Терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом. Терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом: принцип работы и применение

alexxlabРазное
Что такое терморезистор с отрицательным ТКС. Как работает термистор NTC-типа. Где применяются NTC-термисторы. Какие преимущества у терморезисторов с отрицательным ТКС. Как выбрать подходящий NTC-термистор.

Содержание

Принцип работы терморезисторов с отрицательным ТКС

Терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (NTC-термистор) — это полупроводниковый резистор, сопротивление которого уменьшается при повышении температуры. Принцип работы NTC-термисторов основан на свойствах полупроводниковых материалов.

При нагревании полупроводника увеличивается количество свободных носителей заряда, что приводит к уменьшению его электрического сопротивления. У NTC-термисторов эта зависимость выражена очень сильно — при изменении температуры на несколько градусов их сопротивление может измениться в несколько раз.

Основные характеристики NTC-термисторов

Ключевые характеристики терморезисторов с отрицательным ТКС:


  • Номинальное сопротивление при 25°C (R25) — от единиц Ом до сотен кОм
  • Температурный коэффициент сопротивления — от -2 до -6%/°C
  • Рабочий диапазон температур — от -55°C до +300°C
  • Допустимая мощность рассеивания — от долей Вт до нескольких Вт
  • Постоянная времени — от единиц до десятков секунд

Зависимость сопротивления NTC-термистора от температуры описывается экспоненциальной функцией:

R = R25 * exp(B * (1/T — 1/T25))

Где R — сопротивление при температуре T, R25 — сопротивление при 25°C, B — температурный коэффициент, T — абсолютная температура.

Конструкция и типы NTC-термисторов

По конструкции NTC-термисторы бывают следующих типов:

  • Дисковые — в виде керамической таблетки с выводами
  • Цилиндрические — в виде стержня с выводами
  • Бусинковые — миниатюрные шарики диаметром 0.2-2 мм
  • Чип-термисторы — для поверхностного монтажа

Материалом для изготовления NTC-термисторов служат полупроводниковые оксиды металлов — марганца, никеля, кобальта, меди и др. Выводы делают из медной проволоки или платиновых сплавов.


Области применения NTC-термисторов

Благодаря своим свойствам, терморезисторы с отрицательным ТКС широко применяются в различных областях:

  • Измерение и контроль температуры
  • Температурная компенсация в электронных схемах
  • Ограничение пусковых токов
  • Защита от перегрева
  • Датчики уровня и расхода жидкости
  • Термостабилизация

Рассмотрим некоторые примеры применения более подробно.

Измерение и контроль температуры с помощью NTC-термисторов

NTC-термисторы широко используются как датчики температуры в различных измерительных и управляющих системах. Их преимущества:

  • Высокая чувствительность
  • Широкий диапазон измеряемых температур
  • Небольшие размеры и малая тепловая инерция
  • Простота измерительной схемы
  • Низкая стоимость

Типичная схема измерения температуры с NTC-термистором включает делитель напряжения и АЦП микроконтроллера. По изменению напряжения на термисторе определяется его сопротивление и соответствующая температура.

Ограничение пусковых токов с помощью NTC-термисторов

При включении электрооборудования возникают большие пусковые токи, которые могут повредить компоненты. NTC-термисторы позволяют ограничить эти токи:


  1. В холодном состоянии термистор имеет большое сопротивление и ограничивает ток
  2. При прохождении тока термистор нагревается и его сопротивление падает
  3. В рабочем режиме сопротивление термистора минимально

Такой способ защиты часто применяется в блоках питания, электродвигателях, трансформаторах.

Преимущества и недостатки NTC-термисторов

Основные достоинства терморезисторов с отрицательным ТКС:

  • Высокая чувствительность к изменению температуры
  • Широкий диапазон номиналов и характеристик
  • Малые размеры и вес
  • Простота применения
  • Низкая стоимость

К недостаткам можно отнести:

  • Нелинейность характеристики
  • Саморазогрев при прохождении тока
  • Старение и уход параметров со временем

Тем не менее, при правильном применении NTC-термисторы являются очень эффективными и надежными компонентами.

Как выбрать подходящий NTC-термистор

При выборе NTC-термистора для конкретного применения следует учитывать следующие факторы:

  • Диапазон рабочих температур
  • Требуемую точность измерения
  • Номинальное сопротивление и допуск
  • Температурный коэффициент
  • Максимальную рассеиваемую мощность
  • Время отклика
  • Конструктивное исполнение

Важно также учитывать условия эксплуатации — влажность, вибрации, агрессивные среды и т.д. Для ответственных применений рекомендуется использовать термисторы от проверенных производителей.



Отрицательный температурный коэффициент — сопротивление

Отрицательный температурный коэффициент — сопротивление

Cтраница 2

Полупроводниковые терморезисторы имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления, что означает, что с увеличением температуры сопротивление полупроводника уменьшается.  [16]

Этот материал обладает большим отрицательным температурным коэффициентом сопротивления и малой проводимостью. Чувствительный элемент таких болометров имеет толщину около 10 мк и поддерживается стеклянной или кварцевой подложкой, так как материал элемента очень хрупок. Контакт с подложкой увеличивает скорость отвода тепла от чувствительного элемента, что уменьшает постоянную времени приемника за счет некоторого снижения его чувствительности.  [17]

Уголь и электролиты имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления. Температурный коэффициент для большинства электролитов равен примерно — 0 02 1 / град.  [18]

Для диэлектрических материалов характерен отрицательный температурный коэффициент сопротивления, обусловленный активацией дополнительных носителей зарядов ( ионов) с повышением температуры. В проводящем полимере температурный коэффициент сопротивления может быть как положительным, так и отрицательным.  [19]

Уголь и электролиты имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления.  [20]

Уголь и электролиты имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления

. Температурный коэффициент для большинства электролитов равен примерно — 0 02 1 / град.  [21]

