

    Пример, светодиодные лампы;
    Светодиодные элементы, являющиеся ядром светодиодных ламп, являются электронными компонентами, которые чрезвычайно слабо нагреваются.
    Когда большой ток протекает через светодиодный элемент, когда на светодиодный элемент подается тепло, светодиодный элемент будет поврежден.

    ПОЗИСТОР вступает в игру в таких условиях! !

    POSISTOR определяет температуру вокруг светодиодного элемента, и когда температура достигает заданной температуры (температура обнаружения), сопротивление POSISTOR внезапно увеличивается, чтобы уменьшить ток. Соответственно, POSISTOR предотвращает повреждение светодиодных элементов под воздействием тепла.

    Поскольку сопротивление POSISTOR внезапно увеличивается, цифровое преобразование информации о температуре не требуется.

    Температуру можно определить с помощью простого контура!

    Murata предлагает различные POSISTOR, от низкой температуры Кюри до 40 ° C до 130 ° C.


    Статическая характеристика (характеристика напряжение-ток)


    Соотношение между током и напряжением, когда напряжение подается на ПОЗИСТОР, показано на следующем рисунке.


    На рисунке сплошной линией показаны характеристики ПОЗИСТОРА, а пунктирной линией показаны характеристики фиксированного сопротивления.

    Во-первых, давайте взглянем на соотношения сопротивления и температуры.


    Фиксированное сопротивление показывает почти постоянное сопротивление, даже если температура увеличивается. (B 'Point)
    С другой стороны, сопротивление POSISTOR внезапно увеличивается с точки C (точка Кюри) (точка B)

    Далее, давайте посмотрим на соотношение между током и напряжением.

    Согласно закону Ома, ток фиксированного сопротивления увеличивается вместе с приложением напряжения.

    С другой стороны, ток в POSISTOR остается таким же, как постоянное сопротивление до точки C, согласно закону Ома.
    Однако, когда ток превышает точку C из-за самонагревания, и сопротивление самого POSISTOR увеличивается, ток POSISTOR уменьшается вместе с увеличением напряжения.
    Таким образом, ПОЗИСТОР имеет характеристику для поддержания электрической мощности на постоянном уровне.

    Что можно сделать, используя эту характеристику?
      Нагреватель

    • POSISTOR используется в нагревательных элементах с постоянной температурой, нагревателях и т. Д., Используя эти характеристики. POSISTOR отличается от нихромового нагревателя и т. Д. И поддерживает постоянную температуру без выполнения управления ВКЛ / ВЫКЛ.
    • Защита от перегрузки по току
      При возникновении неисправности в электронной цепи протекает большой ток (перегрузка по току).Используя эту характеристику, POSISTOR ограничивает ток в цепи, так что сверхток не течет в другие электронные компоненты, когда этот сверхток течет. POSISTOR ограничивает ток в цепи для защиты от перегрузок по току.

    Динамическая характеристика (текущая - временная характеристика)

    На следующем рисунке показана взаимосвязь между током и временем, когда напряжение прикладывается к POSISTOR.Красная линия показывает характеристику ПОЗИСТОРА, а синяя линия показывает характеристику фиксированного сопротивления.

    Как показано на рисунке, постоянный ток протекает с фиксированным сопротивлением, независимо от прошедшего времени.

    С другой стороны, когда на ПОЗИСТОР подается напряжение, указывается характеристика, показанная на рисунке. Большой ток течет, потому что сопротивление является низким в момент подачи напряжения, и сопротивление увеличивается за счет саморазогрева ПОЗИСТОРА вместе с истекшим временем, а ток, который течет в ПОЗИСТОР, уменьшается.

    Многие вещи могут быть реализованы с помощью ПОЗИСТОРА! !
    POSISTOR допускает начальный приток большого тока, и в дальнейшем ток может быть уменьшен за счет самонагревания.
    Например, компрессор используется в холодильниках.
    Компрессор оснащен двигателем, и для его запуска требуется большой ток. POSISTOR используется потому, что требуются компоненты, которые допускают первоначальный приток большого тока и уменьшают ток по истечении определенного времени!

