Термисторы принцип действия основные характеристики и параметры. Термисторы: принцип действия, характеристики и применение — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое термисторы. Как работают термисторы с отрицательным и положительным ТКС. Какие основные параметры и характеристики у термисторов. Где применяются термисторы в современной электронике.

Содержание

Что такое термистор и как он работает

Термистор — это полупроводниковый резистор, сопротивление которого сильно зависит от температуры. Существует два основных типа термисторов:

NTC-термисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) — их сопротивление уменьшается при нагревании
PTC-термисторы (позисторы) с положительным ТКС — их сопротивление возрастает при нагревании

Принцип действия термистора основан на изменении концентрации носителей заряда в полупроводнике при изменении температуры. У NTC-термисторов при нагреве растет концентрация носителей, что приводит к уменьшению сопротивления. У PTC-термисторов в определенном диапазоне температур происходит резкое увеличение сопротивления.

Основные параметры и характеристики термисторов

Ключевыми параметрами термисторов являются:

Номинальное сопротивление при 25°C
Температурный коэффициент сопротивления (ТКС)
Коэффициент температурной чувствительности B
Диапазон рабочих температур
Максимальная рассеиваемая мощность
Постоянная времени

Основные характеристики термисторов:

Вольт-амперная характеристика (ВАХ)
Температурная характеристика R(T)

Конструкция и материалы термисторов

Термисторы изготавливаются из полупроводниковой керамики на основе оксидов металлов. Конструктивно они выпускаются в виде:

Бусинок (диаметром 0,1-1 мм)
Дисков (диаметром 2,5-18 мм)
Цилиндров (длиной 3-40 мм)
Тонких пленок (толщиной 0,2-1 мм)

Для NTC-термисторов обычно используются оксиды марганца, кобальта, никеля, меди. PTC-термисторы изготавливаются на основе титаната бария.

Преимущества и недостатки термисторов

Основные достоинства термисторов:

Высокая чувствительность к изменению температуры
Широкий диапазон номиналов сопротивлений
Малые размеры и масса
Простота конструкции
Невысокая стоимость

К недостаткам можно отнести:

Нелинейность характеристик
Разброс параметров
Старение и дрейф характеристик
Саморазогрев при прохождении тока

Применение термисторов в электронике

Термисторы широко применяются в различных областях электроники и техники:

Измерение и контроль температуры
Температурная компенсация электронных схем
Ограничение пусковых токов
Защита от перегрева
Датчики потока жидкости и газа
Термостабилизация

Конкретные примеры использования термисторов:

Автомобильная электроника — датчики температуры двигателя, масла, выхлопных газов

Бытовая техника — терморегуляторы в утюгах, чайниках, холодильниках
Медицинское оборудование — электронные термометры
Системы кондиционирования и отопления

Как выбрать подходящий термистор

При выборе термистора для конкретного применения необходимо учитывать следующие факторы:

Требуемый температурный диапазон
Точность и чувствительность измерений
Быстродействие (постоянная времени)
Максимальный ток и мощность
Габариты и конструктивное исполнение
Стабильность характеристик

Важно правильно рассчитать номинал сопротивления и коэффициент температурной чувствительности B для оптимальной работы в заданном диапазоне температур.

Схемы включения термисторов

Наиболее распространенные схемы включения термисторов:

Делитель напряжения — простейшая схема для измерения температуры
Мостовая схема — обеспечивает высокую точность измерений
Схема с операционным усилителем — позволяет линеаризовать характеристику
Последовательное включение с нагрузкой — для ограничения тока

При разработке схем с термисторами важно учитывать эффект саморазогрева и правильно выбирать рабочий ток.

Сравнение термисторов с другими датчиками температуры

По сравнению с другими типами температурных датчиков термисторы имеют следующие особенности:

Выше чувствительность, чем у термопар и терморезисторов
Меньшие размеры, чем у платиновых термометров сопротивления
Более широкий диапазон сопротивлений, чем у кремниевых датчиков
Нелинейная характеристика в отличие от линейных датчиков
Ниже точность и стабильность, чем у прецизионных датчиков

Выбор типа датчика зависит от конкретных требований применения — диапазона температур, точности, быстродействия, стоимости и др.

Перспективы развития технологии термисторов

Основные направления совершенствования термисторов:

Улучшение стабильности характеристик
Расширение диапазона рабочих температур
Уменьшение разброса параметров
Создание мультисенсорных датчиков
Интеграция с микроэлектронными схемами
Разработка новых материалов с улучшенными свойствами

Развитие технологии термисторов позволит расширить области их применения в современной электронике и измерительной технике.

характеристики и параметры, принцип действия и классификация

Диск и чип-термисторы

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

Схемы подключения

Подключение термистора

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

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

Схема B призвана ограничить мощность, рассеиваемую на термисторе.

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

Подключение к АЦП микроконтроллера ATmega

Подключение АЦП микроконтроллеров ATmega

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

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

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

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

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

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

Как проверить позистор в телевизоре

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

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

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

Алгоритм поиска неисправности

Визуальный осмотр

Любой ремонт начинается с внешнего осмотра платы

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

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

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

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

Обрыв.
Короткое замыкание.
Несоответствие номиналу.

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

Проверка резистора на обрыв

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

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

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

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

Проверка короткого замыкания

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

Проверка на КЗ проводится одним способом, рассмотрим инструкцию пошагово:

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

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

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

На видео ниже наглядно показывается, как проверить резистор мультиметром:

Дополнительная литература

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

Вычисление Термистор Beta / Значения Rz

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

Расчет PIC Температуры

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

Конструкция и разновидности терморезисторов

Термисторы с аксиальными выводами

SMD-термисторы

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

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

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

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

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

номинального (при 25 °C) электрического сопротивления;
температурного коэффициента сопротивления.{-7}}.
Технические характеристики
Каждое устройство обладает набором параметров, на которые нужно обращать внимание при выборе:
1. Номинальное сопротивление. Это значение, полученное при фиксированной температуре (стандарт – 20 градусов).
2. ТКС – обратимое изменение сопротивления на каждый градус.
3. Максимальная мощность рассеяния. Иногда называют просто мощностью резистора. Показывает предельное значение, которое рассеивает ТР без необратимых последствий. Показатель актуален только в условиях соблюдения температурного режима.
4. Температурная чувствительность. Определяется в определенном диапазоне и зависит от свойств полупроводникового материала.
Эти значения нужно учитывать для приборов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления.
Отрицательный коэффициент ТКС
Дело в том, что зависимость сопротивления от температуры у термисторов экспоненциальная. При этом номинальное сопротивление отдельного ТР может изменяться в больших пределах. Расчеты параметров полупроводниковых приборов сложнее – у позисторов принцип работы основан на линейной зависимости.
Конструкция и материалы
Большим преимуществом термисторов является разнообразие форм и миниатюрность. Основные конструктивные типы: бусинковые (0,1-1 мм), дисковые (2,5-18 мм), цилиндрические (3-40 мм), пленочное покрытие (толщина 0,2-1 мм). Выпускаются бусинковые термисторы диаметром до 0,07 мм с выводами толщиной 0,01 мм. Такие миниатюрные датчики позволяют измерять температуру внутри кровеносных сосудов или растительных клеток. Большинство термисторов – керамические полупроводники, изготовленные из гранулированных оксидов и нитридов металлов путем формирования сложной многофазной структуры с последующим спеканием (синтерация) на воздухе при 1100-1300 С.
Сложные двойные и тройные структуры оксидов переходных металлов, такие как (AB)₃O₄, (ABC)₃O₄ лежат в основе термисторов. Распространенной формулой является (Ni_0.2Mn_0.8)₃O₄. Наиболее стабильными термисторами при температурах ниже 250 С являются термисторы на основе смешанных оксидов мания и никеля или магния, никеля и кобальта, имеющие отрицательный ТКС. Удельная проводимость термистора r (25 C) зависит от химического состава и степени окисления. Дополнительное управление проводимостью осуществляется добавлением очень малых концентраций таких металлов как Li и Na.
Устройство терморезистора.
При изготовлении бусинковых термисторов бусинки наносятся на две параллельные платиновые проволоки при температуре 1100 С, проволоки разрезаются на куски для получения необходимой конфигурации выводов. На бусинки наносится стеклянное покрытие, спекаемое при 300 С, либо бусинки герметизируются внутри миниатюрных стеклянных трубок.
Для получения металлических контактов в дисковых термисторах, на диск наносится металлическое покрытие Pt-Pd-Ag и выводные проводники соединяются с покрытием пайкой или прессованием. Номинальное сопротивление термисторов значительно выше, чем у металлических термометров сопротивления, оно обычно составляет 1, 2, 5, 10, 15 и 30 кОм. Поэтому может применяться двухпроводная схема включения.
Краткие сведения из теории о терморезисторах
Терморезистором называется полупроводниковый резистор, сопротивление которого в сильной степени зависит от температуры. Удельная электрическая проводимость полупроводников:
В примесных (n-типа или p-типа) полупроводниках одним из слагаемых в приведенном выражении можно пренебречь.
Подвижность носителей при нагревании изменяется сравнительно слабо, а концентрация очень сильно. Поэтому температурная зависимость удельной проводимости полупроводников подобна температурной зависимости концентрации основных носителей, а электрическое сопротивление терморезисторов может быть определено по формуле:
где Nо – коэффициент, зависящий от типа и геометрических размеров полупроводника.
Экспериментально коэффициент температурной чувствительности определяют по формуле:
где Т1 и Т2 – исходная и конечная температуры рабочего температурного диапазона, R1 и R2 – сопротивления терморезистора при температуре соответственно Т1 и Т2.
Рис. 1 График зависимости сопротивления полупроводникового резистора от температуры.
Чаще всего терморезисторы имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления. Выпускаются также терморезисторы, имеющие в сравнительно узком интервале температур положительный коэффициент и называемые позисторами. При нагревании величина сопротивления терморезисторов убывает, а позисторов возрастает в сотни и тысячи раз. В справочниках значение аR приводится для температуры 20 оС.
Терморезистор характеризуется определенной тепловой инерцией, зависящей от химических свойств полупроводника и конструкции элемента (площади излучающей поверхности). Тепловая инерция оценивается постоянной времени т – временем, за которое разность между собственной температурой тела и температурой среды уменьшается в е раз.
Если терморезистор, имеющий определённую температуру, поместить в среду с иной температурой, то его температура будет изменяться с течением времени по показательному закону:
С остыванием терморезистора сопротивление его увеличивается (рис. 2).
Рис 2. Процесс изменения температуры и сопротивления терморезистора при его остывании
Оцените статью:
Термисторы, варисторы, принцип работы, характеристики, параметры, применения.
УГО термистора
Термистор – обычно изготавливается из металла, сопротивление которого линейно изменяется в зависимости от температуры(медь, платина) или на основе полупроводников. Значение сопротивления терморезистора определяется температурой окружающей среды и собственным нагревом терморезистора, возникающим из-за протекания по нему электрического тока. Температура терморезистора не пропорциональна протекающему току, поэтому температура терморезистора, а, следовательно, его ВАХ даже при постоянной температуре окружающей среды не линейна.