Кривая 1 для терморезистора с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления ( термистора) равномерна на всем рабочем участке температур. Поэтому такие терморезисторы находят наибольшее применение при широком диапазоне изменения температур.  [23]

Кривая / для терморезистора с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления равномерна на всем рабочем участке температур.  [24]

Позисторы отличаются от термисторов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления тем, что их сопротивление определяется не только температурой резистора, но и величиной приложенного к нему напряжения. Увеличение напряжения снижает величину сопротивления и уменьшает изменение сопротивления при разогреве позистора.  [26]

Термистор представляет собой сопротивление с большим отрицательным температурным коэффициентом сопротивления, которое, следовательно, проводит лучше в горячем состояния, чем в холодном.  [27]

Углеродистые резисторы имеют высокую стабильность, небольшой отрицательный температурный коэффициент сопротивления ( ТКС), они стойки к импульсным нагрузкам; бороуглеродистые резисторы отличаются меньшими значениями ТКС. ВСЕ-с осевыми выводами, УЛМ — углеродистые лакированные малогабаритные, УЛС — специальные, УЛИ — измерительные, УНУ — незащищенные ультравысокочастотные стержневые; УНУ-Ш — шайбовые, ИВС — импульсные высокостабильные, БЛП — бороуглеродистые лакированные прецизионные.  [28]

Углеродистые резисторы имеют высокую стабильность,

небольшой отрицательный температурный коэффициент сопротивления ( ТКС), они стойки к импульсным нагрузкам; бороуглеродистые резисторы отличаются меньшими значениями ТКС. Указанные резисторы выпускаются следующих типов: ВС — высокой стабильности, ОВС — повышенной надежности, ВСЕ-с осевымиувыводами, УЛМ — углеродистые лакированные малогабаритные, УЛС — специальные, УЛИ — измерительные, УНУ — незащищенные ультравысокочастотные стержневые; УНУ-III — шайбовые, ИВС — импульсные высокостабильные, БЛП — бороуглеродистые лакированные прецизионные.  [29]

Углеродистые резисторы имеют высокую стабильность, небольшой отрицательный температурный коэффициент сопротивления ( ТКС), они стойки к импульсным нагрузкам; бороуглеродистые резисторы отличаются меньшими значениями ТКС. Указанные резисторы выпускаются следующих типов: ВС — высокой стабильности, ОВС — повышенной надежности, ВСЕ-с осевыми выводами, УЛМ — углеродистые лакированные малогабаритные, УЛС — специальные, УЛИ — измерительные, УНУ — незащищенные ультравысокочастотные стержневые; УНУ-Ш — шайбовые, ИВС — импульсные высокостабильные, БЛП — бороуглеродистые лакированные прецизионные.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

4.3. Терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом (термисторы)

4.3.1. Общие сведения

Сопротивление терморезистора с отрицательным температурным коэффициентом (ОТК), называемого такжетермистором, уменьшается при повышении температуры. Изменение сопротивления может быть вызвано изменением температуры окружающей среды или собственным нагревом / охлаждением резистора при различных электрических нагрузках.

Характеристика термистора экспоненциальная, она зависит от вида примененного материала, конструкции и изменения температуры.

4.3.2. Экспериментальная часть

Задание

Постройте статические характеристики R = f(U)иI = f(U)термистора. Изменение температуры происходит саморазогревом термистора при увеличении приложенного напряжения.

Замечание:Изменение температуры окружающей среды в данном эксперименте не рассматривается, потому что не всегда в стандартных электротехнических лабораториях имеется необходимое тепловое оборудование.

Порядок выполнения эксперимента

Рис. 4.3.1

  • Соберите электрическую цепь согласно схеме (рис. 4.3.1) и измерьте ток Iи напряжениеU2на термисторе при постепенном увеличении напряженииU1 согласно табл. 4.3.1. Измерения должны быть выполнены с интервалами не менее 30 с, чтобы после каждого изменения напряжения достичь установившегося теплового состояния термистора. Измерение токов производите мультиметром, т.к. виртуальные приборы не дают достаточной точности при измерении малых токов (менее 10 мА). Напряжения можно измерять как мультиметром, так и виртуальным прибором. Напряжения больше 15 В можно получить , соединив последовательно два источника постоянного напряжения: 0…15 В и 15 В. Резистор 1 кОм включен для ограничения тока и предотвращения перегрева терморезистора.

Таблица 4.3.1

U1, В

5

10

15

20

25

30

U2, В

I, мА

R, кОм

  • Занесите результаты измерений в табл. 4.3.1 и постройте по ним кривые на рис. 4.3.2. Величины сопротивлений, необходимые для построения кривой R = f(U), можно рассчитать с использованием значений токаIи напряженияU2.

Рис.4.3.2.

4.4. Терморезисторы с положительным температурным коэффициентом

4.4.1. Общие сведения

Сопротивление терморезистора с положительным температурным коэффициентом (ПТК)увеличивается при повышении температуры. Изменение сопротивления может быть вызвано изменением температуры окружающей среды или собственным нагревом/охлаждением резистора при различных электрических нагрузках.

4.4.2. Экспериментальная часть Задание

Постройте статические характеристики R = f(U)иI = f(U)терморезистора с ПТК. Обеспечьте изменение его сопротивления саморазогревом при приложенном напряжении.

Замечание:Изменение температуры окружающей среды в данном эксперименте не рассматривается, потому что не всегда в стандартных электротехнических лабораториях имеется необходимое тепловое оборудование.

Тот факт, что поведение терморезистора с ПТК зависит не только от температуры, но также и от величины приложенного напряжения (незначительно), не учитывается в данном эксперименте.

