Термистор это. Термисторы: принцип работы, виды и применение в электронике — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое термистор и как он работает. Какие бывают виды термисторов. Где применяются термисторы в электронике и промышленности. Каковы преимущества и недостатки термисторов.

Содержание

Что такое термистор и принцип его работы

Термистор — это полупроводниковый резистор, электрическое сопротивление которого сильно зависит от температуры. Название «термистор» происходит от английского «thermally sensitive resistor» — термочувствительный резистор.

Принцип работы термистора основан на свойстве полупроводниковых материалов изменять свою проводимость при изменении температуры. При нагревании термистора его сопротивление может как уменьшаться, так и увеличиваться — в зависимости от типа термистора.

Основные характеристики термисторов:

Высокая чувствительность к изменению температуры
Небольшие размеры
Низкая стоимость
Широкий диапазон рабочих температур (от -100°C до +300°C)
Нелинейная зависимость сопротивления от температуры

Виды термисторов: PTC и NTC

Существует два основных типа термисторов:

1. PTC-термисторы (позисторы)

PTC (Positive Temperature Coefficient) — термисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления. Их сопротивление растет при повышении температуры.

2. NTC-термисторы

NTC (Negative Temperature Coefficient) — термисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Их сопротивление уменьшается при повышении температуры.

NTC-термисторы более распространены и чаще используются для измерения температуры. PTC-термисторы обычно применяются в качестве самовосстанавливающихся предохранителей.

Применение термисторов в электронике и промышленности

Термисторы нашли широкое применение в различных областях электроники и промышленности благодаря своим уникальным свойствам. Рассмотрим основные сферы использования термисторов:

1. Измерение и контроль температуры

Термометры
Системы климат-контроля
Холодильное оборудование

Автомобильная электроника

2. Защита электрических цепей

Самовосстанавливающиеся предохранители
Ограничители пусковых токов
Защита от перегрева в бытовой технике

3. Компенсация температурной погрешности

Стабилизация параметров электронных схем
Коррекция показаний измерительных приборов

4. Датчики уровня жидкости

Термисторы используются для определения уровня жидкости в резервуарах, основываясь на разнице теплопроводности жидкости и воздуха.

Преимущества термисторов перед другими температурными датчиками

Термисторы имеют ряд преимуществ по сравнению с другими типами датчиков температуры, такими как термопары или платиновые терморезисторы:

Высокая чувствительность к изменению температуры
Компактные размеры
Низкая стоимость
Быстрый отклик на изменение температуры
Простота использования в электронных схемах

Широкий выбор номиналов и характеристик

Благодаря этим преимуществам термисторы часто выбирают для применения в бытовой электронике, автомобильных системах и промышленном оборудовании.

Недостатки термисторов и ограничения в применении

Несмотря на множество достоинств, термисторы имеют некоторые недостатки, которые следует учитывать при их использовании:

Нелинейная зависимость сопротивления от температуры
Ограниченный диапазон рабочих температур по сравнению с термопарами
Необходимость индивидуальной калибровки для высокоточных измерений
Возможность саморазогрева при прохождении измерительного тока
Чувствительность к механическим воздействиям

Эти ограничения могут сделать применение термисторов нецелесообразным в некоторых специфических областях, где требуется измерение экстремально высоких температур или необходима высокая линейность характеристики.

Подключение и использование термисторов в электронных схемах

Для корректного использования термисторов в электронных схемах необходимо учитывать ряд факторов:

Схемы подключения термисторов

Делитель напряжения — простейшая схема для измерения сопротивления термистора
Мостовая схема — обеспечивает более высокую точность измерений
Схема с операционным усилителем — позволяет линеаризовать выходной сигнал

Выбор номинала термистора

При выборе термистора для конкретного применения следует учитывать:

Диапазон измеряемых температур
Требуемую точность измерений
Быстродействие системы
Условия эксплуатации (влажность, вибрации и т.д.)

Линеаризация характеристики термистора

Для получения линейной зависимости выходного сигнала от температуры используются различные методы:

Аппроксимация характеристики термистора математическими функциями
Применение специальных схем линеаризации
Использование микроконтроллеров для цифровой обработки сигнала

Термисторы в системах защиты и управления электродвигателями

Одной из важных областей применения термисторов является защита и управление электродвигателями. Рассмотрим, как термисторы используются в этой сфере:

Защита от перегрева

PTC-термисторы встраиваются в обмотки электродвигателей для контроля их температуры. При достижении критической температуры сопротивление термистора резко возрастает, что позволяет системе управления отключить двигатель и предотвратить его повреждение.