Термисторы бывают двух типов: с положительным и отрицательным температурным коэффициентом. У терморезистора с положительным коэффициентом при повышении температуры сопротивление возрастает, а с отрицательным коэффициентом — уменьшается.
Основными параметрами терморезистора являются: номинальное сопротивление, температурный коэффициент сопротивления (Температурный коэффициент сопротивления характеризует зависимость электрического сопротивления от температуры и измеряется в кельвинах в минус первой степени (K−1).), интервал рабочих температур, максимально допустимая мощность рассеяния (мощность, при которой термистор, находящийся в спокойном воздухе при температуре 20°C, разогревается при прохождении тока до максимально допустимой температуры).
ВАХ термистора

На начальном участке характеристики соблюдается линейная зависимость, так как при малых токах выделяющаяся мощность недостаточна для существенного изменения температуры термистора, сопротивление не меняется, поэтому соблюдается закон Ома. При увеличении тока нагрев становится заметным, сопротивление термистора начинает уменьшаться и крутизна характеристики снижается. Достигнув некоторого максимального значения, падение напряжения на термисторе при дальнейшем росте тока начинает уменьшаться.
Применение: Автомобильная электроника: для измерения температуры охлаждения воды или масла; для слежения температуры выхлопных газов, крышки цилиндра, тормозной системы; для контроля температуры в салоне автомобиля.
В кондиционерах: в распределителе тепла; для мониторинга температуры в комнате
В нагревателях для пола и газовых котлах.

УГО варистора
Варистор — это электронный компонент, который ограничивает напряжение в цепи питания электроприборов.

ВАХ варистора.
Нелинейность характеристик варисторов обусловлена локальным нагревом соприкасающихся граней многочисленных кристаллов карбида кремния (или иного полупроводника). При локальном повышении температуры на границах кристаллов сопротивление последних существенно снижается, что приводит к уменьшению общего сопротивления варисторов.

Основное влияние на сопротивление варистора оказывает приложенное напряжение и в значительно меньшей степени — температура. В технических условиях на варисторы обычно приводят:
1. U_ном– номинальное напряжение – напряжение при превышении, которого на 20% не наблюдается значительного разогрева варистора.
2. I_ном– ток, протекающий при U_ном.
3. β – коэффициент нелинейности, равный отношению статического сопротивления к дифференциальному сопротивлению. .
Коэффициент нелинейности лежит в пределах 2-10 у варисторов на основе SiC и 20-100 у варисторов на основе ZnO.

Температурный коэффициент сопротивления варистора — отрицательная величина.
Варисторы применяются для стабилизации и регулирования низкочастотных токов и напряжений, в аналоговых вычислителях — для возведения в степень, извлечения корней и других математических действий, в цепях защиты от перенапряжений (например, высоковольтные линии электропередачи, линии связи, электрические приборы) Высоковольтный варистор используется в защитном штекерном модуле разрядника, предназначенном для предотвращения выхода из строя оборудования вследствие перенапряжений (Высоковольтные варисторы применяются для изготовления ограничителей перенапряжения.) и др.

Параметры и характеристики терморезисторов
Как и любой технический прибор, терморезисторы имеют ряд параметров и характеристик, знание которых позволяет выяснить возможность использования данного терморезистора для решения определенной технической задачи.

Основные параметры терморезисторов:
1. Величина сопротивления образцов: R_tиR_T(в Ом) при определенной температуре окружающей среды вt, °C, илиТ, К. Для терморезисторов, рассчитанных на рабочие температуры примерно от -100 до 125…200 °С, температуры окружающей среды принимается равной 20 или 25°С и величинаR_tназывается «холодным сопротивлением» или номинальным. У различных терморезисторов номинальное сопротивление лежит в пределах от десятков Ом до сотен килоОм, при этом допустимые отклонения от номинального сопротивления могут составлять ± 20%, ± 10%, ± 5%.
2. Коэффициент температурной чувствительности В, размерность – Кельвин.
_.
У основной массы терморезисторов величина Влежит в диапазоне 2000…7200K, но есть терморезисторы с величиной
Вв пределах 700…15800K.
1. Величина ТКС α в процентах на 1°С. Обычно она указывается для той же температуры t, что и холодное сопротивление, и в этом случае обозначается через α_t:
.
Значения ТКС при комнатной температуре для термисторов находятся в пределах -(0,8…6) %/град., у позисторов – +(10…20) %/град.
1. Постоянная времени τ (в секундах). Характеризует тепловую инерционность терморезистора. Она равна времени, в течение которого температура терморезистора изменяется на 63% от разности температур образца и окружающей среды. Чаще всего эту разность берут равной 100°С. Другими словами, τ – это промежуток времени, в течение которого температура терморезистора, перенесенного из спокойного воздуха Т = 0ºС в спокойный воздух приТ = 100ºС, достигнет температуры 63ºС (т.е. увеличится ве= 2,72 раза). Постоянная времени определяется конструкцией и размерами термистора, зависит от теплопроводности окружающей среды, составляет от 0,5 с до 140 с.
2. Максимально допустимая температура t_max, до которой характеристики терморезистора долгое время остаются стабильными.
3. Максимально допустимая мощность рассеивания Р_maxв Вт, не вызывающая необратимых изменений характеристик терморезистора. Естественно, при нагрузке терморезистора мощностьюР_maxего температура не должна превышатьt_max.
4. Коэффициент рассеяния Нв Вт на 1°С (К). Численно равен мощности, рассеиваемой на терморезисторе при разности температур образца и окружающей среды в 1°С, или, другими словами, численно равен мощности, которую надо выделить в термисторе, чтобы нагреть его на один градус.
5. Коэффициент энергетической чувствительности Gв Bт/%, численно равен мощности, которую нужно рассеять на терморезисторе для уменьшения его сопротивления на 1%. Коэффициенты рассеяния и энергетической чувствительности зависят от параметров полупроводникового материала и от характера теплообмена между образцом и окружающей средой. ВеличиныG,
Ни α связаны соотношением:. В самом деле,
1. Теплоемкость Св Дж на 1°С, равная количеству тепла (энергии), необходимому для повышения температуры терморезистора на 1°С. Можно доказать, что τ,НиСсвязаны между собой следующим соотношением:
.
Для позисторов, кроме ряда приведенных выше параметров, обычно указывают также еще примерное положение интервала положительного температурного коэффициента сопротивления, а также кратность изменения сопротивления в области положительного ТКС.
Основные характеристики терморезисторов:
1. ВАХ – зависимость напряжения на терморезисторе от тока, проходящего через него. Снимается в условиях теплового равновесия между теплотой, выделяемой в терморезисторе, и теплотой, отводимой от него в окружающую среду. Статическая ВАХ снимается в установившемся режиме с учетом постоянной времени терморезистора .
Начальные участки ВАХ и термисторов, и позисторов (ОА, ОС, ОЕ на рис. 11) практически линейны. При дальнейшем увеличении тока подводимая мощность возрастает, происходит саморазогрев терморезисторов и подводимое напряжение у термисторов (а, б) или незначительно возрастает (участок АВ рис. 11) или даже незначительно уменьшается (участок СД рис. 11) из-за уменьшения их сопротивления.
У позисторов (в) в точке Е происходит разогрев от подводимой мощности до температуры, соответствующей точке Кюри, и при дальнейшем увеличении подводимого напряжения ток резко уменьшается (участок EF), а сопротивление возрастает.
Рис. 11: Вольт-амперные характеристики терморезисторов: а, б – термисторы(ТКС<0), в – позистор(ТКС>0)
1. Температурная характеристика – это зависимость R(Т), снимается в установившемся режиме.
Рис. 12 Температурные характеристики терморезисторов :а – термистор с В = 2000 K; б – термистор с В = 5000K; в – Позистор
1. Подогревная характеристика – характеристика, свойственная терморезисторам косвенного подогрева – зависимость сопротивления резистора от подводимой мощности.
Рис. 13. Подогревная характеристика термистора косвенного подогрева
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
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
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:
Прямого нагрева – реагируют на температуру окружающей среды либо на проходящий через деталь ток. Их большинство, применяются они повсеместно.
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
Особенности:
Медные терморезисторы стоят дешевле, но применяются только при работе с температурами до 180 градусов. У них низкая устойчивость к агрессивной среде и быстрая окисляемость.
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
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:
Номинальное сопротивление. Это значение, полученное при фиксированной температуре (стандарт – 20 градусов).
ТКС – обратимое изменение сопротивления на каждый градус.
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.
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
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
Термистор как проверить мультиметром?

Классификация по температурному срабатыванию
Терморезисторы отличаются по температуре, на которую они реагируют при срабатывании. С этой позиции выделяются следующие типы деталей:
НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ. Такие элементы срабатывают при температуре ниже 170 Кельвинов (минус 1020С). 1 Кельвин = минус 272,150С.
СРЕДНЕТЕМПЕРАТУРНЫЕ. Здесь диапазоне работы выше и находится между 170 и 510 Кельвинами.
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ. Терморезисторы такого класса работают при температурах от 570 Кельвинов.
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.
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.
Стабильность
Причины нестабильности термисторов следующие:
напряжения, возникающие в материале при термоциклировании и образование микротрещин;
структурные изменения в полупроводнике;
внешнее загрязнение (водой и др. веществами) и в результате химические реакции в порах и на поверхности полупроводника;
нарушение адгезии металлической пленки;
миграция примесей из металлических контактов в материал термистора.

Для получения стабильного состояния термисторы подвергают старению (до 500-700 дней). Как правило, во время старения наблюдается рост сопротивления. При длительном использовании термисторов, они уходят за пределы допуска, в большинстве случаев, термисторный термометр показывает температуру несколько ниже, чем значение, определенное по номинальной характеристике. Исследования показывают, что бусинковые термисторы могут проявлять очень высокую стабильность (дрейф до 3 мК за 100 дней при 60 С).
Будет интересно➡ Что такое фоторезистор?
Дисковые термисторы менее стабильны (дрейф до 50 мК за 100 дней при 60 С). Термисторы представляют особый интерес для измерения низких температур благодаря своей относительной нечувствительности к магнитным полям. Некоторые типы термисторов могут применяться до температуры минус 100 С. Диапазон наилучшей стабильности термисторов – от 0 до 100 С. Основными преимуществами термисторов являются вибропрочность, малый размер, малая инерционность и невысокая цена.
Материал по теме: Как проверить варистор мультиметром.
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.
Главные параметры

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.
При покупке нужно быть уверенным, что деталь подходит по размеру и поместится на плате (в схеме). 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.
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. ТКС (в % на один градус Цельсия).
Будет интересно➡ Как отличается параллельное и последовательное соединение резисторов?
Как правило, этот показатель прописывается для той же температуры t, что и холодное сопротивление. В такой ситуации при обозначении используются другие цифры — at. 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.
Температура tmax — максимально допустимый параметр, при котором характеристики терморезистора длительное время остаются без изменений (на установленном производителем уровне). 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.
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.
Расшифровка спецификации конкретной модели
Это были основные параметры серии, теперь рассмотрим спецификацию для С831 (см. рис. 5).