Термисторы

Термисторы — это по сути термометры сопротивления, выполненные на основе смешанных оксидов переходных металлов. Два основные типа термисторов – NTC (с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления) и PTC ( с положительным коэффициентом). Наиболее распространенный тип – NTC. РТС термисторы используются только в очень узких диапазонах температур, в несколько градусов, в основном в системах сигнализации и контроля.

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 (Ni0.2Mn0.8)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.

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.

Зависимость сопротивления термистора от температуры

Сопротивление идеальных полупроводников (количество дырок и носителей заряда одинаково) в зависимости от температуры может быть представлено следующей формулой

R(T) = A exp(b/T)

где A, b – постоянные, зависящие от свойств материала и геометрических размеров.

Однако, сложная композиция и неидеальное распределение зарядов в термисторном полупроводнике не позволяет напрямую использовать теоретическую зависимость и требует эмпирического подхода. Для NTC термисторов используется аппроксимационная зависимость Стейнхарта и Харта

1/T = a+b(lnR)+c(lnR)3

где T – температура в К;
R – сопротивление в Ом;
a,b,c – константы термистора, определенные при градуировке в трех температурных точках, отстоящих друг от друга не менее, чем на 10 °С.

Типичный 10 кОм-ый термистор имеет коэффициенты в диапазоне 0-100 °С близкие к следующим значениям:

a = 1,03 10-3
b = 2,93 10-4
c = 1,57 10-7

Дисковые термисторы могут быть взаимозаменяемыми, т.е. все датчики определенного типа будут иметь одну и ту же характеристику в пределах установленного производителем допуска. Лучший возможный допуск, как правило, ±0,05 °С в диапазоне от 0 до 70 °С. Бусинковые термисторы не взаимозаменяемы и требуют индивидуальной градуировки.

Градуировка термисторов может осуществляться в жидкостных термостатах. Необходимо герметизировать термисторы, погрузив их в стеклянные пробирки. Обычно для градуировки и вычисления констант проводится сличение термистора с образцовым платиновым термометром. В диапазоне от 0 до 100 °С сличение проводится в точках с интервалом 20 °С. Погрешность интерполяции обычно не превышает 1 –5 мК при использовании модифицированного уравнения Стейнхарта и Харта:

1/T = a+b(lnR)+c(lnR)2 + d(lnR)3

Могут также использоваться реперные точки: тройная точка воды (0,01 °С), точка плавления галлия (29,7646 °С), точки фазовых переходов эвтектик и органических материалов.

Для градуировки нескольких термисторов они могут быть соединены последовательно, так чтобы через них проходил одинаковый ток. При градуировке и использовании термисторов важно учитывать эффект нагрева измерительным током. Для 10 кОм – ого термистора рекомендуется выбирать токи от 10 мкА (погрешность 0,1 мК), до 100 мкА (погрешность 10 мК).

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). 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.


В 2014 г. Консультативный комитет по термометрии (ККТ) выпустил в электронном виде брошюру «Термисторная термометрия» , которая сейчас доступна по ссылке:

Thermistor Thermometry 

Прочитайте на нашем сайте также о других типах датчиков температуры:


Термометры сопротивления
Термопары
Радиационные термометры (пирометры)
Волоконно-оптические датчики температуры
Кварцевые датчики температуры
Интегральные датчики температуры (IC temperature sensors)

9. Терморезисторы | Техническая библиотека lib.qrz.ru

ЭКСПЕРИМЕНТ 9 Терморезисторы

Цели

После проведения данного эксперимента Вы сможете оценивать функционирование схем, содержащих терморезисторы (термисторы).

Необходимые принадлежности

* Цифровой мультиметр

* Макетная панель

* Источник постоянного напряжения

* Паяльник

* Элементы:

один терморезистор 1 кОм с отрицательным температурным коэффициентом, один резистор — 1/4 Вт, 5%, 1 кОм.

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

Все электрические проводники чувствительны к изменениям температуры. Обычная медная проволока имеет положительный температурный коэффициент; когда она нагревается, ее сопротивление увеличивается. Тем не менее, относительный рост сопротивления очень мал. В большинстве случаев избыток тепла не оказывает значительного влияния на сопротивление.

С другой стороны, имеются типы резисторов, сопротивление которых претерпевает большие изменения при относительно небольших температурных

колебаниях. Такие устройства находят применение.

Прочие типы резисторов

Терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом

Специальный резистор, разработанный для больших изменений сопротивления в зависимости от температурных флуктуаций, известен как терморезистор или термистор. Термисторы обычно имеют отрицательный температурный коэффициент (NTC). Это означает, что когда температура терморезистора возрастает, сопротивление его падает, и наоборот. Даже при незначительном изменении температуры происходит значительное изменение сопротивления.

Подобные чувствительные элементы используются для создания различных элементов — от электронных термометров до детекторов — в тех или иных промышленных системах управления, в которых должен осуществляться текущий контроль (мониторинг) и/или управление температурой.

Терморезистор с положительным температурным коэффициентом

Имеются также термисторы с положительным температурным коэффициентом (РТС). Эти устройства увеличивают свое сопротивление при возрастании температуры. При этом их сопротивление изменяется более резко и круто, чем у терморезисторов с отрицательным температурным коэффициентом.

Хорошим примером терморезистора с положительным температурным коэффициентом является нить лампы накаливания. Когда лампа накаливания выключена, нить накала имеет очень низкое значение сопротивления. Однако когда через лампу протекает ток, нить сильно накаляется и быстро нагревается до температуры белого каления. Это значительно увеличивает сопротивление нити. Например, стандартная лампа накаливания 100 Вт имеет в холодном состоянии сопротивление приблизительно 100 м. Когда же на лампу подается напряжение 120 В, нить нагревается с увеличением сопротивления до 1440м, то есть, отмечается рост сопротивления в 14, 4 раза. Характеристики лампы накаливания могут использоваться для целей регулирования в некоторых типах электрических и электронных схем.