    ↑ ТОП



    ,
    Руководство по применению термисторов | Терморезисторы с положительным температурным коэффициентом (POSISTOR) | Термисторы (датчики температуры)

    Замечание по применению




    Основные характеристики

    POSISTOR имеет три основные характеристики

    1. Сопротивление - температурные характеристики

    POSISTOR имеет три основных характеристики.
    Несмотря на то, что разница между нормальной температурой и температурой "точки Кюри" незначительна, POSISTOR показывает почти постоянные характеристики сопротивления-температуры.Тем не менее, они имеют характеристики сопротивления-температуры, которые вызывают резкое увеличение сопротивления, когда температура превышает точку Кюри.
    Точка Кюри (C.P.) определяется как температура, при которой значение сопротивления вдвое превышает значение при 25 ° C.

    2. Ток - характеристики напряжения (статическая характеристика)
    Показывает соотношение между приложенным напряжением, когда напряжение, подаваемое на POSISTOR, вызывает уравновешивание внутреннего нагрева и внешнего тепловыделения и стабилизированный ток.Это имеет как максимальную точку тока, так и постоянную выходную мощность.

    3. Характеристики тока и времени (динамическая характеристика)
    Показывает соотношение между током и временем до того, как внутренний нагрев и внешнее тепловое рассеяние придут в состояние равновесия. Это имеет большой начальный ток и резко непрерывную затухающую часть.

    ↑ TOP

    Технические условия

    1. Защитный пороговый ток
    Максимальное значение тока называется «Защитный пороговый ток» для зависимости напряжения отТоковые характеристики (статические).
    Когда ток через POSISTOR меньше защитного порогового тока, он достигает своей стабильности (как показано на рисунке справа) на пересечении (A) кривой нагрузки (a) и вольт-амперных характеристик POSISTOR (c). И POSISTOR работает как обычный фиксированный резистор.
    Однако, когда ток превышает защитный порог, он стабилизируется на пересечении (B) с кривой нагрузки (b).

    Рисунок 1

    2.Диапазон порогового тока защиты
    Пороговый ток защиты варьируется в зависимости от температуры окружающей среды, значения сопротивления, температурных характеристик и формы. (см. Рисунок 2) Максимальное значение тока отключения
    и минимальное значение тока удержания находятся в диапазоне температур окружающей среды от -10 до + 60 ° C.
    То есть, когда ток меньше, чем ток удержания, POSISTOR работает только как постоянный резистор. Однако, когда ток превышает ток отключения, POSISTOR
    защищает цепь от перегрузки.

    Рисунок 2

    3. Время работы
    Период, начиная с напряжения на входе и до момента, когда сам ток резко затухает, называется «Время работы». Обычно время работы (t0) определяется как период, пока пусковой ток (I0) не уменьшится до уровня, равного половине первоначального пускового тока (I0 / 2).

    Рисунок 3

    ↑ TOP

    ,

    Что такое термистор

    Термистор - это термочувствительный резистор, который демонстрирует точное и предсказуемое изменение сопротивления, пропорциональное небольшим изменениям температуры тела. Насколько сильно изменится его сопротивление, зависит от его уникального состава. Термисторы являются частью большой группы пассивных компонентов. И в отличие от своих аналогов активных компонентов, пассивные устройства не способны обеспечить усиление мощности или усиление в цепи.

    История термистора

    Майкл Фарадей; английский ученый впервые открыл понятие термисторов в 1833 году, сообщая о полупроводниковом поведении сульфида серебра.Благодаря своим исследованиям он заметил, что устойчивость к сульфидам серебра снижается с повышением температуры. Это открытие позже привело к коммерческому производству термисторов в 1930-х годах, когда Сэмюэль Рубен изобрел первый коммерческий термистор. С тех пор технология улучшилась; прокладывать дорогу к совершенствованию производственных процессов; наряду с доступностью более качественного материала.

    Типы термисторов

    Существует два типа термисторов. NTC или термисторы с отрицательным температурным коэффициентом и PTC или термисторы с положительным температурным коэффициентом . Разница в том, что термисторы NTC демонстрируют УМЕНЬШЕНИЕ сопротивления при увеличении температуры тела, в то время как термисторы PTC демонстрируют УВЕЛИЧЕНИЕ сопротивления при повышении температуры тела.

    Применения для термисторов NTC и PTC включают в себя:

    • Температурная компенсация
    • Измерение температуры
    • Регулирование температуры
    • Ограничение пускового тока

    Преимущества термисторов NTC и PTC

    Надежные термисторы NTC

    ru и стабильны, и они оснащены для обработки экстремальных условий окружающей среды и помехоустойчивости в большей степени, чем другие типы датчиков температуры.