Спецификация модельного ряда серии B598*1
Краткая расшифровка:
Величина тока для штатного режима работы, для нашей детали это почти половина ампера, а именно 470 мА (0,47 А).
Этот параметр указывает ток, при котором величина сопротивления начинает существенно меняться в большую сторону. То есть, когда через С831 протекает ток с силой 970 мА, срабатывает «защита» устройства. Следует заметить, что этот параметр связан с точкой температурного перехода, поскольку проходящий ток приводит к разогреву элемента.
Максимально допустимая величина тока для перехода в «защитный» режим, для С831 это 7 А. Обратите внимание, что в графе указано максимальное напряжение, следовательно, можно рассчитать допустимую величину мощности рассеивания, превышение которой с большой вероятностью приведет к разрушению детали.
Время срабатывания, для С831 при напряжении 265 вольт и токе 7 ампер оно составит менее 8 секунд.
Величина остаточного тока, необходимого для поддерживания защитного режима рассматриваемой радиодетали, она 0,02 А. Из этого следует, что на удержание сработавшего состояния требуется мощность 5,3 Вт (Ir x Vmax).
Сопротивление устройства при температуре 25°С (3,7 Ом для нашей модели). Отметим, с измерения мультиметром этого параметра начинается проверка позистора на исправность.
Величина минимального сопротивления, у модели С831 это 2,6 Ом. Для полноты картины, еще раз приведем график температурной зависимости, где будут отмечены номинальное и минимальное значение R (см. рис. 6).

Рисунок 6. График температурной корреляции для B59831, значения RN и Rmin отмечены красным
Читать также: Самый лучший видеорегистратор 2021 года
Обратите внимание, что на начальном этапе нагрева радиодетали ее параметр R незначительно уменьшается, то есть в определенном диапазоне температур у нашей модели начинают проявляться NTS свойства. Эта особенность, в той или иной мере, характерна для всех позисторов.
Полное наименование модели (у нас B59831-C135-A70), данная информация может быть полезной для поиска аналогов.
Теперь, зная спецификацию, можно переходить к проверке на работоспособность.
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).
<
Проверка электронным мультиметром
Следует отметить, что резисторы довольно надёжны, поэтому их проверку следует проводить после того, как вы убедились в исправности остальных элементов. В первую очередь обратите внимание на сопротивления в цепях, где ранее были обнаружены неисправные элементы.
Сама по себе процедура проверки довольно проста, но требует выполнения определённых действий.
Для проверки будем использовать электронный мультиметр. Щупы прибора должны быть подключены к разъёмам COM и VΩmA. Полярность подключения щупов к выводам проверяемого элемента не имеет значения. Переключатель тестера необходимо установить в положение омметра (сектор помечен знаком Ω). Цифры обозначают максимальный предел измеряемой величины.
Перед началом проверки соедините щупы вместе, при этом показания прибора должны быть равны нулю, что говорит об исправности прибора и проводов щупов. Если переключатель установлен на самом малом пределе измерения, то прибор может показывать величину равную единицам ома. Эту неточность нужно будет учесть при измерении малых величин. Кроме того, у резисторов есть допустимое отклонение от номинала, если точных данных найти не удалось, то погрешность в 10 процентов можно считать нормальной.
Для начала необходимо определить номинальное сопротивление у элемента, который вы собираетесь проверять. Сделать это можно несколькими способами:
На элементах старого образца величина номинального сопротивления указана на корпусе резистора.
На современных элементах применяется цветовая маркировка. Это набор цветных колец, нанесённых на корпус. С их помощью зашифровано сопротивление. Нужно взять таблицу цветовой маркировки и определить искомую величину.
Если вы проверяете элемент с электронной платы, то возле элемента стоит его обозначение в виде буквы R и порядкового номера. Можно взять схему электронного устройства и по обозначению определить номинал. Иногда эта величина указана прямо на печатной плате.
Читать также: Мутлу аккумулятор дата изготовления
Постоянный резистор
Проверку выполняем в такой последовательности:
зачищаем выводы резистора от окислов и загрязнений;
выставляем на мультиметре предел измерения, который несколько больше номинальной величины;
кладём элемент на диэлектрическую поверхность;
прижимаем щупы прибора к выводам резистора, при этом нельзя прикасаться к щупам пальцами.
На экране мы можем увидеть три варианта показаний:
Единица на экране прибора говорит о том, что сопротивление резистора больше установленного предела измерения. Проверьте правильно ли выбран предел измерения, если ошибки нет, то присутствует обрыв между выводами элемента. Такой элемент неисправен и подлежит замене.
Ноль обозначает, что выводы соединены накоротко. Элемент неисправен.
Если на экране другое число, сравните его с величиной номинального сопротивления резистора. Измеренная величина не должна отличаться от номинальной больше чем на 10%. Чтобы было понятно, при проверке резистора в 1 тыс. Ом прибор может показать величину от 900 Ом до 1100 Ом, в обоих случаях элемент можно считать исправным. Когда вы измеряете величины менее ста Ом, не забудьте от полученного значения отнять сопротивление щупов.
Тестирование подстроечного резистора
У переменного резистора на корпусе три вывода. Для проверки необходимо определить, к какому выводу подключён подвижный (средний) контакт. Для этих целей можно воспользоваться справочными данными, если это невозможно, то определим его в процессе измерений:
Перемещаем ручку резистора в среднее положение.
Выполняем все действия, указанные для постоянных резисторов, но измерения проводим попарно между первым и вторым, вторым и третьим, третьим и первым выводами. Пара между которыми сопротивление будет максимальным — это крайние выводы. Сравниваем это значение с номинальной величиной по аналогии с постоянными резисторами. Если всё в норме, продолжаем проверку.
Перемещаем ползунок в одно из крайних положений. Производим измерение между центральным и крайними выводами, должны получить ноль и номинальное значение. Если данные другие (допускается небольшая погрешность), то элемент неисправен.
Повторяем измерение во втором крайнем положении ползунка, теперь показания должны поменяться местами (там, где был ноль, будет номинальное значение, и наоборот).
Подключаем щупы к центральному выводу и к любому крайнему. Плавно перемещаем ручку и следим за показаниями прибора. Сопротивление должно изменяться без скачков, если прибор показывает единицу, это говорит о том, что в этом положении ползунка контакт плохой или пропадает вовсе, а следовательно, нормально работать такой резистор не будет, и его нужно менять.
Проверка элемента на плате
Иногда демонтаж элементов с платы сопряжён с рядом трудностей, поэтому будет полезно знать, как проверить резистор мультиметром, не выпаивая его. Это уже более сложная задача. Чтобы правильно выполнить проверку, необходимо изучить схему, в которой он установлен.
Дело в том, что различные компоненты и способы их подключения, относительно проверяемого резистора, влияют на показания тестера по-разному. Например, параллельно подключённый диод покажет нулевое сопротивление резистора, а параллельно подключённые сопротивления или катушки индуктивности сильно исказят показание прибора. Так как в мультиметре для измерений используется постоянное напряжение, то конденсатор на схеме можно приравнять к разрыву цепи.
В сложной схеме учесть все эти влияния трудно, поэтому измерить точную величину сопротивления не получится, но если вы подробно изучите схему, то сможете проверить резистор на наличие обрыва или короткого замыкания. Если у вас возникли сомнения в исправности элемента, для полной проверки придётся выпаять хотя бы один вывод.
У многих мультиметров есть режим прозвонки. В этом режиме прибор позволяет проверять электрические цепи с сопротивлением не больше сотни ом, при превышении этой величины цепь прозваниваться не будет и звукового сигнала не последует. Применение этого режима для проверки резисторов нецелесообразно, так как прозвонка показывает только наличие или отсутствие контакта между щупами, но никак не характеризует состояние радиодетали.
Что такое терморезистор, где применяется? Как проверить на работоспособность?
Терморезистор, имеющий разновидности под названиями термистор или позистор — это радиоэлектронная деталь, сопротивление, принцип работы которого состоит в изменении его электрического сопротивления в зависимости от температуры.
Терморезистор изготавливается на основе полупроводниковых материалов, реагирующих на изменения температуры и данный материал должен обладать высоким ТКС (температурным коэффициентом сопротивления).
Температурный коэффициент электрического сопротивления — величина, равная относительному изменению электрического сопротивления участка электрической цепи или удельного сопротивления вещества при изменении температуры на единицу.
В принципиальных схемах терморезистор обозначается так:
Конструктивно терморезисторы выглядят по разному.
Терморезистор изготавливают в виде стержней, трубок, дисков, шайб, бусинок и тонких пластинок преимущественно методами порошковой металлургии. Их размеры могут варьироваться в пределах от 1–10 мкм до 1–2 см.
Разновидность терморезистора — термистор (NTC — термистор) имеет отрицательный ТКС и с увеличением температуры его электрическое сопротивление уменьшается.
Другая разновидность терморезистора — позистор (PTC — термистор) имеет положительный ТКС и с увеличением температуры его электрическое сопротивление соответственно увеличивается.
Терморезисторы применяются в схемах разнообразных электронных устройств, где есть необходимость контролировать температурный режим работы и регулировать его с помощью изменения электрического сопротивления.
Терморезисторы c «отрицательным сопротивлением» применяются в качестве пусковых реле, реле времени, в системах измерения и контроля мощности, системах теплового контроля и пожарной сигнализации.
Терморезисторы с «положительным сопротивлением» используются в схемах контроля за изменением температуры и компенсации параметров электрического тока или напряжения электрических цепей, возникших вследствие изменения температуры.
Для проверки работоспособности терморезистора нам понадобится ампервольтомметр или мультиметр. Подсоединяемся щупами прибора к проверяемому терморезистору, измеряем сопротивление.
В нормальном состоянии терморезистор имеет номинальное сопротивление, однако при нагревании его сопротивление будет либо уменьшаться, либо увеличиваться. На картинке представлена проверка термистора, при увеличении температуры его сопротивление уменьшается от 5,1 Ома до 2,7 Ома.
Успехов Вам! Да прибудет с Вами умение!
Базовые характеристики терморезисторов
При оценке терморезисторов нужно учесть и проанализировать их характеристики:
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.
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.
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.
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.
Термосопротивление, описание, принцип работы, виды
В общепринятом смысле термосопротивление — это физическая величина, способность тела препятствовать распространению теплового движения молекул. Однако чаще всего под этим термином подразумевают специальные приборы, способные этот параметр измерять — термометры сопротивления и терморезисторы.

Принцип работы термосопротивления

При нагреве проводника изменяется его сопротивление, а следовательно, и ток, проходящий через проводник. Интенсивность изменения зависит от нескольких факторов:

температура и плотность окружающей среды;

скорость жидкой или газообразной среды;

размеры и материал самого проводника.

Если измерить зависимость сопротивления провода от этих неэлектрических величин, то на основе этой информации можно получать данные об изменении параметров окружающей среды. Собственно, в этом и заключается принцип, по которому работает термосопротивление.

Виды термосопротивлений

По материалу изготовления все термосопротивления можно разделить на следующие группы:

Проводниковое термосопротивление. Термопреобразователи сопротивления производятся в точном соответствии с ГОСТ 6651-2009. Как правило, они изготавливаются из чистых металлов: меди, никеля и платины. В основном представляют собой каркасную или безкаркасную катушку, выполненную из однородного проводника с контактными выводами. Характеризуются прямой зависимостью сопротивления от температуры, чем выше температура, тем выше сопротивление. Имеют большой температурный коэффициент измерения, точность, характеристику близкую к линейной.
Медь используется при измерениях от -50 до 150—180 градусов Цельсия в среде, свободной от посторонних примесей. Если температура будет выше, металл окислится, а это снижает точность.