Сверхпроводимость

Имеется исключительный случай вариации сопротивления с изменением температуры. А именно, когда температура понижается до очень низкого уровня, сопротивление падает до нуля. Некоторые материалы фактически теряют свое сопротивление, когда их температура понижается до значений, несколько больших абсолютного нуля (-273°С). Это явление известно как сверхпроводимость. Продолжающиеся исследования обнаруживают новые материалы, сопротивление которых устраняется даже при более высоких температурах, что делает их более пригодными для применения на практике.

Краткое содержание

В данном эксперименте Вы поработаете с терморезистором, чтобы разобраться в его термочувствительных характеристиках.

ПРОЦЕДУРА

1. Приготовьте две чашки или два стакана воды. Вы будете использовать их для изменений температуры терморезистора. Один стакан наполните очень горячей водой из-под крана. Другой стакан наполните холодной водой и добавьте в нее кубики льда.

2. Рассмотрите терморезистор. Как Вы можете видеть, это круглый диск из специального резистивного материала. Терморезистор имеет диаметр 1/4 дюйма, а к каждой стороне терморезистора припаяны проволочные выводы. Сначала возьмите терморезистор и измерьте его сопротивление при комнатной температуре при помощи Вашего мультиметра.

R = _ Ом (при комнатной температуре)

3. Закрепите измерительные выводы мультиметра на выводах терморезистора и погрузите корпус терморезистора в горячую воду. Подождите примерно 10 секунд и заметьте сопротивление. R = _____ Ом (в горячей воде)

4. Извлеките терморезистор из горячей воды и сразу же поместите его в стакан с холодной водой. Снова заметьте сопротивление через 10 секунд. R = _____ Ом (в холодной воде)

5. Основываясь на результатах, полученных в двух предыдущих шагах, запишите словами, как изменяется сопротивление в зависимости от изменений температуры.

6. Соберите схему, показанную на рисунке 9-1. Заметьте, что терморезистор подключается вместе с резистором 1 кОм как часть делителя напряжения к источнику питания 9 В. Заметьте, что



Рис. 9-1.

выходное напряжение снимается с выводов термистора. Измерьте теперь выходное напряжение при комнатной температуре.

Vo = __ В (при комнатной температуре)

7. Нагрейте паяльник и поднесите его приблизительно на расстояние 1/4 дюйма от терморезистора. Дайте ему нагревать терморезистор, а в это время следите за изменением напряжения на терморезисторе. Через 10 секунд запишите значение измеренного напряжения.

Vo = __ В (в нагретом состоянии) Дайте затем терморезистору охладиться, прежде чем Вы перейдете к шагу 8.

8. Модифицируйте схему эксперимента так, чтобы она выглядела подобно схеме, показанной на рисунке 9-2. Снова Вы используете терморезистор как часть делителя напряжения. Однако в данной схеме выходное напряжение снимается с резистора 1 кОм, а не с терморезистора.



Рис. 9. 2.

Измерьте и запишите выходное напряжение, снимаемое с резистора 1 кОм, при комнатной температуре.

Vo = __ В (при комнатной температуре)

9. Снова нагрейте паяльник и поднесите его приблизительно на расстояние 1/4 дюйма от терморезистора. Дайте ему нагревать терморезистор, а Вы в это время следите за изменением напряжения на резисторе 1 кОм в течение приблизительно 10 секунд и замечайте, как изменяется напряжение. В конце 10-секундного периода запишите значение измеренного напряжения. Vo = __ В (в нагретом состоянии)

10. Как выходное напряжение варьируется в зависимости от температуры в каждой из схем?

ОБЗОРНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Положительный температурный коэффициент означает:

а) когда температура уменьшается, уменьшается сопротивление;

б) когда температура увеличивается, увеличивается сопротивление;

в) когда температура уменьшается, сопротивление увеличивается;

г) когда температура варьируется, сопротивление изменяется.

2. В лампе накаливания сопротивление нити в горячем состоянии ниже, чем сопротивление нити в холодном состоянии:

а) высказывание верно,

б) высказывание неверно.

3. Полная потеря сопротивления при очень низких температурах известна как:

а) сверхсопротивление,

б) экстремальный температурный коэффициент,

в) сверхпроводимость,

г) холодное сопротивление.

4. Чтобы преобразовать изменение сопротивления терморезистора в вариацию напряжения, в какой тип схемы должен быть подключен терморезистор?

а) усилитель,

б) счетчик,

в) фильтр,

г) делитель напряжения.

5. Терморезисторы иногда используются в мостовых схемах:

а) высказывание верно,

б) высказывание неверно.

Терморезистор ТР-15| РЕОМ

Терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления ТР-15.

Предназначен для эксплуатации в качестве встроенных элементов внутри комплектных изделий для ограничения пусковых токов (в частности – во вторичных источниках питания) в электрических цепях постоянного и переменного токов частотой до 1000 Гц.

Конструкция: дисковые с однонаправленными проволочными выводами, неизолированные.