    • Компактный размер : варианты упаковки позволяют им работать в небольших или ограниченных пространствах; тем самым занимая меньше места на печатных платах.
    • Быстрое время отклика : Небольшие размеры позволяют быстро реагировать на изменение температуры, что важно, когда требуется немедленная обратная связь.
    • Экономически эффективный : Термисторы не только дешевле, чем другие типы датчиков температуры; Если приобретенный термистор имеет правильную кривую RT, никакая другая калибровка не требуется во время установки или в течение срока ее эксплуатации.
    • Точка совпадения : способность получить определенное сопротивление при определенной температуре.
    • Соответствие кривой : сменные термисторы с точностью от + 0,1 ° C до + 0,2 ° C.

    Общие соображения по выбору

    Независимо от того, устанавливаете ли вы новую систему или просто заменяете устройство в существующей системе, вы должны учитывать эти ключевые моменты, прежде чем сделать свой выбор, чтобы обеспечить желаемый результат.

    1. Базовое сопротивление : Если вы устанавливаете новое приложение, обязательно выберите правильное базовое сопротивление в соответствии с требованиями вашего приложения.Если вы заменяете термистор, убедитесь, что он соответствует текущему базовому сопротивлению.
    2. Кривая зависимости сопротивления от температуры : Если вы устанавливаете новое приложение, определите правильное соотношение кривой сопротивления и температуры. Если вы заменяете устройство, не забудьте сопоставить информацию от существующего термистора.
    3. Терморезисторная упаковка : убедитесь, что выбранная упаковка соответствует вашим требованиям.

    Для получения дополнительной информации о процессе выбора посетите нашу страницу Выбор термисторов NTC

    probe-threaded-long-tip2 Термисторы NTC являются нелинейными, и, как следует из их названия, их сопротивление уменьшается с ростом температуры.Явление, называемое саморазогревом, может повлиять на сопротивление термистора NTC. Когда ток протекает через термистор NTC, он поглощает тепло, вызывая повышение собственной температуры.

    Применения

    • Измерение температуры
    • Температурная компенсация
    • Контроль температуры

    Посетите нашу страницу по приложениям термистора, чтобы получить больше информации обо всем: от расчета температурного коэффициента термистора до Измерения температуры с помощью моста Уитстона.

    Преимущества

    • Время быстрого отклика до (± 1%).
    • Точность: термисторы NTC имеют диапазон точности от 0,05 до 0,20 ° C с долговременной стабильностью. Другие датчики температуры могут дрейфовать со временем.
    • Упаковка: термисторы NTC можно настроить в соответствии с различными требованиями применения.
    • Устойчивость к шуму: термисторы NTC обеспечивают превосходную невосприимчивость к электрическим помехам и сопротивлению выводов в большей степени, чем датчики температуры других типов.
    • Экономичность. Из-за своего небольшого размера и простоты производства термисторы NTC и PTC являются очень экономичным выбором.

    Процесс производства NTC

    Raw Thermistor Material

    Мы производим термисторы NTC, используя смесь оксидов металлов, таких как марганец, никель или медь; наряду со связующими веществами и стабилизаторами. Материал прессуется в вафельные формы и спекается при экстремальных температурах; изготовление пластин, готовых либо нарезать кубиками на более мелкие термисторы, либо оставить их в форме дискового термистора.

    Конфигурации

    Термисторы NTC доступны в различных конфигурациях, перечисленных ниже:

    Raw Thermistor Material

    • Диск и микросхема : они поставляются с покрытием или без покрытия из луженых медных проводов с быстрым откликом на (± 1 %).Существует также широкий диапазон значений сопротивления, подходящих для любой ситуации.
    • Эпоксидная смола : Эпоксидное покрытие с покрытием и паянное между тефлоновыми / ПВХ-жилами в оболочке. Небольшие размеры обеспечивают простоту установки, и они могут быть точечными или изогнутыми
    • со стеклянной оболочкой : отличный выбор при работе в экстремальных условиях окружающей среды. Конфигурации включают в себя радиальные или осевые выводы
    • Сборки зондов : доступны в различных корпусах в зависимости от требований применения
    • Поверхностный монтаж : Варианты конфигурации включают в себя объемную, ленту и катушку, двухстороннюю и обертку с палладием Серебряные окончания.Сделанные с никелевым барьером, эти термисторы отлично работают в прецизионных цепях