Никель можно применять для измерений до 250—300 градусов Цельсия. Однако стоит учитывать, что при температуре свыше 100 ºС зависимость сопротивления уже не является линейной. Она высчитывается по формулам, зависящим от марки никеля.

Платина — это самый распространенный материал для промышленных приборов. Этот металл может использоваться при температуре до 1000—1200 градусов Цельсия, хотя на практике платиновое термосопротивление применяется до 650 ºС. Дело в том, что при температуре свыше 500 градусов Цельсия удобнее использовать датчики термопары. Кстати, стоит оговориться, что этот металл нельзя применять в восстановительных средах (углерод, пары кремния, калия, натрия и т. п.).

Полупроводниковое термосопротивление. Терморезистор (термистор), полупроводниковое сопротивление из разнородного сплава, может иметь прямую или обратную характеристику (PTC-термистор или NTС-термистор) зависимости сопротивления от температуры. Изготавливаются методом порошковой металлургии в виде дисков, шайб, бусинок, тонких пластинок. Имеют большой температурный коэффициент сопротивления, нелинейную характеристику, способны работать при значительных механических нагрузках и в сложных условия эксплуатации.
NTC-термисторы типов ММТ-1 и КМТ-1 (рис. 1-а) состоят из полупроводникового эмалированного стержня (1), контактных колпачков (2) и выводов (3).

NTC-термисторы типов ММТ-4 и КМТ-4 (рис. 1-б) выпускаются в герметичном металлическом корпусе (2), за счет чего могут использоваться даже во влажной среде. Герметизация осуществляется при помощи стекла (3) и олова (4), а сам полупроводниковый стержень (1) обернут фольгой (5).

рис. 1-а рис. 1-б

Медно-кобальто-марганцевые терморезисторы вроде МКМТ-16 бусинкового типа (NTC-термисторы) (рис. 2) — это мини-измерители в стеклянном корпусе. В нем роль сопротивления играет шарик диаметром около 0,8 мм с платиновыми выводами диаметром 0,05 мм, к концам которых приварены проводники из нихромовой проволоки диаметром 0,1 мм.

Все термопреобразователи сопротивления , предлагаемые нашей компанией, можно посмотреть в каталоге продукции.

РТС термисторы
РТС датчики – это термисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) (Positive Temperature Coefficient – положительный температурный коэффициент). Термисторы или терморезисторы – это полупроводниковые резисторы, сопротивление которых нелинейно зависит от температуры. Температурная зависимость сопротивления термистора с положительным ТКС характеризуется значительным увеличением сопротивления при достижении определенной температуры. Терморезисторы с отрицательным ТКС имеют экспоненциальную температурную зависимость сопротивления, т.е. сопротивление увеличивается при уменьшении температуры и уменьшается при ее увеличении. Термисторы выпускаются в виде стержней, трубок, дисков, шайб, бусинок. Широкое применение термисторы нашли во всех областях автоматики, где требуется измерять, поддерживать и регулировать температуру.
Термисторы типа РТС можно разделить на две основные категории: силисторы и «защитные термисторы». Силисторы – термочувствительные силиконовые резисторы, характеризующиеся тем, что имеют положительный, в температурном диапазоне до 150 °С, и отрицательный, в температурном диапазоне выше 150 °С, ТКС. Наиболее стабильный ТКС (около 0,77 %/°С) силисторы имеют в области от – 60 до + 150 °С, где они наиболее часто применяются для контроля температуры. «Защитные термисторы» не используются для измерения температуры, а служат как элементы встроенной температурной защиты или в качестве предохранителей в схемах защиты от перегрузок по току и напряжению.
Компания ОВЕН производит cледующие модели датчиков ДРТС:
ДРТС014-1000 ОМ.50/2 L = 50мм, l= 2 м, D = 5 мм
ДРТС094-1000 ОМ. 500/1 L = 500мм, l= 1 м, D = 6 мм
ДРТС174-1000 ОМ. 120/6 L = 120мм, l= 6 м, D = 5 мм
Рекомендации по монтажу и эксплуатации РТС датчиков
Датчики РТС выпускаются во влагозащищенном корпусе, который препятствует попаданию воды внутрь защитной металлической гильзы, предохраняя чувствительный элемент датчика. Тем не менее монтировать датчики температуры рекомендуется вверх заглушкой металлической гильзы.
Внешние электромагнитные поля могут оказывать существенное влияние на работоспособность датчика. Поэтому при монтаже РТС датчиков провода от места установки самого датчика до регулятора желательно прокладывать на максимально возможном удалении от источников помех. Если конструкция установки не позволяет этого сделать, то уменьшить влияние внешнего электромагнитного поля позволяет экранирование измерительного провода и последующее заземление экрана.
THERMISTOR BASICS — длинноволновая электроника
Диапазон температур: Примерный общий диапазон температур, в котором может использоваться датчик определенного типа. В пределах заданного диапазона температур одни датчики работают лучше, чем другие.
Относительная стоимость: Относительная стоимость при сравнении этих датчиков друг с другом. Например, термисторы недороги по сравнению с RTD, отчасти потому, что предпочтительным материалом для RTD является платина.
Постоянная времени: Приблизительное время, необходимое для перехода от одного значения температуры к другому.Это время в секундах, которое требуется термистору для достижения 63,2% разницы температур от начального до окончательного показания.
Стабильность: Способность контроллера поддерживать постоянную температуру на основе обратной связи датчика по температуре.
Чувствительность: Степень реакции на изменение температуры.
Какие формы термисторов доступны?
Термисторы
бывают разных форм — диск, микросхема, бусинка или стержень, и могут быть установлены на поверхности или встроены в систему.Они могут быть залиты эпоксидной смолой, стеклом, обожженным фенолом или окрашены. Наилучшая форма часто зависит от контролируемого материала, например твердого вещества, жидкости или газа.
Например, шариковый термистор идеально подходит для встраивания в устройство, а стержень, диск или цилиндрическая головка лучше всего подходят для оптических поверхностей. Микросхема термистора обычно устанавливается на печатной плате (PCB). Существует множество термисторов различной формы, например:

Рисунок 3: Типы термисторов
Выберите форму, которая обеспечивает максимальный контакт поверхности с устройством, температура которого отслеживается.Независимо от типа термистора, подключение к контролируемому устройству должно выполняться с использованием пасты с высокой теплопроводностью или эпоксидного клея. Обычно важно, чтобы эта паста или клей не проводили электричество.
Как работает термистор в управляемой системе?
В основном термистор используется для измерения температуры устройства. В системе с контролируемой температурой термистор — это небольшая, но важная часть более крупной системы. Контроллер температуры контролирует температуру термистора.Затем он сообщает нагревателю или охладителю, когда включать или выключать, чтобы поддерживать температуру датчика.
На схеме ниже, иллюстрирующей пример системы, есть три основных компонента, используемых для регулирования температуры устройства: датчик температуры, регулятор температуры и устройство Пельтье (обозначенное здесь как TEC или термоэлектрический охладитель). Головка датчика прикрепляется к охлаждающей пластине, которая должна поддерживать определенную температуру для охлаждения устройства, а провода присоединяются к контроллеру температуры.Контроллер температуры также имеет электронное соединение с устройством Пельтье, которое нагревает и охлаждает целевое устройство. Радиатор прикреплен к устройству Пельтье для отвода тепла.

Рисунок 4: Система с термисторным управлением
Работа датчика температуры заключается в отправке данных обратной связи на контроллер температуры. Через датчик проходит небольшой ток, называемый током смещения, который посылается контроллером температуры.Контроллер не может считывать сопротивление, поэтому он должен преобразовывать изменения сопротивления в изменения напряжения, используя источник тока для подачи тока смещения через термистор для создания управляющего напряжения.
Контроллер температуры — это мозг этой операции. Он берет информацию датчика, сравнивает ее с тем, что необходимо охлаждаемому блоку (так называемая уставка), и регулирует ток через устройство Пельтье, чтобы изменить температуру в соответствии с уставкой.
Расположение термистора в системе влияет как на стабильность, так и на точность системы управления.Для лучшей стабильности термистор необходимо разместить как можно ближе к термоэлектрическому или резистивному нагревателю. Для обеспечения максимальной точности термистор должен располагаться рядом с устройством, требующим регулирования температуры. В идеале термистор встроен в устройство, но его также можно прикрепить с помощью теплопроводящей пасты или клея. Даже если устройство встраивается, воздушные зазоры следует устранять с помощью термопасты или клея.
На рисунке ниже показаны два термистора, один из которых подключен непосредственно к устройству, а другой удален или удален от устройства.Если датчик расположен слишком далеко от устройства, время теплового запаздывания значительно снижает точность измерения температуры, а размещение термистора слишком далеко от устройства Пельтье снижает стабильность.

Рисунок 5: Размещение термистора
На следующем рисунке график показывает разницу в показаниях температуры, снятых обоими термисторами. Термистор, прикрепленный к устройству, быстро реагировал на изменение тепловой нагрузки и регистрировал точные температуры.Удаленный термистор тоже среагировал, но не так быстро. Что еще более важно, показания отклоняются чуть более чем на полградуса. Эта разница может быть очень значительной, когда требуются точные температуры.

Рисунок 6: График отклика положения термистора
После выбора места размещения датчика необходимо настроить остальную часть системы. Это включает определение сопротивления базового термистора, тока смещения для датчика и заданной температуры нагрузки на контроллере температуры.
Какое сопротивление термистора и ток смещения следует использовать?
Термисторы
классифицируются по величине сопротивления, измеренной при комнатной температуре, которая считается 25 ° C. Устройство, температуру которого необходимо поддерживать, имеет определенные технические характеристики для оптимального использования, определенные производителем. Их необходимо определить перед выбором датчика. Поэтому важно знать следующее:
Каковы максимальная и минимальная температура для устройства?
Термисторы идеально подходят для измерения температуры в одной точке в пределах 50 ° C от окружающей среды.Если температура слишком высокая или низкая, термистор не будет работать. Хотя есть исключения, большинство термисторов лучше всего работают в диапазоне от -55 ° C до + 114 ° C.
Поскольку термисторы являются нелинейными, что означает, что зависимости температуры от сопротивления отображаются на графике в виде кривой, а не прямой линии, очень высокие или очень низкие температуры не регистрируются правильно. Например, при очень небольших изменениях очень высоких температур будут регистрироваться незначительные изменения сопротивления, что не приведет к точным изменениям напряжения.
Каков оптимальный диапазон термисторов?
В зависимости от тока смещения от контроллера каждый термистор имеет оптимальный полезный диапазон, то есть диапазон температур, в котором точно регистрируются небольшие изменения температуры.
В таблице ниже показаны наиболее эффективные диапазоны температур для термисторов с длиной волны при двух наиболее распространенных токах смещения.