Общий вид и технические характеристики:

Типоразмер

Макс.мощность рассеяния, Р, Вт

Размеры, мм

Масса, г не более

D

H

d

A

1

0,5

7

6

0,4

2,5±1,0

0,7

1,2

0,6

2

1,6

11

6

0,8

7,5±1,0

1,7

3

2,2

15

6

0,8

7,5±1,0

3,6
Допускаемые отклонения от номинального сопротивления, ± % 20

Основные параметры (наиболее широко используемые типономиналы)

Номинальное сопротивление при 2 5°С, Rн, Ом

Сопротивление при максимальной мощности рассеяния, R Рмакс, Ом, неболее

Номинальное сопротивление при 25°С, Rн, Ом

Сопротивление при максимальной мощности рассеяния, R Рмакс, Ом, неболее

Номинальное сопротивление при 25°С, Rн, Ом

Сопротивление при максимальной мощности рассеяния, R Рмакс, Ом, неболее

15

0,45

10

0,3

2,2

0,066

47

1,1

15

0,36

3,3

0,1

100

1,7

22

0,53

4,7

0,14

330

3,0

47

0,81

10

0,24

470

4,3

100

0,9

15

0,26

1000

9,2

470

4,3

47

0,43

1500

13,8

680

6,3

100

0,9

Допускаемое отклонение сопротивления, ∆R, %

±20

Максимальная мощность рассеяния, Рмакс, Вт (25 °С)

0,5

1,2

1,6

2,2

Постоянная В, К (винтервале температур-25…+155 °С)

3000 … 4000

Температурный коэффициент сопротивления, α, %/°С (при25 °С)

-3,37 … -4,5

Интервалрабочихтемператур, °С

-25 … +155

Допустимая мощность рассеяния, Рдоп, Вт (притемпературе155 °С)

0,25 Рмакс

Коэффициент рассеяния, Н, мВт/°С

3

7

10

13

Постоянная времени, τ, с

100

50

70

110

С конденсатора * 

50

150

300

Наработка, tн, ч

15000

Изменение сопротивления в течение наработки, %

±30

Срок сохраняемости, лет

15

Климатич. исполнение

УХЛ2.1 поГОСТ15150-69

* Указано максимальное значение емкости сглаживающего конденсатора, заряжаемого до напряжения 350 U при использовании ТР-15 для ограничения пусковых токов во вторичных импульсных источниках электропитания (ВИЭП).

Терморезисторы с отрицательным ТКС / Нелинейные полупроводниковые резисторы / Продукция / АО «НИИ Гириконд»

Раздел: НЕЛИНЕЙНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ РЕЗИСТОРЫ

                                        Терморезисторы с отрицательным температурным
                                        коэффициентом сопротивления

        Терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ОТКС) имеют экспоненциальную температурную зависимость сопротивления, при этом значения номинального сопротивления можно изменять в очень широких пределах (от единиц Ом до единиц МОм).
        Области применения: измерение и регулирование температуры (в частности, в качестве высокостабильных датчиков температуры), температурная компенсация элементов электрических цепей в диапазоне — 60 °С …
+ 180 °С, а также ограничение пусковых токов систем (например, в источниках питания) на рабочий
ток 0,2 …15 А. 
        АО «НИИ «Гириконд» разрабатывает и производит терморезисторы в различном конструктивном исполнении, ведутся разработки терморезисторов в чип исполнении.

Основные параметры и характеристики

 

  • Rн — номинальное сопротивление — сопротивление терморезисторов при определенной температуре окружающей среды, обычно — это 25°С или 20°С.
  • α — температурный коэффициент сопротивления — характеризует изменение сопротивления терморезистора в % при изменении температуры на 1 градус, обычно указывается для той же температуры, что и номинальное сопротивление.
  • Постоянная В — величина, характеризующая температурную чувствительность терморезисторов в определенном диапазоне температур. Определяется физическими свойствами полупроводникового материала, вычисляют по формуле:
                                          ,
    где R1 — сопротивление терморезистора, измеренное при температуре Т1, Ом;
    R2 — сопротивление терморезистора, измеренное при температуре Т2, Ом.
  • Рмах — максимальная мощность рассеяния — это допустимая мощность при температуре 25°С (или другой указанной в ТУ), при которой в течение заданного времени (минимальной наработки) параметры терморезисторов остаются в пределах норм, установленных в ТУ.

 

ТЕРМОРЕЗИСТОРЫ С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ ТКС

Тип

Номинальное сопротивление (Т=25°С) 

ТКС
 % на 1°С,
(Т=25°С) 

Постоянная «В»,
К 

Макс.
мощность
рассеяния,
Вт

Максимальный
ток, А
(Т=25°С) 

Конструкция

ТР-1 

15 кОм

 33 кОм

-(4,1±0,2)

-(4,2±0,2)

3200…3600
(-60…0)°С

3470…3900
(0…150)°С

0,05

–

Бусинковые

ТР-2 

1,0 кОм …1 МОм

-(2,9±0,35) …

-(4,8±0,35)

3200…3600
(-60…0)°С

2270…4580
(0…155)°С

0,02

–

Бусинковые

ТР-4 

1,0 кОм

-(2,0±0,2)

1600…1960
(0…+200)°С

0,09

–

Бусинковые

ТР-15 

1,0 … 2200 Ом

-3,27 …
-4,50

3000…4000
(-25…155)°С

0,5…4,0

0,15 … 11

Дисковые
выводные

ТР-16 

1,0 … 330 Ом

-3,37 …
-4,39

2650…4000
(-60…0)°С

2900…3900
(0…155)°С

0,8…5,4

0,5 … 17

Дисковые
выводные

ТР-19

НОВАЯ РАЗРАБОТКА

47 … 1000000 Ом±5

2500 … 5000

(-60 … 125)°С

0,3; 0,8 —Многослойные терморезисторы в ЧИП-исполнении

НОВАЯ РАЗРАБОТКА

МНОГОСЛОЙНЫЕ ТЕРМОРЕЗИСТОРЫ В ЧИП-ИСПОЛНЕНИИ ТР-19

Терморезистор — Физическая энциклопедия

ТЕРМОРЕЗИСТОР — полупроводниковый резистор, электрич. сопротивление к-рого изменяется в зависимости от изменения темп-ры. Для Т. характерны большой температурный коэф. сопротивления (ТКС) (в десятки раз превышающий ТКС металлов), простота устройства, способность работать в разл. климатич. условиях при значит. механич. нагрузках, стабильность характеристик во времени. Т. изготовляют в виде стержней, трубок, дисков, шайб, бусинок и тонких пластинок преим. методами порошковой металлургии; их размеры могут варьировать в пределах от 1 -10 мкм до 1-2 см. Осн. параметры Т.: номинальное сопротивление, ТКС, интервал рабочих темп-р, максимально допустимая мощность рассеяния.