    NTC Термистор Глоссарий

    NTC Thermistor Symbol

    • Константа рассеяния (постоянный или дельта d) : Константа рассеяния - это отношение, обычно выражаемое в милливаттах на градус C (мВт) / ° C), при определенной температуре окружающей среды, изменение рассеиваемой мощности в термисторе к результирующему изменению температуры тела
    • Материальная постоянная (бета β) : Материальная постоянная термистора NTC является мерой его сопротивления. при одной температуре по сравнению с его сопротивлением при другой температуре.Его значение может быть рассчитано по формуле, приведенной ниже, и выражено в градусах Кельвина (° К). β = ln (R @ T2 / R @ T1) / (T2-1 - T 1-1)
    • Максимальная мощность : максимальная мощность термистора - это максимальная мощность, выраженная в ваттах или милливаттах (Вт) или мВт), который термистор рассеивает в течение продолжительного периода времени с приемлемой стабильностью своих характеристик.
    • Steinhart-Hart : это эмпирическое выражение, которое было определено как лучшее математическое выражение для определения сопротивления-температуры взаимосвязь термисторов NTC и зондовых сборок NTC
    • Температурный коэффициент сопротивления (альфа, α) : отношение при заданной температуре T скорости изменения сопротивления нулевой мощности в зависимости от температуры к сопротивлению нулевой мощности терморезисторТемпературный коэффициент; обычно выражается в процентах на градус C (% / ˚C)
    • Допустимое отклонение температуры : Допустимое отклонение температуры соответствует значению отклонения в ˚C от термистора при определенной температуре
    • Тепловая постоянная времени (TC или тау , t) : время, которое требуется термистору для изменения 63,2% от общей разницы между его начальной и конечной температурой тела, когда он подвергается ступенчатому изменению температуры в условиях нулевой мощности.Обычно выражается в секундах. Используя термистор с положительным температурным коэффициентом, вы, вероятно, увидите снижение эксплуатационных расходов при более высокой надежности; без ущерба для защиты. Терморезисторы с положительным температурным коэффициентом испытывают изменение сопротивления, если происходит изменение температуры окружающей среды или устройство самонагревается, поскольку оно поглощает входящий ток.И поскольку ограничение пускового тока зависит от указанного сопротивления термистора PTC, правильный выбор играет решающую роль в защите системы.

      Типы термисторов PTC

      • Керамические переключающие термисторы PTC
      • Силисторные кремниевые термисторы PTC
      • Полимерные терморезисторы PPTC

      Процесс производства термистора PTC

      Процесс производства PTC требует тщательного контроля как материала, так и размера частиц, так как производить качественные устройства, которые содержат надлежащие характеристики переключения и номинальные напряжения.

      Общие термисторы PTC Применения

      • Время задержки
      • Размагничивание
      • Запуск двигателя
      • Защита от перегрузки по току

      Если вы хотите узнать больше о термисторах PTC и их отличиях от термисторов NTC, посетите Википедию

      Ceramic Switching Терморезисторы с положительным температурным коэффициентом NTC Thermistor Symbol

      Этот тип термистора имеет сильно нелинейную зависимость сопротивления от температуры. И поскольку термисторы PTC обладают положительным сопротивлением температурного коэффициента, они показывают незначительное количество отрицательного температурного коэффициента, пока не достигнут критической температурной точки, известной как «кюри» или переходное состояние.Когда это произойдет, устройство начнет демонстрировать положительный температурный коэффициент и значительное увеличение сопротивления.

      Материал изготовления

      Керамическая коммутация

      Терморезисторы с положительным температурным коэффициентом изготавливаются с использованием поликристаллического керамического материала, который содержит титанат бария, который был легирован редкоземельными материалами для придания ему устойчивости к положительному температурному коэффициенту.

      Применения

      • Защита от перегрева
      • Защита от перегрузки
      • Температурная компенсация
      • Время задержки

      Преимущества термисторов PTC для ограничения пускового тока

      Для демонстрации универсальности термисторов PTC ниже приведены несколько примеров. где их использование в качестве ограничителя пускового тока является оптимальным выбором.

      • Температура окружающей среды выше 65 ° C.
      • Температура окружающей среды ниже нуля.
      • Время сброса должно быть около нуля ° C.
      • Проблемы короткого замыкания.

      Посетите термисторы PTC для ограничения пускового тока, чтобы увидеть, как термистор PTC сравнивается с термистором NTC, и получить дополнительную информацию об особых обстоятельствах, когда термистор PTC явно лучший выбор для ограничения пускового тока.