Рисунок 7: Таблица выбора термистора
Лучше всего выбирать термистор, где заданная температура находится в середине диапазона.Чувствительность термистора зависит от температуры. Например, термистор может быть более чувствительным при более низких температурах, чем при более высоких температурах, как в случае с термистором 10 кОм TCS10K5 компании Wavelength. С TCS10K5 чувствительность составляет 162 мВ на градус Цельсия в диапазоне от 0 ° C до 1 ° C, и 43 мВ / ° C в диапазоне от 25 ° C до 26 ° C и 14 мВ ° C в диапазоне от 49 ° C до 50 °. С.
Каковы верхний и нижний пределы напряжения на входе датчика терморегулятора?
Пределы напряжения обратной связи датчика с регулятором температуры указываются производителем.В идеале следует выбрать комбинацию термистора и тока смещения, которая обеспечивает напряжение в пределах диапазона, разрешенного регулятором температуры.
Напряжение связано с сопротивлением по закону Ома. Это уравнение используется для определения необходимого тока смещения. Закон Ома гласит, что ток через проводник между двумя точками прямо пропорционален разности потенциалов между двумя точками и для этого тока смещения записывается как:
В = I _{Смещение} x R
Где:
В — напряжение в вольтах (В)
I _BIAS — ток в амперах или амперах (A)
I _BIAS означает постоянный ток
R — сопротивление в Ом (Ом)
Контроллер вырабатывает ток смещения для преобразования сопротивления термистора в измеряемое напряжение.Контроллер будет принимать только определенный диапазон напряжения. Например, если диапазон контроллера составляет от 0 до 5 В, напряжение термистора должно быть не ниже 0,25 В, чтобы электрические шумы нижнего уровня не мешали считыванию, и не выше 5 В для считывания.
Предположим, что используется вышеупомянутый контроллер и термистор 100 кОм, такой как TCS651 от Wavelength, а температура, которую устройство должно поддерживать, составляет 20 ° C. Согласно техническому описанию TCS651, сопротивление составляет 126700 Ом при 20 ° C.Чтобы определить, может ли термистор работать с контроллером, нам нужно знать полезный диапазон токов смещения. Используя закон Ома для определения I _BIAS, мы знаем следующее:
V / R = I _{Смещение}
0,25 / 126700 = 2 мкА — нижний предел диапазона
5,0 / 126700 = 39,5 мкА — верхний предел
Да, этот термистор будет работать, если ток смещения регулятора температуры может быть установлен в пределах от 2 мкА до 39,5 мкА.
При выборе термистора и тока смещения лучше всего выбирать такой, при котором развиваемое напряжение находится в середине диапазона.На входе обратной связи контроллера должно быть напряжение, которое определяется сопротивлением термистора.
Так как люди легче всего относятся к температуре, сопротивление часто нужно менять на температуру. Наиболее точная модель, используемая для преобразования сопротивления термистора в температуру, называется уравнением Стейнхарта-Харта.
Что такое уравнение Стейнхарта-Харта?
Уравнение Стейнхарта-Харта — это модель, которая была разработана в то время, когда компьютеры не были повсеместными и большинство математических вычислений выполнялось с использованием логарифмических правил и других математических средств, таких как таблицы трансцендентных функций.Уравнение было разработано как простой метод более простого и точного моделирования температур термисторов.
Уравнение Стейнхарта-Харта:
1 / T = A + B (lnR) + C (lnR) 2 + D (lnR) 3 + E (lnR) 4…
Где:
T — температура в Кельвинах (K, Кельвин = Цельсий + 273,15)
R — сопротивление при T, в Ом (Ом)
A, B, C, D и E — коэффициенты Стейнхарта-Харта, которые меняются в зависимости от типа используемого термистора и диапазона измеряемой температуры.
ln — натуральное бревно, или бревно до основания Napierian 2.7 1828
Члены могут повторяться бесконечно, но, поскольку ошибка настолько мала, уравнение усекается после кубического члена, а квадратный член удаляется, поэтому используется стандартное уравнение Стейнхарта-Харта:
1 / Т = А + В (lnR) + C (lnR) 3
Одно из удовольствий компьютерных программ заключается в том, что уравнения, на решение которых потребовались бы дни, если не недели, выполняются за считанные секунды. Введите «Калькулятор уравнения Стейнхарта-Харта» в любой поисковой системе, и будут возвращены страницы со ссылками на онлайн-калькуляторы.
Как используется уравнение Стейнхарта-Харта?
Это уравнение вычисляет с большей точностью фактическое сопротивление термистора как функцию температуры. Чем более узкий диапазон температур, тем точнее будет расчет сопротивления. Большинство производителей термисторов предоставляют коэффициенты A, B и C для типичного диапазона температур.
Кто такие Стейнхарт и Харт?
Джон С. Стейнхарт и Стэнли Р. Харт впервые разработали и опубликовали уравнение Стейнхарта-Харта в статье под названием «Калибровочные кривые для термисторов» в 1968 году, когда они были исследователями в Вашингтонском институте Карнеги.Стейнхарт стал профессором геологии и геофизики, а также морских исследований в Университете Висконсин-Мэдисон, а Стэнли Р. Харт стал старшим научным сотрудником океанографического института Вудс-Хоул.
Заключение
Термисторы — это терморезисторы, сопротивление которых изменяется при изменении температуры. Они очень чувствительны и реагируют на очень небольшие изменения температуры. Их лучше всего использовать, когда необходимо поддерживать определенную температуру, а также при мониторинге температуры в пределах 50 ° C от окружающей среды.
Термисторы
, как часть системы контроля температуры, являются лучшим способом измерения и контроля нагрева и охлаждения устройства Пельтье. Их способность регулировать с минутными приращениями обеспечивает максимальную общую стабильность системы. Термисторы могут быть встроены или монтированы на поверхности устройства, требующего контроля температуры. В зависимости от типа они могут измерять жидкости, газы или твердые тела.
Wavelength поставляет различные термисторы с шариковыми и цилиндрическими головками. Чтобы просмотреть текущий выбор, щелкните здесь.
Термистор — применение, работа, типы, характеристики — электрические защитные устройства
Что такое Термистор?
термистор определяется как тип резистора, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от перепады температуры. Хотя сопротивление всех резисторов немного снизится. колеблются в зависимости от температуры, термистор особенно чувствителен к изменениям температура.
Термисторы действуют в цепи как пассивный компонент. Они точные, недорогие и надежный способ измерения температуры.Хотя они плохо работают в очень высокие или низкие температуры, они подходят для многих различных применений. датчик выбора. Если требуется точное показание температуры, они идеальный.
Термистор символ-
Использование Термисторы Термисторы
имеют широкий спектр применения. Они широко используются во многих различных жидких средах и окружающем воздухе в качестве средств измерения температуры в качестве термисторных термометров. Вот некоторые из наиболее распространенных применений термисторов:
Электронный термометры (термостаты)
автомобильные приложения (для контроля температуры масла и охлаждающей жидкости в легковых и грузовых автомобилях)
Бытовые бытовые приборы (например, микроволновые печи, холодильники и духовки)
Батарея безопасность (т.е. защита от перенапряжения)
Перезаряжаемый батареи (для поддержания надлежащей температуры батареи)
To измерить теплопроводность электрических материалов
Температура контроль (например, обслуживание аккумуляторных батарей)
Каким образом Термистор рабочий
А Принцип работы термистора заключается в том, что его сопротивление зависит от его температура. Мы можем использовать омметр для измерения сопротивления термистора. Если мы знаем точную взаимосвязь между тем, как изменение температуры повлияет на сопротивление термистора, то мы можем определить его температуру, измерив сопротивление термистора.
Зависит от от типа материала, используемого в термисторе, насколько изменяется сопротивление. Связь между температурой и сопротивлением термистора: нелинейный. Ниже приведен типичный график термистора:
Если бы у нас был термистор с указанным выше графиком температуры, сопротивление, измеренное омметром, можно было бы просто согласовать с температурой, показанной на графике. Таким образом, мы можем определить температуру термистора, проведя горизонтальную линию поперек сопротивления по оси y и проведя вертикальную линию вниз от того места, где эта горизонтальная линия пересекается с графиком.
Термистор Типы
Есть два типа термисторов:
Термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC)
Термистор с положительным температурным коэффициентом (PTC)
NTC Термистор
Когда температура повышается, сопротивление в термисторе NTC уменьшается. И сопротивление увеличивается при понижении температуры. Температура и Следовательно, сопротивление термистора NTC обратно пропорционально.Эти наиболее частые формы теистора.
Отношение сопротивления к температуре в термисторе NTC определяется следующее выражение:
Здесь,
R _T — сопротивление температуре T (K)
R ₀ — сопротивление температуре T ₀ (K)
T ₀ — эталонная температура (обычно 25 ^o C)
β — постоянная величина, ее значение зависит от характера материала.Номинальное значение — 4000.
Если значение β высокое, то соотношение между сопротивлением и температурой будет очень хорошим. Более высокое значение β означает большее отклонение сопротивления при таком же повышении температуры — вот почему вы улучшили чувствительность термистора (и, следовательно, точность).
Температурный коэффициент сопротивления можно получить из выражения (1). Этот не что иное, как выражение чувствительности термистора.
Выше мы можем ясно видеть отрицательный знак αT.Этот отрицательный знак показывает NTC отрицательное температурное сопротивление термистора.
Если β = 4000 K и T = 298 K, αT = -0,0045 / oK. Это намного больше, чем у платиновых RTD. чувствительность. Это позволит рассчитать очень незначительные изменения температуры.
Тем не менее, альтернативные формы сильно легированных термисторов, которые имеют положительный коэффициент температуры теперь доступен (по высокой цене). Выражение (1) такова, что даже в ограниченном диапазоне температур невозможно сделать линейное приближение к кривой, и поэтому термисторы конечно же нелинейный датчик.
PTC Термистор
A PTC Термистор имеет обратное соотношение температуры и сопротивления. Сопротивление увеличивается при повышении температуры. И сопротивление уменьшается, когда температура снижается. Температура и сопротивление термистора PTC равны поэтому обратно пропорционально.
Хотя PTC термисторы не так популярны, как термисторы NTC, их часто используют в качестве форма защиты цепей. Термисторы PTC могут служить токоограничивающее устройство аналогично роли предохранителей.
Это будет вызвать небольшой резистивный нагрев, когда ток проходит через устройство. Если ток достаточно велик, чтобы произвести больше энергии, чем устройство проиграет окружающей среде, система может нагреться. Нагрев также увеличит его сопротивление в термисторе PTC. Производит эффект самоусиление, которое увеличивает сопротивление, тем самым уменьшая ток. Таким образом, он действует как механизм ограничения тока — для защиты цепи.
Термистор Характеристики
соотношение, которое определяет характеристики термистора, выглядит следующим образом:
Здесь,
R ₁ = сопротивление термистора при абсолютной температуре T ₁ [^o K]
R ₂ = сопротивление термистора при температуре T ₂ [^o K]
β = постоянное в зависимости от материала преобразователя
В указанном выше уравнение, мы можем видеть, что зависимость температуры от сопротивления очень высока. нелинейный.Обычно стандартный термистор NTC имеет отрицательную температуру. коэффициент сопротивления примерно 0,05 / oC.
Термистор Строительство
Заказать на сделать термистор, два или более полупроводниковых порошка из оксидов металлов сочетаются со связующим для создания кашицы. Подводящие провода создаются маленькие капли этой кашицы. Нам нужно поместить его в печь для спекания для сушки. целей. Суспензия должна дать усадку до выводных проводов, чтобы электрическое соединение во время этого процесса.Путем добавления стеклянного покрытия на Это очищенный оксид металла запечатан. Это стеклянное покрытие обеспечивает термисторы с водонепроницаемыми свойствами, помогающие повысить их стабильность.
Термисторы доступны в различных формах и размерах на рынке. Меньшие термисторы в виде шариков диаметром от 0,15 мм до 1,5 мм. Термисторы могут также изготавливаться в виде дисков и шайб путем нажатия на термистор материал под высоким давлением в плоские цилиндрические формы диаметром 3 мм до 25 мм.
А Стандартная длина термистора составляет от 0,125 мм до 1,5 мм. В продаже термисторы имеют номинальные значения 1 К, 2 К, 10 К, 20 К, 100 К и т. д. Что значение показывает значение сопротивления при 25oC.
Термисторы доступны в различных моделях: стержневого, бортового, дискового и т. д. Основными преимуществами термисторов являются их небольшие размеры и относительно невысокая стоимость.
Этот размер Преимущество означает, что постоянная времени термисторов, работающих в оболочках, составляет маленький, хотя уменьшение размера также снижает способность рассеивать тепла и, таким образом, увеличивает эффект самонагрева.Этот эффект может повредить термистор постоянно.
Чтобы избежать при этом термисторы должны работать при низких уровнях электрического тока по сравнению с сопротивление термометра, что снижает чувствительность к измерению.
Термистор и термопара
Основная отличия термистор — термопара
Термистор:
Хорошо для определения небольших изменений температуры
NTC термисторы имеют экспоненциальное уменьшение сопротивления с повышением температуры
А более узкий диапазон чувствительности (от 55 до +150 ^o ° C — хотя это зависит от по марке)
Нелинейный взаимосвязь между параметром измерения (сопротивлением) и температурой
Чувствительная схема не требует усиления, проста и обычно трудна получить лучше, чем 1 ^o C без калибровки.
Обнаружение параметр = Сопротивление
Термопара:
Низкое напряжение термопары
Имеют широкий диапазон измерения температуры (тип T = -200-350oC; тип J = 95-760 ° C; тип K = 95-1260 ° C; другие типы еще выше)
Параметр измерения = напряжение, создаваемое соединениями при разных температурах
Линейная зависимость между температурой и параметром измерения (напряжением)
очень точный
Также считывается — Цветовой код резистора
Также Рад — Закон Ома — Определение, формула, приложения
Что такое термистор и как он работает?