Вольт-амперная характеристика терморезистора с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления ( сопротивление 830 кОм при 293 К) при различной температуре окружающей среды (на воздухе без принудительного обдува терморезистора): 1 — при 293 К; 2-при 313 К; 3-при 333 К; 4— при 353 К; 5-при 373 К; 6— при 393 К.

Различают Т. с отрицательным и положительным ТКС. Т. с отрицательным ТКС изготовляют из смеси поли-кристаллич. оксидов переходных металлов (напр., МnО, СоО, NiO, CuO), легированных Ge и Si, полупроводников типа AIIIBV, стеклообразных полупроводников и др. материалов (см. также Полупроводниковые материалы ).Различают Т. низкотемпературные (рассчитанные на работу при темп-pax ниже 170 К), среднетемпературные (170- 510 К) и высокотемпературные (св. 570 К). Кроме того, существуют Т., предназначенные для работы при 4,2 К и ниже и при 900-1300 К. Наиб. широко используются среднетемпературные Т. с ТКС от -2,4 до -8,4% К-1 и с номинальным сопротивлением 1 -106 Ом.

Режим работы Т. зависит от того, на каком участке статистической вольт-амперной характеристики (ВАX) выбрана рабочая точка (рис.). В свою очередь ВАX зависит как от конструкции, размеров и осн. параметров Т., так и от темп-ры, теплопроводности окружающей среды, тепловой связи между Т. и средой. Т. с рабочей точкой на начальном (линейном) участке ВАX используются для измерения и контроля темп-ры и компенсации температурных изменений параметров электрич. цепей и электронных приборов. Т. с рабочей точкой на нисходящем участке ВАX (с отрицат. сопротивлением) применяются в качестве пусковых реле, реле времени, измерителей мощности эл—магн. излучения на СВЧ, стабилизаторов темп-ры, напряжения и др. Режим работы Т., при к-ром рабочая точка находится также на ниспадающем участке BAX (при этом используется зависимость сопротивления T. от темп-ры и теплопроводности окружающей среды), характерен для Т., применяемых в системах теплового контроля и пожарной сигнализации, регулирования уровня жидких и сыпучих сред; действие таких T. основано на возникновении релейного эффекта в цепи с T. при изменении темп-ры окружающей среды или условий теплообмена T. со средой. Изготовляются также T. спец. конструкции — с косвенным подогревом. В таких T. имеется подогревная обмотка, изолированная от полупроводникового резистивного элемента (если при этом мощность, выделяющаяся в резистивном элементе, мала, то тепловой режим T. определяется темп-рой подогревателя, т. е. током в нём). T. о. появляется возможность изменять состояние Т., не меняя ток через него. Такой T. используется в качестве перем. резистора, управляемого электрически на расстоянии.

Из T. с положительным TKC наиб. интерес представляют Т., изготовленные из твёрдых растворов на основе BaTiO3. Такие Т. обычно наз. позисторами. Известны T. с небольшим положительным TKC (0,5-0,7% К-1), выполненные на основе Si с электронной проводимостью; их сопротивление изменяется с темп-рой примерно по линейному закону. Такие T. используются, напр., для температурной стабилизации электронных устройств на транзисторах.

Лит.: Шефтель И. Т., Терморезисторы, M., 1973; Кривоносов А. И., Кауфман В. Я., Статистические характеристики поликристаллических терморезисторов, M., 1976; Мэклин Э. Д., Терморезисторы, пер. с англ., M., 1983. И. T. Шефтель.

      Предметный указатель      >>   

Термисторы, термисторный датчик NTC и PTC, термистор 10 кОм

Чтобы обеспечить точное и чувствительное измерение и контроль температуры, выберите обширный каталог надежных термисторов Allied Electronics и создавайте эффективные схемы регулирования температуры.

Все термисторы, представленные в нашем ассортименте, изготовлены из материалов высочайшего качества известными поставщиками термисторов, такими как Vishay Dale, Honeywell и Amphenol Advanced Sensors. Наш ассортимент включает в себя бесчисленное множество типов, таких как токоограничивающие, высокочувствительные, агрессивные среды, а также герметичные термисторы, поэтому мы можем помочь независимо от вашего проекта или приложения.

У нас есть много различных типов термисторов, поэтому используйте функции поиска, чтобы ограничить поиск компонентов по характеристикам, производителю, типу и т. д. Если вам нужна дополнительная информация о температурных термисторах, их функциях и использовании, прокрутите вниз. Хотите узнать больше? Свяжитесь с нами или посетите наш экспертный центр, чтобы получить ответы на все ваши вопросы.

Что такое термистор?

Термочувствительные резисторы, термисторы представляют собой компоненты, которые при обнаружении изменения температуры оказывают сопротивление протекающему через них току, пропорциональному изменению температуры.

Обычно используются для измерения изменений температуры. Когда температура вокруг термистора изменяется, полупроводниковые материалы внутри них изменяют напряжение, проходящее через компонент. Это считывается контроллером температуры, а сгенерированные данные используются для информирования о функциях других компонентов в цепи.

Как работают различные термисторные датчики температуры?

Термисторные датчики температуры работают в зависимости от материалов, используемых в их конструкции — они изменяют шкалу сопротивления пропорционально изменению температуры.Каждый термистор изготовлен из полупроводниковых оксидов металлов, спрессованных в форму (например, шарик, цилиндр или диск), которые покрыты водонепроницаемым материалом, обычно стеклом или эпоксидной смолой.