Контроль условий эксплуатации

Термисторные датчики в составе систем управления электродвигателями позволяют контролировать:

Условия тяжелого запуска
Частые операции включения и отключения
Однофазный режим работы
Высокую температуру окружающей среды
Недостаточное охлаждение
Режим торможения
Асимметрию фаз

Преимущества термисторной защиты

Использование термисторов для защиты электродвигателей имеет ряд преимуществ:

Независимость от номинального тока двигателя
Быстрое реагирование на изменение температуры
Компактность и простота монтажа
Возможность защиты труднодоступных участков двигателя

Перспективы развития технологии термисторов

Несмотря на то, что термисторы известны уже много десятилетий, технология их производства и применения продолжает развиваться. Рассмотрим некоторые перспективные направления в области термисторов:

Новые материалы

Разработка новых полупроводниковых материалов позволяет создавать термисторы с улучшенными характеристиками:

Расширенный диапазон рабочих температур
Повышенная стабильность параметров
Улучшенная линейность характеристики

Миниатюризация

Развитие технологий производства ведет к созданию все более миниатюрных термисторов, что открывает новые возможности их применения:

Интеграция в микроэлектронные устройства
Использование в медицинской технике
Применение в космической и авиационной промышленности

Интеллектуальные датчики

Объединение термисторов с микропроцессорными устройствами позволяет создавать интеллектуальные датчики температуры:

Самокалибровка и диагностика
Цифровой выходной интерфейс
Программируемые пороги срабатывания
Компенсация внешних воздействий

Развитие технологии термисторов открывает новые возможности для их применения в различных областях техники, от бытовой электроники до промышленной автоматизации и медицинского оборудования.

Термисторы – что это такое?

Силовые ограничительные термисторы типа NTC обладают высоким значением сопротивления при обычной температуре комнаты, после разогрева величина сопротивления снижается до нулевого значения.

РТС-термисторы и РРТС-предохранители не могут обеспечить должную защиту электрической сети от начальных пусковых бросков тока, которые появляются при поступлении напряжения на нагрузку, имеющую реактивный характер, примером могут служить, конденсаторные батареи. Это возможно из-за того, что начальное сопротивление этих компонентов электрической сети при комнатной температуре приближено к нулевому показателю и все существенные токовые броски происходят в электрическую цепь.

NTC-термисторы используются для защиты электронных балластных систем, импульсных питающих источников и силовых проводников. Они используются в конструкции реле, обеспечивающих термисторную защиту электродвигателей. Термометрические датчики встраиваются в обмотку и производят замер температурного нагрева. Кроме этого, они контролируют и анализируют многие условия эксплуатации – это:

условия тяжелого запуска;
частые операции по включению и отключению оборудования;
однофазный рабочий режим;

высокая окружающая температура;
плохое охлаждение электродвигателя;
режим торможения;
ассиметрия фаз.

Реле, оснащенные термисторами, работают в независимом режиме от номинального тока электрического двигателя и класса изоляционных материалов, а также типа пуска.

Подключение РТС-датчиков выполняется последовательно, их количество ограничивается суммой сопротивлений отдельно взятых резисторов на каждую измеряемую цепь. Например: RG = R1 + R2 + RN ≤ 15 Om.

Нормальный режим работы сопротивления термистора ниже порога срабатывания. После повышения температуры и постепенного нагревания всего лишь одного датчика выше заданного предела реле на выходе обесточивается (отпадают контакты).

В том случае, если функция автоматического сброса находится в фазе активации после охлаждения и понижения величины температуры, выходные реле притягиваются (начинают работать). Приборы, обладающие ручным управлением, оборудованные кнопкой управления на лицевой панели устройства или с предусмотренным дистанционным сбросом могут управляться с помощью поступления сигнала на вход управления.

Рис. №1 Реле с термисторной защитой, класса СМ-MSS (3), 2 п. к. с конфигурируемым контролем КЗ.

Рис. №2. Функциональная схема.

Реле, оборудованные термисторами, осуществляют температурный контроль следующих компонентов агрегата – это:

подшипниковые узлы;
вентиляторы горячего воздуха;
масляная система;
воздух;
отопительные установки и кондиционеры.

Рис. №3. Характеристика сопротивления для отдельно взятого температурного датчика.

Реле, оснащенные термисторами, гарантия защиты электродвигателя от перегрева и превышения величины температуры в статоре двигателя.