Опубликовано 28 августа 2018 г.
Термисторы — это тип полупроводников, что означает, что они имеют большее сопротивление, чем проводящие материалы, но меньшее сопротивление, чем изоляционные материалы.Взаимосвязь между температурой термистора и его сопротивлением во многом зависит от материалов, из которых он изготовлен. Производитель обычно определяет это свойство с высокой степенью точности, поскольку это основная характеристика, представляющая интерес для покупателей термисторов.
Термисторы состоят из оксидов металлов, связующих и стабилизаторов, спрессованы в пластины, а затем нарезаны по размеру чипа, оставлены в форме диска или сделаны в другую форму. Точное соотношение композитных материалов определяет их кривую сопротивления / температуры.«Производители обычно регулируют это соотношение с большой точностью, поскольку оно определяет, как термистор будет работать.
Подробнее о Термисторах
Что означает «термистор»?
Термисторы, производные от термина термочувствительные резисторы, представляют собой очень точный и экономичный датчик для измерения температуры. Доступны 2 типа, NTC (отрицательный температурный коэффициент) и PTC (положительный температурный коэффициент), это термистор NTC, который обычно используется для измерения температуры.Термисторы
доступны двух типов: с отрицательным температурным коэффициентом (термисторы NTC) и с положительным температурным коэффициентом (термисторы PTC). Сопротивление термисторов NTC уменьшается с увеличением их температуры, в то время как сопротивление термисторов PTC увеличивается с увеличением их температуры. Для измерения температуры обычно используются только термисторы NTC.
Термисторы состоят из материалов с известным сопротивлением. По мере увеличения температуры сопротивление термистора NTC будет увеличиваться нелинейным образом, следуя определенной «кривой».Форма этой кривой зависимости сопротивления от температуры определяется свойствами материалов, из которых изготовлен термистор.
Термисторы доступны с различными базовыми сопротивлениями и кривыми зависимости сопротивления от температуры. В низкотемпературных приложениях (от -55 до прибл. 70 ° C) обычно используются термисторы с более низким сопротивлением от 2252 до 10 000 Ом). В приложениях с более высокими температурами обычно используются термисторы с более высоким сопротивлением (более 10 000 Ом). Некоторые материалы обеспечивают лучшую стабильность, чем другие.Сопротивление обычно указывается при 25 ° C (77 ° F). Термисторы имеют точность приблизительно ± 0,2 ° C в пределах указанного диапазона температур. Обычно они прочные, долговечные и недорогие.
Термисторы часто выбирают для применений, где важны прочность, надежность и стабильность. Они хорошо подходят для использования в экстремальных условиях или там, где присутствует электронный шум. Они доступны в различных формах: идеальная форма для конкретного применения зависит от того, будет ли термистор установлен на поверхности или встроен в систему, а также от типа измеряемого материала.
Термисторы с эпоксидным покрытием доступны для использования при более низких температурах [обычно от -50 до 150 ° C (от -58 до 316 ° F)]; термисторы также доступны со стеклянным покрытием для использования при более высоких температурах [обычно от -50 до 300 ° C (от -58 до 572 ° F)]. Эти покрытия защищают термистор и его соединительные провода от влаги, коррозии и механических воздействий.
Доступные конфигурации термистора
Термисторы доступны в нескольких распространенных конфигурациях. Три наиболее часто используемых — это герметичный гибкий термистор (серия HSTH), тип с болтовым креплением / шайбой и самоклеящийся тип поверхностного монтажа.Термисторы
HSTH полностью закрыты оболочками из PFA (пластикового полимера) для защиты чувствительного элемента от влаги и коррозии. Их можно использовать для измерения температуры множества жидкостей, от масел и промышленных химикатов до пищевых продуктов.
Термисторы с датчиками на болтах или шайбах можно устанавливать в резьбовые отверстия или отверстия стандартного размера. Их небольшая тепловая масса позволяет им быстро реагировать на изменения температуры. Они используются во многих областях, включая бытовые приборы, резервуары для воды, трубы и кожухи оборудования.
Термисторы для поверхностного монтажа имеют клейкую внешнюю поверхность, которая может легко закрепиться на плоских или изогнутых поверхностях. Их можно снимать и повторно наносить, и они имеют несколько коммерческих и промышленных применений.
Диапазон температур, точность и стабильность
Термисторы обладают высокой точностью (от ± 0,05 ° C до ± 1,5 ° C), но только в ограниченном диапазоне температур, который находится в пределах примерно 50 ° C от базовой температуры. Диапазон рабочих температур для большинства термисторов составляет от 0 ° C до 100 ° C.Термисторы класса A обеспечивают высочайшую точность, в то время как термисторы класса B могут использоваться в сценариях, где нет необходимости в точных измерениях. После завершения производственного процесса термисторы становятся химически стабильными, и их точность с возрастом существенно не меняется.
Общие приложения для термисторов
Термисторы используются в широком спектре коммерческих и промышленных приложений для измерения температуры поверхностей, жидкостей и окружающих газов. Когда они заключены в защитные зонды, которые можно надежно дезинфицировать, они используются в пищевой промышленности и производстве напитков, в научных лабораториях и в исследованиях и разработках.Термисторы для тяжелых условий эксплуатации подходят для погружения в агрессивные жидкости и могут использоваться в промышленных процессах, в то время как крепления термисторов с виниловыми наконечниками используются на открытом воздухе или в биологических приложениях. Термисторы также доступны с металлическими или пластиковыми крышками элементов в виде клетки для измерения температуры воздуха.
Как подключить термистор?
Термисторы очень просто подключить. Большинство из них имеют двухпроводные разъемы. Те же два провода, которые соединяют термистор с его источником возбуждения, можно использовать для измерения напряжения на термисторе.
Просмотреть эту страницу на другом языке или в другом регионе Применение и характеристики термистора
| Термисторы PTC и NTC
Принцип термистора:
Все мы знаем, что резистор — это электрический компонент, ограничивающий ток, протекающий через цепь. Термистор — это специальный тип резистора, сопротивление которого более существенно зависит от температуры, чем у стандартных резисторов.Как правило, сопротивление увеличивается с повышением температуры для большинства металлов, но термисторы реагируют отрицательно, т.е. сопротивление термисторов уменьшается с увеличением температуры. Это основной принцип термистора. Поскольку сопротивление термисторов зависит от температуры, они могут быть включены в электрическую цепь для измерения температуры тела.
Термисторы
в основном используются в качестве датчиков температуры, ограничителей пускового тока, самовосстанавливающихся устройств защиты от перегрузки по току и саморегулирующихся нагревательных элементов.Термистор изготовлен из полупроводникового материала. Он имеет форму диска, стержня или бусины. Терморезисторы с шариками могут иметь диаметр всего несколько миллиметров. У некоторых терморезисторов шарик заключен в стеклянную капсулу.
Обозначение термисторов можно представить следующим образом:
Типы термисторов:
Существует два основных типа термисторов: положительный температурный коэффициент (PTC) и отрицательный температурный коэффициент (NTC).
Положительный температурный коэффициент (PTC):
Термисторы
PTC увеличивают свое сопротивление при повышении температуры.Связь между сопротивлением и температурой является линейной, что выражается в следующем уравнении: deltaR = k (deltaT), где deltaR — это изменение сопротивления, deltaT — это изменение температуры, а k — температурный коэффициент. Когда k положительный, это вызывает линейное увеличение сопротивления при повышении температуры.
PTC Использование: Термисторы PTC могут использоваться вместо предохранителей для защиты цепей. По мере нагрева цепи сопротивление увеличивается, чтобы предотвратить перегрузку.Они также используются в качестве таймеров в телевизорах. Когда устройство включено, катушка размагничивания активируется для устранения магнитного поля; термистор автоматически отключает его, когда температура достигает определенной точки.
Отрицательный температурный коэффициент (NTC):
Многие термисторы NTC изготавливаются из прессованного диска или литого кристалла полупроводника, такого как спеченный оксид металла. Они работают, потому что повышение температуры полупроводника увеличивает количество электронов, способных перемещаться и переносить заряд — это продвигает их в зону проводимости.{-19} кулон)
Ток измеряется амперметром. При больших изменениях температуры необходима калибровка. При небольших изменениях температуры, если используется правильный полупроводник, сопротивление материала линейно пропорционально температуре. Существует множество различных полупроводниковых термисторов с диапазоном от 0,01 до 2000 кельвинов (от -273,14 до 1700 ° C)
NTC Использование: Термисторы NTC, с другой стороны, используются в качестве ограничителей тока и датчиков температуры в цифровых термостатах и автомобилях.
Испытание термистора:
Это всего лишь образец и грубый тест для базового понимания того, как тестировать термистор. Аналоговый мультиметр должен находиться в режиме сопротивления. Клеммы мультиметра подключаются к выводам термистора. Здесь нам не нужно концентрироваться на полярности. Теперь нагрейте термистор, поднося к нему нагретое жало паяльника. Теперь вы можете заметить, что показания мультиметра плавно увеличиваются или уменьшаются в зависимости от того, является ли тестируемый термистор PTC или NTC.Конечно, это бывает только с исправным термистором.
Для неисправных термисторов мы можем наблюдать следующее.
Изменение показаний никогда не будет плавным или вообще не будет никаких изменений.
Для короткого термистора показание счетчика всегда будет нулевым, тогда как для открытого термистора показание счетчика всегда будет бесконечным.
Как я уже упоминал ранее, это всего лишь грубый тест. Для точного подтверждения нам необходимо выполнить некоторый процесс измерения температуры и соответствующего значения сопротивления, которое необходимо сравнить с характеристиками термостойкости термистора, предоставленными производителем.
Характеристики термистора:
Как уже упоминалось выше, сопротивление увеличивается с увеличением температуры для PTC, а сопротивление уменьшается с увеличением температуры для NTC.
Термистор демонстрирует сильно нелинейную характеристику сопротивления в зависимости от температуры.
Термисторы
PTC могут использоваться в качестве нагревательных элементов в небольших духовках с регулируемой температурой. Термисторы NTC могут использоваться как устройства ограничения пускового тока в цепях питания.Пусковой ток означает максимальный мгновенный входной ток, потребляемый электрическим устройством при первом включении. Термисторы доступны в различных размерах и формах; Самыми маленькими по размеру являются бусинки диаметром от 0,15 мм до 1,25 мм.
Есть два основных способа изменить температуру термистора внутри или снаружи. Температуру термистора можно изменить снаружи, изменяя температуру окружающей среды, и внутри, за счет самонагрева в результате тока, протекающего через устройство.
Зависимость сопротивления от температуры может быть аппроксимирована следующим уравнением, где,
R — сопротивление термистора при температуре T (в К)
R0 — сопротивление при заданной температуре T0 (в К)
β — удельная постоянная материала
Константа материала термистора NTC является мерой его сопротивления при одной температуре по сравнению с его сопротивлением при другой температуре. Его значение может быть рассчитано по приведенной ниже формуле и выражено в градусах Кельвина (° K).
Применение термистора:
Термисторы PTC использовались в качестве таймеров в цепи катушки размагничивания большинства ЭЛТ-дисплеев. Схема размагничивания с использованием термистора PTC проста, надежна (в силу своей простоты) и недорога.
Мы также можем использовать термисторы PTC в качестве обогревателя в автомобильной промышленности для дополнительного обогрева салона с дизельным двигателем или для подогрева дизельного топлива в холодных климатических условиях перед впрыском двигателя.
Мы можем использовать термисторы PTC в качестве токоограничивающих устройств для защиты цепей, в качестве замены предохранителей.
Мы также можем использовать термисторы NTC для контроля температуры инкубатора.
Термисторы также широко используются в современных цифровых термостатах и для контроля температуры аккумуляторных блоков во время зарядки.
Мы регулярно используем термисторы NTC в автомобильной промышленности.
Термисторы
NTC используются в пищевой и перерабатывающей промышленности, особенно в системах хранения и приготовления пищи.Поддержание правильной температуры имеет решающее значение для предотвращения болезней пищевого происхождения.
Термисторы
NTC используются в производстве бытовой техники для измерения температуры. Тостеры, кофеварки, холодильники, морозильники, фены и т. Д. — все полагаются на термисторы для надлежащего контроля температуры.
Мы можем регулярно использовать термисторы в горячих концах 3D-принтеров; они контролируют выделяемое тепло и позволяют схемам управления принтера поддерживать постоянную температуру для плавления пластиковой нити.
Термисторы
NTC используются в качестве термометров сопротивления при низкотемпературных измерениях порядка 10 К.
Термисторы