      Picture1

      Конфигурации

      • Радиальные выводы
      • Поверхностный монтаж

      Термистор PTC Глоссарий

      PTC Thermistor Symbol

      • Константа рассеяния (D.C. или delta d) : постоянная рассеяния - это отношение, обычно выражаемое в милливаттах на градус C (мВт / ° C), при определенной температуре окружающей среды, изменение рассеиваемой мощности в термисторе к результирующему изменению температуры тела. ,
      • Теплоемкость (Hc) : Теплоемкость термистора - это количество тепла, необходимое для повышения температуры его тела на один градус Цельсия (1 ° C). Теплоемкость - это общий рейтинг стандартных термисторов с ПТКС, который выражается в ватт-секундах на кубический дюйм на градус C (ватт-с / i n3 / ° C).Отношение теплоемкости на единицу объема стандартных термисторов PTC составляет приблизительно 50 Вт / с / i n3 / ° C.
      • Максимальный ток в установившемся режиме (Imax) : Максимальный ток в установившемся режиме - это номинальный максимальный ток, обычно выражаемый в амперах (A), допускается проводить термистором NTC, ограничивающим бросок, в течение продолжительного периода времени.
      • Рабочая температура : Рабочая температура - это диапазон температур, в которых термистор может работать без сбоев.
        Ток переключения: минимальное значение тока, обычно выражаемое в амперах (A), которое требуется при проведении стандартным термистором PTC, чтобы оно переключилось в состояние высокого сопротивления.
      • Температура переключения : температура стандартного термистора с положительным температурным коэффициентом, при которой его сопротивление начинает быстро увеличиваться.
      • Время переключения : Время, необходимое для переключения PTC в состояние высокого сопротивления.
      • Температура переключения переключателя : двукратное сопротивление нулевой мощности датчика PTC при 25 ° C.

      Кремниевые термисторы PTC

      Кремниевые термисторы PTC « Silistor » представляют собой линейные устройства, которые демонстрируют значительное сопротивление положительному температурному коэффициенту. Однако, если температура превысит 150 ° C, они, скорее всего, будут иметь отрицательный температурный коэффициент.

      Применения

      • Температурная компенсация
      • Температурное зондирование
      Silicon Silistor PTC

      Преимущества

      Что такого особенного в кремниевых термисторах? Во-первых, кремний по своей природе является стабильным материалом, поэтому, если вам нужен термистор, который обеспечивает как стабильность, так и более длительный срок эксплуатации, кремниевые термисторы были бы хорошим выбором.

      Другие преимущества включают:

      • Высокотемпературный коэффициент
      • Несколько конфигураций
      • Высокая надежность

      Материал изготовления

      Материалы, используемые для изготовления термисторов Silicon Silistor, представляют собой композит из полимерных материалов, таких как полупроводниковый монокристаллический кремний, а также другие проводящие частицы.

      Конфигурации

      • SMD-микросхема
      • Эпоксидная смола
      • Зонд со стеклянной изоляцией
      • Узлы пробников

      Silicon Silistor PTC

      Полимерные термисторы PPTC

      Polymer PPTC Thermistor 9393

      термостатический температурный коэффициент (PPTC) также известный как « Resettable Fuse », и они показывают нелинейный эффект PTC.Поскольку они являются термически активированными устройствами, любое колебание температуры окружающей среды будет влиять на рабочие характеристики термистора. При нормальных условиях эксплуатации Polymer PTC показывает минимальное сопротивление по сравнению с остальной частью цепи, и он практически не влияет или не влияет на работу схемы в целом.

      Однако, если система коммутации переходит в состояние отказа, PPTC отвечает, переходя в состояние высокого сопротивления или « отключение» . Как только вы устранили условия неисправности, PPTC сбрасывает себя, и цепь возвращается в нормальные рабочие условия.Посетите Википедию для получения дополнительной информации о сбрасываемых предохранителях и о том, как они работают.

      Применения

      • Управление процессом и защита медицинского оборудования
      • Бытовая электроника
      • Автомобильная промышленность
      • Telcom

      Материал изготовления

      Непроводящие кристаллические органические материалы, смешанные с частицами сажи, используются для создания полимерных термисторов, что заставляет их становиться проводящими.