Он также служат для защиты подшипникового узла двигателя. Обеспечивают безаварийную работу оборудования, своевременно отключая его во время превышения температурного предела.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

5.5. Термисторы

Хермистор — это полупроводниковое термочувствительное сопротивление. При повышении температуры сопротивление тер-мистора резко уменьшается, а следовательно, увеличивается его электропроводность. Устройство некоторых термисторов приведено на рис. 96. Различают стержневые формы термисторов (рис. 96, а, б), сферические / и дисковые 2 (рис. 96, в).

Основное достоинство термисторов — большой температурный коэффициент сопротивления, равный 3-4% на градус (у платины и меди около 0,4% на градус). Малые габариты термисторов обеспечивают их небольшую тепловую инерционность, что важно при измерении сравнительно быстро меняющихся температур.

Термисторы могут быть изготовлены очень небольших размеров для измерения температур в миниатюрных приборах и в малодоступных местах. Обычное сопротивление термисторов, применяемых для измерения температур, составляет от 1 до 5 кОм. При таком значительном сопротивлении результаты измерений не зависят от длины соединительных проводов. Температурный диапазон применения термисторов составляет от -50 до +180 °С. Выпускают термисторы, работающие и до 450 «С. Измерительные схемы с использованием термисторов принципиально Не отличаются от схем с проволочными термометрами сопротивления. Следует учитывать только, что сопротивление термисторов с ростом температуры падает не линейно, а экспоненциально.

Основным параметром термистора является его вольтамперная характеристика (рис. 96, г). У небольших термисторов, имеющих малую тепловую инерцию, кривая U = f(I) имеет хорошо выраженный максимум, за которым следует падение напряжения с увеличением силы тока. При повышении температуры сопротивление термистора падает, а ток, проходящий через него, растет, что приводит к увеличению выделения энергии в Форме теплоты в самом термисторе. При некоторой температуре ток в измерительной схеме может возрасти настолько, что теплота, выделяемая в термисторе, не будет успевать отводиться,

Рис. 96. Устройство термисторов (о, 6, в) и их вольтамперная характеристика (г): а, б: 1 — вещество, обладающее электрическим сопротивлением; 2 — колпачки; 3 — защитный металлический чехол; 4 — стеклянный изолятор

а это приведет к дальнейшему разогреву и возрастанию тока, а следовательно, и увеличению погрешностей в измерении температуры. Поэтому каждый термистор имеет верхний температурный предел применимости. Для выбора рабочего режима тер-мистора снимают его вольтамперную характеристику. В соответствии с полученной характеристикой подбирают параметры измерительной схемы, которые отвечают левому участку кривой до точки максимума. При замене термистора прибор снова калибруют.

Другим недостатком термисторов является систематическое изменение сопротивления со временем и связанная с этим невысокая воспроизводимость показаний. При 100 «С показания термисторов воспроизводятся в интервале ±0,01 °С. Наибольшей стабильностью показаний термисторы обладают в интервал температур от -60 до +100 °С. Когда термистор помешают герметичный защитный чехол, стабильность их показаний возрастает, но при этом увеличивается их инерционность.

При длительном пользовании термистором измеряемая температура с точностью до 1 °С может воспроизводиться лишь при условии периодически повторяемой калибровки.

В качестве полупроводниковых датчиков температуры могут быть использованы также полупроводниковые диоды и транзисторы- При постоянном значении тока, протекающего в прямом управлении через переход транзистора, изменение напряжения на переходе практически линейно меняется с температурой. Датчиками могут быть как германиевые, так и кремниевые транзисторы.

К оглавлению

Обзор | Термистор | Adafruit Learning System

Термистор — это терморезистор — резистор, который меняет свое сопротивление в зависимости от температуры. Технически все резисторы являются термисторами — их сопротивление незначительно меняется в зависимости от температуры, но это изменение обычно очень и очень мало, и его трудно измерить. Термисторы сделаны так, что их сопротивление резко изменяется с температурой, так что оно может изменяться на 100 Ом и более на градус!

Существует два типа термисторов: NTC (отрицательный температурный коэффициент) и PTC (положительный температурный коэффициент). В общем, вы увидите датчики NTC, используемые для измерения температуры. PTC часто используются в качестве самовосстанавливающихся предохранителей — повышение температуры увеличивает сопротивление, а это означает, что по мере прохождения через них большего тока они нагреваются и «задерживают» ток, что очень удобно для защиты цепей!