NTC могут использоваться в качестве ограничителей пускового тока в цепях питания.
Получите также представление о следующих концепциях:
Термистор
— обзор | Темы ScienceDirect
3 Применение оксидных терморезисторов с положительным температурным коэффициентом
Ранние применения термисторов с положительным температурным коэффициентом использовали низковольтную коммутационную характеристику зависимости сопротивления от температуры в качестве устройства защиты от перегрева.Электродвигатели и трансформаторы обычно рассчитаны на работу при температурах всего на 20–30 ° C ниже максимально допустимого предела изоляции обмотки. Любое неисправное состояние оборудования неизменно приводит к повышению температуры обмотки с высокой вероятностью пробоя изоляции. Небольшой термистор PTC с температурой переключения, равной номинальной температуре изоляции, вставленный в каждую обмотку двигателя или трансформатора, будет внимательно следить за температурой обмотки и переключаться на высокое сопротивление при превышении максимальной температуры.Чувствительная система защиты от перегрева от перегорания двигателя или трансформатора формируется путем подачи низкого напряжения на схему делителя потенциала, состоящую из термисторов и постоянного резистора, выход схемы подключается к базе переключающего транзистора, который питает реле, управляющее питание двигателя или трансформатора. Подобные датчики перегрева PTC часто используются для защиты силовых транзисторов, для контроля механических подшипников, для систем предупреждения о перегреве (т.е., пожарная сигнализация) и для систем пожаротушения (спринклерные).
Благодаря прогрессивным улучшениям характеристик выносливости по напряжению коммутационных материалов с положительным температурным коэффициентом, приложения перешли от поведения этих материалов в зависимости от температуры и сопротивления при нулевой мощности и больше сосредоточились на их самонагревающемся поведении. Для этих приложений актуальны вольт-амперные характеристики термистора PTC, включенного последовательно с электрической нагрузкой. На рисунке 2 показана типичная вольт-амперная кривая для термистора PTC, подключенного последовательно с резистивной нагрузкой R при приложенном напряжении В _a, и показаны три возможные рабочие точки схемы.Две из этих точек, P ₁ и P ₂, стабильны; третий, P ₃, нестабилен. Когда на цепь подается напряжение В, , _,, термистор самонагревается до точки P ₁ и остается там в низкоомном, сильноточном, нормальном рабочем состоянии. Защитное состояние с высоким сопротивлением, представленное точкой P ₂ для приложенного напряжения V _a, может быть достигнуто только тогда, когда максимум тока происходит ниже характеристик резистивной нагрузки.Это может произойти, если приложенное напряжение V _a увеличивается до V _b, температура окружающей среды увеличивается с T ₁ до T ₂, сопротивление нагрузки уменьшается с R до R ‘ или понижается теплопроводность окружающей среды. Следовательно, термистор PTC может использоваться в качестве защитного устройства (например, сбрасываемого предохранителя) для ограничения тока в цепи или приборе до безопасного значения, если напряжение питания, температура или ток превышают критическое значение.Практичные устройства производятся с широким диапазоном устойчивости к напряжению, чтобы соответствовать большинству напряжений источника питания. Типичные применения включают защиту люминесцентных ламп от выхода конденсатора из строя и повторных ошибочных запусков; розетки для бритв от использования неправильного напряжения и неисправной техники; низкоомные акустические системы от перегрузки; трансформаторы вычислителей, системы аварийного освещения, монтажные платы телекоммуникационного оборудования и источники питания плат от выхода из строя компонентов; и оборудование телефонной станции от перебоев в электросети.
Рис. 2. Вольт-амперные характеристики термистора PTC, подключенного последовательно с сопротивлением нагрузки R
Термистор PTC также можно использовать для управления током между двумя заданными пределами в широком диапазоне приложенного напряжения и температуры. Для достижения желаемых предельных значений тока термистор шунтируется постоянным резистором с подходящим значением сопротивления. Одним из важных приложений в Европе является выравнивание линии в телефонных трубках, где термистор компенсирует колебания напряжения, подаваемого на трубки, обеспечивая почти постоянное напряжение для контролируемого уровня голоса.Чувствительность самонагревающегося термистора PTC к изменениям теплопроводности окружающей среды позволяет найти полезное применение в качестве датчика уровня жидкости. За счет увеличения этой чувствительности в стеклянном корпусе специализированные версии термисторов PTC нашли большой рынок для доставки и хранения топлива для центрального отопления, работающего на жидком топливе. Цепи были специально разработаны для использования этих компонентов в качестве индикаторов верхнего и нижнего уровня в резервуарах для хранения топлива в домах и квартирах, а также в автоцистернах в широком диапазоне температур окружающей среды.Также существуют приложения для индикации уровня в автомобилях, грузовиках и автобусах, в частности, в полууплотненных резервуарах для жидкостей гидравлической системы, а также для твердых частиц (например, зерна в силосах).
Генерация скачков напряжения — это особый случай ограничения тока, когда цель состоит в том, чтобы пропустить через нагрузку большой ток в течение короткого периода, а затем ограничить ток до более низкого значения. Термисторы PTC обычно используются для размагничивания (размагничивания) теневых масок цветных телевизионных кинескопов путем пропускания сильного скачка переменного тока через катушку размагничивания для формирования насыщающего поля, а затем уменьшения поля до низкого значения в коротком цикле самонагрева.Асинхронные двигатели и некоторые синхронные двигатели обычно используют вспомогательную обмотку, пропускающую большой ток во время запуска, чтобы инициировать вращение якоря. Поскольку эти обмотки перебегают, ток должен быть отключен или уменьшен в течение нескольких секунд, чтобы избежать перегорания. Центробежные переключатели страдают от недостатков всех подвижных переключателей и постепенно заменяются неподвижными твердотельными устройствами, такими как термистор PTC.
Типы различий термисторов, термисторы NTC и PTC
В предыдущем блоге мы обсуждали, что такое термистор и как он работает.Мы также изучили, что такое резистор, потому что термистор на самом деле представляет собой резистор особого типа. Давайте подробнее рассмотрим, какие существуют типы термисторов, из чего они сделаны и какую работу они выполняют. Если вы еще не читали наше введение в термисторы, обязательно сначала ознакомьтесь с разделом «Что такое термистор», а затем вернитесь сюда, чтобы узнать немного больше об этом интригующем датчике температуры.
Рисунок 1: Термисторы 2.251K, 40K и 10K
Основы термистора
Как обсуждалось в нашем предыдущем блоге, термистор будет сопротивляться электрическому току.Он отличается от резистора, потому что термистор влияет на ток в зависимости от температуры. Мы не будем вдаваться в подробности в этой статье, но нажмите на ссылку выше, чтобы узнать больше. Давайте взглянем на диаграмму, чтобы наглядно представить связь между температурой и сопротивлением.
Рисунок 2: Схема термистора 10K
Вы можете увидеть, как сопротивление термистора уменьшается с увеличением температуры. Если бы это была диаграмма для резистора, «кривая» на самом деле была бы вертикальной линией; значение сопротивления не изменится независимо от температуры.Резисторы отлично подходят для использования в электронике, например, из-за этой стабильной характеристики. Резистор 10 кОм всегда ограничивает 10 000 Ом электрического тока. Однако термистор 10 кОм ограничивает только 10 000 Ом тока при 25 ℃. Если температура выше, скажем, 50 ℃, термистор ограничит сопротивление всего 3900 Ом. Эта изменчивость с изменением температуры может сделать термистор ужасным для использования в электронике, но, безусловно, делает его отличным термометром.
Различные типы термисторов
Существует много различных типов термисторов, но все они работают по одному и тому же принципу: переменное сопротивление в зависимости от температуры.В основном есть две категории термисторов, к которым относятся все типы; NTC и PTC. В зависимости от вашего конкретного применения вы можете предпочесть один термистор другому. Давайте сначала исследуем эти две большие разницы.
Отрицательный температурный коэффициент (NTC)
Термисторы NTC являются наиболее распространенным типом, доступным для использования. Определяющей характеристикой этого термистора является то, что его сопротивление уменьшается с увеличением температуры. Эти датчики широко распространены в отрасли отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, производстве продукции, транспорте, бытовой технике и многих других секторах.Сопротивляясь току, термистор создает побочный продукт остаточного тепла. Если известно, что термистор NTC работает при температурах, вызывающих значительное нагревание, к измеренным значениям можно применить поправку для поддержания точности. Кроме того, с термисторами NTC этот эффект самонагрева будет происходить при низких температурах, когда он может гораздо легче рассеиваться в окружающем процессе.
Положительный температурный коэффициент (PTC)
Термисторы PTC действуют противоположно термистору NTC.Положительный температурный коэффициент означает, что с увеличением температуры сопротивление термистора также увеличивается. Эта категория термисторов встречается нечасто, но они выполняют определенную нишевую функцию; предохранитель. В некоторых процессах наличие чрезмерного тепла означает возникновение нежелательной ситуации. Если в цепи присутствует термистор PTC, он может действовать как своего рода дроссель. Увеличение сопротивления, которое происходит с увеличением тепла, похоже на естественный предохранительный клапан, а сверхактивный контур достигает своего рода верхнего предела.На приведенном ниже графике показаны противоположные кривые термисторов PTC и NTC.
Рисунок 3: NTC и PTC нанесены на одну диаграмму
Что такое кривые и диапазоны термисторов?
Помимо двух различных категорий NTC и PTC, типы термисторов различаются по кривой и диапазону. В целом, их обычно идентифицируют по их резистивной способности при 25 ℃. Мы уже вкратце упомянули, например, обычный термистор 10K.Он выдерживает ток 10 000 Ом при температуре окружающей среды 25 ℃. Есть термисторы 3К, термисторы 12К, термисторы 100К; и список можно продолжать и продолжать. Термистор 10K может быть обычным стандартом, но существует бесчисленное множество других термисторов, которые более точны для использования для других специализированных задач. Давайте взглянем на график нескольких различных термисторов NTC-типа и обсудим несколько важных моментов.
Рисунок 4: Сравнение нескольких термисторов NTC
По этим построенным кривым вы можете определить оптимальный диапазон термистора.Взгляните на область ниже 0 ℃. Здесь вы можете увидеть большое изменение сопротивления, но небольшое изменение температуры. Это означает, что каждое крошечное повышение температуры можно точно измерить, потому что изменение сопротивления велико и легко измеряется. Термисторы не работают автоматически лучше, чем холоднее; есть нижний предел их полезности. При температурах ниже -50 ℃ резистивная способность большинства термисторов слишком велика без специального контроля и схем.
Давайте посмотрим на другой конец диаграммы; кривые выше 50 ℃.В этом разделе есть небольшое изменение сопротивления, но большие изменения температуры. Кривая относительно пологая. Это означает, что легко получить неточные показания температуры, поскольку результирующие изменения сопротивления очень малы. Вам понадобится очень точный прибор для измерения мельчайших изменений сопротивления, иначе будет казаться, что ваша температура сильно колеблется. Только специализированные термисторы могут точно работать при температуре выше 100 ℃.
Хотите узнать немного больше о практической стороне термисторов? Перейдите к разделу «Для чего используются термисторы?» и мы обсудим несколько реальных примеров нишевого рынка датчиков температуры, на котором работают термисторы.
И термисторы в двух словах
Измерение температуры является широко распространенным требованием во многих отраслях промышленности, и термисторы являются подходящим вариантом для некоторых из этих потребностей. В целом, существует тройка доступных приборов для измерения температуры для управления технологическим процессом, каждый из которых имеет свои сильные и слабые стороны. Не забудьте прочитать о РДТ и термопарах; вместе с термистором они являются ключом к нашим современным процессам измерения температуры.Продолжайте получать знания и ознакомьтесь с разделами «Что такое термопара» и «Как работают датчики температуры RTD?» для получения дополнительной информации о других типах датчиков температуры.
Что такое термистор NTC
Термисторы — это чувствительные к температуре элементы, изготовленные из спеченного полупроводникового материала для отображения значительных изменений сопротивления пропорционально небольшим изменениям температуры.
Это сопротивление можно измерить, используя небольшой измеряемый постоянный ток, или постоянный ток, пропускаемый через термистор, чтобы измерить возникающее падение напряжения.
Эти твердотельные датчики температуры фактически действуют как электрические резисторы, чувствительные к температуре. Отсюда и название, представляющее собой четкое сочетание слов термический и резисторный. Ametherm специализируется на термисторах с отрицательным температурным коэффициентом (NTC).