При нагревании этих оксидов их электрическое сопротивление либо увеличивается, либо уменьшается. Это зависит от различных типов термисторов, в которых они используются, их два:

Термисторы NTC — Термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) уменьшают свое электрическое сопротивление по мере увеличения измеряемой температуры и наоборот.Они часто используются для измерения температуры, будь то в системах отопления, автомобильных датчиках температуры или для ограничения токов в цепях электропитания до безопасного уровня.

Термисторы PTC — Сопротивление термисторов с положительным температурным коэффициентом (PTC) увеличивается с повышением температуры. Они часто используются в саморегулирующихся нагревателях — при снижении температуры на нагревательный элемент подается больший ток, что увеличивает температуру окружающей среды. Они также могут защищать от перегрузки по току, действуя как самовосстанавливающийся предохранитель, который останавливает ток до тех пор, пока температура корпуса термистора не упадет до безопасного уровня.

В чем разница между термистором и термометром сопротивления (RTD)?

Несмотря на то, что они похожи на датчики температуры, между термисторами и термометрами сопротивления есть некоторые ключевые различия, которые определяют их правильное использование.

Термисторные датчики температуры менее дороги, более долговечны, обычно обеспечивают более точный диапазон измерения температуры и могут намного быстрее изменять свое сопротивление в соответствии с колебаниями температуры, чем термометры сопротивления.

Однако их диапазоны измерения температуры намного ниже, чем у RTD, а корреляция их устойчивости к изменению температуры нелинейна. Решение этой проблемы может быть сложным, но его необходимо учитывать для точного считывания данных термистора. Компоненты термистора также могут выделять тепло, что может привести к ложным показаниям.

RTD, с другой стороны, изготовлены из металла, что означает, что они могут работать в гораздо более высоких температурных диапазонах, чем термисторы, и их устойчивость к температурной корреляции является линейной.Однако они крупнее и дороже, а также менее чувствительны, изменяя сопротивление на меньшее количество омов на градус, чем термисторы.

Какое применение термисторов?

Используемые во многих промышленных, производственных или электронных приложениях, где необходимо измерять или реагировать на температуру газа, жидкости или поверхности, термисторные датчики температуры являются чрезвычайно распространенными компонентами.

Они используются в пищевой промышленности, где необходимо контролировать температуру для улучшения состояния пищевых продуктов или санитарной среды.В химическом и нефтехимическом производстве неагрессивные термисторы играют большую роль в производстве различных жидкостей и в безопасности. В аэрокосмической отрасли, связи, электронике и медицине они приносят пользу как в точном производстве оборудования, так и в самих продуктах.

В повседневной жизни они обеспечивают правильную работу печей, систем отопления, кондиционеров и пожарной сигнализации, а также возможность контроля температуры в двигателях транспортных средств.

Почему стоит доверять Allied Electronics как поставщику термисторов?

Приобретая термисторы у Allied Electronics, вы получаете почти столетний опыт в области распределения электрических компонентов.

Мы являемся одним из крупнейших авторизованных дистрибьюторов в Северной Америке и поддерживаем тесные партнерские отношения с широким кругом поставщиков компонентов, таких как Omron Automation, EPCOS, AVX и Sensata. Это означает, что у нас почти наверняка есть термистор, необходимый для выполнения поставленной задачи.

Выполните поиск в нашем ассортименте по сопротивлению — просмотрите термисторы с отрицательным температурным коэффициентом, термисторы с положительным температурным коэффициентом или компоненты ICL и PPTC — а также просмотрите по допуску, типу соединения и многому другому. Просто воспользуйтесь меню слева, чтобы сузить свой выбор.

Если у нас нет нужных вам терморезисторов, свяжитесь с нашими специалистами, и они будут рады помочь. Посетите наш экспертный центр, чтобы узнать больше.

Отрицательный температурный коэффициент » Примечания по электронике

Термистор NTC с отрицательным температурным коэффициентом используется для многих целей, от измерения температуры до управления.

Учебное пособие по резисторам Включает:

Обзор резисторов Углеродный состав Карбоновая пленка Пленка оксида металла Металлическая пленка Проволочный SMD-резистор МЭЛФ резистор Переменные резисторы Светозависимый резистор Термистор варистор Цветовая маркировка резисторов Маркировка и коды резисторов SMD Характеристики резистора Где и как купить резисторы Стандартные номиналы резисторов и серия E

Термистор NTC широко используется во многих приложениях для различных целей, где требуется отрицательный температурный коэффициент.

Будучи термистором NTC, сопротивление падает с повышением температуры, что делает его особенно полезным в ряде различных областей.

Основы термистора NTC

Как видно из названия, термистор NTC обеспечивает снижение сопротивления при повышении температуры тела термистора.

Изменение температуры тела термистора NTC может быть вызвано двумя основными способами:

  • Повышение внешней температуры:   Повышение температуры внешней жидкости, возможно, воздуха, в котором находится термистор NTC, приведет к изменению температуры корпуса устройства и, следовательно, к изменению его сопротивления.Чтобы термисторы реагировали при таком использовании, они должны находиться в таком положении, чтобы можно было как можно лучше определить температуру окружающей среды. Необходима хорошая теплопроводность к термистору, либо путем помещения его в поток жидкости, т.е. воздуха или обеспечив его термическое соединение с шасси или другим механическим элементом, на котором необходимо измерять температуру.
  • Прохождение тока через устройство:   Прохождение тока через любой резистор, включая термистор NTC, приведет к рассеиванию тепла (Ватт = Вольт x Ампер).Это приведет к повышению температуры.

Обычно термисторы NTC демонстрируют изменение сопротивления примерно от -3%/°C до -6%°C при 25°C. Фактическое соотношение следует кривой, которая является приблизительно экспоненциальной, с гораздо более высокими изменениями сопротивления при более низких температурах и значительно снижающимися при более высоких температурах. График температуры сопротивления термистора NTC

Тип используемого материала будет определять многие свойства, но при температурах около -40°C изменение сопротивления может достигать -8%/°C, но в более плоской части NTC кривой термистора она может составлять всего -1%/°C при температурах выше 200°C или около того.