Термисторы имеют некоторые преимущества по сравнению с другими типами датчиков температуры, такими как микросхемы аналоговых выходов (LM35/TMP36), микросхемы цифровых датчиков температуры (DS18B20) или термопары.

Во-первых, они намного дешевле всех вышеперечисленных! Голый 5% термистор стоит всего 10 центов оптом.
Их также намного легче защитить от влаги, так как это всего лишь резистор.
Работают при любом напряжении (для цифровых датчиков требуется логика 3 или 5 В).
По сравнению с термопарой им не требуется усилитель для считывания мельчайших значений напряжения — для считывания показаний термистора можно использовать любой микроконтроллер.
Они также могут быть невероятно точными по цене. Например, термистор 10K 1% в магазине хорош для измерения с точностью ±0,25°C! (При условии, что у вас есть достаточно точный аналоговый преобразователь)
Их сложно сломать или повредить — они гораздо проще и надежнее

С другой стороны, им требуется немного больше усилий для интерпретации показаний, и они не работают при очень высоких температурах, как термопары. Без цифро-аналогового преобразователя на борту вам может быть лучше с цифровым датчиком температуры.

Простота делает их невероятно популярными для базового контроля температуры с обратной связью. Например, предположим, вы хотели иметь вентилятор, который включается при повышении температуры. Вы можете использовать микроконтроллер, цифровой датчик и управлять реле. Или вы можете использовать термистор для питания базы транзистора, поскольку при повышении температуры сопротивление уменьшается, подавая больший ток в транзистор, пока он не включится. (Это грубая идея, вам понадобится еще несколько компонентов, чтобы заставить ее работать)

Даже если вы используете микроконтроллер или сложную систему, по цене вы не сможете превзойти их!

Влагозащищенный термистор 10K 1% можно приобрести в магазине Adafruit.

B25/50: 3950 ±1%

Тепловая постоянная времени ? 15 секунд

Диапазон температур термистора от -55°C до 125°C

Диапазон температур проволоки от -55°C до 105°C

Провод ПВХ 28 AWG

Диаметр: 3,5 мм/0,13 дюйма

Длина: 18 дюймов/45 см

Таблица сопротивления/температуры

Обратите внимание, что хотя термистор может нагреваться до 125°C, максимальная температура кабеля составляет 105°C, поэтому этот термистор не подходит для измерения очень очень горячих жидкостей

Это руководство было впервые опубликовано 29 июля 2012 г. Оно было последним. обновлено 28 июня 2012 г.

Эта страница (обзор) последний раз обновлялась 28 июня 2012 г.

Текстовый редактор на базе tinymce.

Термисторный модуль расширения

Термисторный модуль расширения
Этот экран используется для просмотра данных от модулей термисторного модуля расширения.
Предназначен только для просмотра данных в режиме реального времени и не предназначен для изменения настроек модуля расширения термистора. Для первоначальной настройки модуля и изменения настроек используйте полную утилиту Thermistor Expansion Module Utility, доступную на сайте www.orionbms.com
Выбор модуля термистора для просмотра
Утилита автоматически попытается обнаружить доступные модули при первом запуске. Если модули не обнаружены, убедитесь, что модуль термисторного расширения запитан и правильно подключен к CANBUS, затем нажмите «Обновить», чтобы повторно обнаружить доступные модули. Если щелкнуть обнаруженный модуль в списке «Доступные модули расширения термистора», этот модуль будет выбран и начнется отображение собранных с него температур.
ПРИМЕЧАНИЕ: Если к BMS подключено более одного модуля термисторного расширения, то выходные данные обоих (или более) модулей будут отображаться вместе на одном экране.
Пример: если к BMS подключено 2 модуля расширения термисторов по CAN ID 0x80, тогда утилита BMS одновременно покажет термисторы 1-160 (что соответствует модулю №1 и модулю №2).
Сброс кодов неисправностей
Когда модуль расширения термистора обнаруживает ошибку или проблему с подключенным термистором, он устанавливает код неисправности для этого конкретного термистора. Термисторы с присутствующими неисправностями (активными) отображаются в утилите на красном фоне и могут отображать FLT. После того, как проблема будет устранена, можно сбросить ошибки определенного модуля термистора, сначала выбрав модуль с правой стороны, а затем щелкнув Clear Faults On Selected Module.
Регистрация данных
Утилита позволяет записывать на диск данные в режиме реального времени, полученные от модулей расширения термисторов, для последующего анализа или просмотра.