      Преимущества

      Следует учитывать термисторы PPTC, если вы испытываете частые перегрузки по току, или если приложение требует постоянного времени работы.Вы не можете отрицать, что стоимость компонентов не единственная проблема. Спрос на более мелкие технологии, такие как носимые устройства, не исчезает, и защита схем является критически важной. Расходы на гарантийный ремонт могут быстро перевесить стоимость датчиков, которые их защищают. Если вам необходимо определить надежность термистора для вашего применения, посетите нашу страницу Надежность термистора, чтобы просмотреть формулу расчета надежности термисторов PPTC.

      Другие преимущества включают в себя:

      • Сбрасываемый
      • Компактный размер
      • Минимальная потеря мощности.
      • Низкое сопротивление
      • Конфигурации
      • Радиальные выводы
      • Поверхностный монтаж

      Посетите Википедию, чтобы узнать больше о полимерных термисторах PPTC.

      Полимерный термистор PPTC Глоссарий

      • Ток удержания : Ток удержания - это максимальный ток установившегося состояния, который можно пропустить через самовосстанавливающийся предохранитель PPTC при 23 ° C, не вызывая его срабатывания.
      • Максимальный ток : максимальный ток - это максимальный ток повреждения, который может протекать через PPTC.
      • Максимальное начальное сопротивление : Это максимальное сопротивление PPTC в его начальном состоянии при 23 ° C.
      • Максимальное напряжение : Максимальное напряжение - это максимальное значение напряжения, которому может подвергаться PPTC.
      • Минимальное начальное сопротивление : Это минимальное сопротивление PPTC в его начальном состоянии при 23 ° C.
      • Post Trip R1 : Это максимальное сопротивление PPTC через час после его срабатывания.
      • Рассеиваемая мощность : Рассеиваемая мощность - это количество рассеиваемой мощности, когда PPTC находится в отключенном состоянии.
      • Время до отключения : это время, необходимое для переключения PPTC в отключенное состояние после подачи определенного тока.
      • Ток отключения : Ток отключения - это минимальный ток, протекающий через PPTC, который вызывает его отключение при 23 ° C.

      Reverse blue line

      Ресурсы термистора

      Узнайте больше о термисторах и их использовании. Перейдите по ссылкам на другие ценные ресурсы и информацию.

      Матем. Термистора

      Faded Blue Line

      Сборка зонда и кривые NTC RT

      probe assembly rtcurve esized

      График температурных коэффициентов

      temp coefficients chart

      Мы здесь, чтобы помочь

      , здесь наша цель что у вас есть все необходимые инструменты и знания, чтобы правильно выполнить работу с первого раза.Вот почему наша команда инженеров всегда готова помочь вам. Свяжитесь с нами по телефону 800-808-2434 или 775-884-2434 , где вы получите техническую поддержку в режиме реального времени. Вы также можете выйти в Интернет, чтобы задать нам вопрос в любое время. Ваш успех это и наш успех!

      Оцените наши продукты

      Мы знаем, что выбор правильного термистора для работы важен, поэтому мы рекомендуем вам протестировать наши продукты, прежде чем вы совершите покупку того, что оказывается не правильным решением.Свяжитесь с нами, чтобы заказать бесплатный образец, и мы бесплатно доставим его в США и Канаду. Свяжитесь с нами по телефону 800-808-2434 или 775-884-2434 или нажмите здесь, чтобы начать.

      Наша продукция доступна для немедленной доставки через наших дистрибьюторов. Пожалуйста, не стесняйтесь посещать их сайты для получения дополнительной информации о продукте.

      Digi Key Mouser Distributor

      .
      Что такое термистор? | Терморезисторы с положительным температурным коэффициентом (POSISTOR)

      Термисторы - это электронные компоненты, сопротивление которых изменяется с изменением температуры.
      Термисторы подразделяются на следующие 2 типа в зависимости от изменения сопротивления.

      NTC Термисторы

      Что такое термистор NTC? >

      Функция Температурные характеристики Внешний вид / форма
      Сопротивление падает при повышении температуры.
      Для измерения температуры, компенсации и подавления пускового тока.



      NTC Термистор TOP >


      PTC Термисторы

      Что такое термистор PTC? >

      Функция Температурные характеристики Внешний вид / форма
      Сопротивление остается постоянным до определенной температуры и внезапно увеличивается при определенной критической температуре.
      Для определения перегрева, защиты от перегрузки по току, подавления пускового тока и обогревателя.



      PTC Термистор TOP >

      ,

    Отправить ответ

    avatar
      Подписаться  
    Уведомление о