Термисторы — невероятно точная категория датчиков температуры
Как правило, термисторы состоят из спеченной керамики, состоящей из высокочувствительного материала со стабильно воспроизводимыми характеристиками сопротивления в зависимости от температуры.

«Спрос на термисторы также увеличился в автомобильной промышленности, особенно в таких приложениях, как трансмиссия, безопасность и управление, а также транспортные средства, работающие на альтернативном топливе, в связи с изменением государственных стандартов и моделей спроса со стороны конечных пользователей. Всего в автомобиле используется 30 термисторов, включая 20 датчиков с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) и 5 датчиков с положительным температурным коэффициентом (PTC). Термисторы в настоящее время являются постоянно растущим рынком, и ожидается, что эта тенденция сохранится и в ближайшие годы.”Датчики Онлайн
Термисторы
NTC — это нелинейные резисторы, характеристики сопротивления которых меняются в зависимости от температуры. Сопротивление NTC будет уменьшаться при повышении температуры. Способ уменьшения сопротивления зависит от константы, известной в электронной промышленности как бета или ß. Бета измеряется в ° K.
Термисторные зонды NTC
Типичные области применения включают:
Измерение температуры
Температурная компенсация
Контроль температуры
Вы можете легко рассчитать сопротивление термисторов NTC при заданной температуре, используя бета-коэффициент, но есть еще более точный способ сделать это, используя уравнение Стейнхарта и Харта.Термисторы NTC также являются отличной альтернативой полупроводниковым схемам для решения проблем, связанных с температурой. Их легко использовать для расчета температурного коэффициента. Мы предоставим вам рекомендации по использованию термисторов NTC для достижения максимально точных измерений.
Спросите у инженера
«Термисторы — недорогие, легко доступные датчики температуры. Они просты в использовании и легко адаптируются. Цепи с термисторами могут иметь разумные выходные напряжения, а не милливольтные выходы термопар.Благодаря этим качествам термисторы широко используются для простых измерений температуры. Они не используются при высоких температурах, но широко используются в тех диапазонах температур, в которых они работают ». Бакнеллский университет
Некоторые основные термины могут быть полезны для понимания термисторов и их потенциального использования. Во-первых, стандартная эталонная температура обычно составляет 25 ° C или температура корпуса термистора при предполагаемом сопротивлении нулевой мощности. Это сопротивление нулевой мощности представляет собой значение сопротивления термистора постоянному току при измерении при определенной температуре с достаточно низким рассеиванием мощности термистором для любого дальнейшего снижения мощности, приводящего к не более чем 1/10 определенного допуска измерения или изменение сопротивления на ноль целых один процент.
Коэффициент сопротивления — это характеристика, которая определяет отношение сопротивления нулевой мощности термистора при 125 ° к сопротивлению при 25 ° C. Максимальная рабочая температура — это самая высокая температура тела, при которой термистор будет работать с приемлемой стабильностью в течение длительного периода времени.
Эта температура не должна превышать максимальное указанное значение. Аналогичным образом, максимальная номинальная мощность термисторов — это максимальная мощность, при которой термистор будет работать в течение определенного периода времени, сохраняя стабильность.
Термисторы NTC Ametherm:
Доступен во множестве дизайнов, чтобы соответствовать практически любому желаемому применению
Создано с использованием материалов высочайшей чистоты для получения надежных результатов, на которые можно положиться
Настраиваемый, чтобы полностью удовлетворить ваши потребности
.

	ДРТС014-1000 ОМ.50/2	L = 50мм, l= 2 м, D = 5 мм
	ДРТС094-1000 ОМ. 500/1	L = 500мм, l= 1 м, D = 6 мм
	ДРТС174-1000 ОМ. 120/6	L = 120мм, l= 6 м, D = 5 мм

Что такое термистор и как он работает

Основные параметры и характеристики термисторов

Конструкция и материалы термисторов

Преимущества и недостатки термисторов

Применение термисторов в электронике

Как выбрать подходящий термистор

Схемы включения термисторов

Сравнение термисторов с другими датчиками температуры

Перспективы развития технологии термисторов

характеристики и параметры, принцип действия и классификация

Диск и чип-термисторы

Схемы подключения

Подключение термистора

Подключение к АЦП микроконтроллера ATmega

Как проверить позистор в телевизоре

Алгоритм поиска неисправности

Визуальный осмотр

Проверка резистора на обрыв

Проверка короткого замыкания

Дополнительная литература

Вычисление Термистор Beta / Значения Rz

Расчет PIC Температуры

Конструкция и разновидности терморезисторов

Технические характеристики

Отрицательный коэффициент ТКС

Конструкция и материалы

Краткие сведения из теории о терморезисторах

Термисторы, варисторы, принцип работы, характеристики, параметры, применения.

Параметры и характеристики терморезисторов

Принцип работы терморезистора и что такое термосопротивление

Виды

Принцип действия

Прямой и косвенный нагрев

Особенности конструкций

Позисторы

Термисторы

Технические характеристики

Отрицательный коэффициент ТКС

Область применения

Термодатчик воздуха

Автомобильный термодатчик

Датчик пожара

Термистор как регулятор пускового тока

Алмаз и родственные материалы – особые терморезисторы

Чем можно заменить

Видео

Термистор как проверить мультиметром?

Классификация по температурному срабатыванию

Где находится на схеме

Стабильность

Где используется (сфера применения)

Главные параметры

Расшифровка спецификации конкретной модели

Как подключить

Проверка электронным мультиметром

Постоянный резистор

Тестирование подстроечного резистора

Проверка элемента на плате

Что такое терморезистор, где применяется? Как проверить на работоспособность?

Базовые характеристики терморезисторов

NTC

Термосопротивление, описание, принцип работы, виды

Принцип работы термосопротивления

Виды термосопротивлений

РТС термисторы

Компания ОВЕН производит cледующие модели датчиков ДРТС:

Рекомендации по монтажу и эксплуатации РТС датчиков

THERMISTOR BASICS — длинноволновая электроника

Какие формы термисторов доступны?

Как работает термистор в управляемой системе?

Какое сопротивление термистора и ток смещения следует использовать?

Что такое уравнение Стейнхарта-Харта?

Как используется уравнение Стейнхарта-Харта?

Кто такие Стейнхарт и Харт?

Заключение

Термистор — применение, работа, типы, характеристики — электрические защитные устройства

Что такое термистор и как он работает?

Подробнее о Термисторах

Что означает «термистор»?

Доступные конфигурации термистора