Структура термистора NTC и материалы

Термисторы могут физически принимать различные формы. Термисторы NTC могут быть изготовлены в виде прессованных дисков, стержней, пластин, шариков или даже полупроводниковых чипов, например, с использованием спеченного оксида металла.

Часто термисторы NTC из оксида металла изготавливаются из тонких материалов, которые сжимаются и спекаются при высокой температуре. Используемые материалы включают Mn2O3, NiO, Co2O3, Cu2O, Fe2O3, TiO2 и т.п. Они также могут быть изготовлены из кристаллов кремния или германия, легированных для обеспечения требуемого уровня проводимости.

Термисторы

NTC работают, потому что повышение температуры приводит к увеличению количества активных носителей заряда, поскольку они освобождаются от кристаллической решетки.

Способ проведения зависит от типа материала. В случае оксида железа Fe2O3, легированный титаном, дает полупроводник N-типа, и в этом случае основными носителями заряда являются электроны. В других материалах, таких как оксид никеля, NiO, легированный литием, Li образуют полупроводник p-типа, в котором основными носителями заряда являются дырки.В любом случае проявляются те же основные характеристики термистора NTC.

Выбор материала для термистора NTC зависит от многих факторов, хотя одним из основных является требуемый диапазон температур.

Германиевые термисторы NTC

обычно используются для температур в диапазоне 1–100 °K (т. е. абсолютных градусов). Кремниевые для температур до 250°К — их нельзя использовать выше этой температуры, т.к. выше этой температуры вступает в силу положительный температурный коэффициент.Металлооксидные термисторы NTC используются для диапазона 200–700°K. Для еще более высоких температур требуются очень стабильные соединения, и термисторы NTC для этих температур могут быть изготовлены из материалов, включая: Al2O3, BeO, MgO, ZrO2, Y2O3 и Dy2O3.

Термисторы

NTC широко используются в электронной промышленности для многих основных целей измерения температуры. Сами термисторы могут быть очень маленькими, часто размером с небольшую бусину, но с двумя отходящими от них выводами. Существуют другие типы и размеры, которые обеспечивают множество характеристик.

Другие электронные компоненты:
Резисторы конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор полевой транзистор Типы памяти Тиристор Соединители ВЧ-разъемы Клапаны/трубки Батареи Переключатели Реле
    Вернуться в меню «Компоненты». . .

Датчик NTC

— ESPHome

Платформа ntc представляет собой вспомогательный датчик, который позволяет преобразовывать показания сопротивления от термистора NTC до показаний температуры.

Во-первых, вам нужно получить показания сопротивления с датчика — вы можете настроить это с помощью датчики сопротивления и ацц.

Затем эта платформа преобразует значения сопротивления в показания температуры. Для этого преобразования также требуются параметры калибровки. Есть два Способы получения этих значений: Просмотр таблицы данных или ручной расчет.

Если у вас есть техническое описание термистора, вы можете посмотреть его «B-константу» и эталонная температура/сопротивление.Например этот продукт будет иметь следующую конфигурацию калибровки.

 # Пример записи конфигурации
датчик:
  - платформа: НТЦ
    # ...
    калибровка:
      b_константа: 3950
      эталонная_температура: 25°C
      reference_resistance: 10кОм

Если у вас нет доступа к таблице данных или вы хотите рассчитать эти значения самостоятельно, Вы должны сначала измерить три значения сопротивления при разных температурах. Нагрейте/охладите NTC до трех разных температур (лучше всего, если температуры далеко друг от друга) и запишите показания сопротивления при этих температурах.Затем введите эти значения в поле параметр калибровки:

 # Пример записи конфигурации
датчик:
  - платформа: НТЦ
    # ...
    калибровка:
      - 10,0 кОм -> 25°C
      - 27,219 кОм -> 0°C
      - 14,674 кОм -> 15°C
 
 # Пример записи конфигурации
датчик:
  - платформа: НТЦ
    датчик: датчик_сопротивления
    калибровка:
      b_константа: 3950
      эталонная_температура: 25°C
      reference_resistance: 10кОм
    имя: Температура НТК

  # Пример датчиков источника:
  - платформа: сопротивление
    идентификатор: сопротивление_сенсор
    датчик: source_sensor
    конфигурация: НИЖНЯЯ
    резистор: 5.6 кОм
    имя: Датчик сопротивления
  - платформа: адк
    идентификатор: source_sensor
    контактный: A0

Переменные конфигурации:

  • имя ( Требуется , строка): Имя датчика.

  • датчик ( Требуется , ID): Датчик для считывания значений сопротивления. для преобразования в показания температуры.

  • калибровка ( Требуется , поплавок): Параметры калибровки датчика — см. выше Больше подробностей.

  • id ( Дополнительный , ID): установите идентификатор этого датчика для использования в лямбда-зондах.

  • Все остальные опции от Sensor.

Самонагревающийся

Подача постоянного напряжения на датчик NTC вызывает его нагрев и, следовательно, создает ненадежные значения температуры. Поэтому рекомендуется подавать питание на датчик NTC (и делитель напряжения) только во время фактического измерения. Подробнее здесь.

Для этого замените 3.Сторона 3V делителя напряжения с подключением к контакту GPIO. Этот вывод GPIO будет переключаться на ВЫСОКИЙ уровень (3,3 В) только во время измерения, что предотвращает нагрев датчика. В приведенном ниже примере контакт D0 является «верхней» стороной делителя напряжения:

.
 датчик:
  # То же, что и раньше:
  - платформа: НТЦ
    датчик: датчик_сопротивления
    # ...

  - платформа: адк
    контактный: A0
    идентификатор: source_sensor
    # Добавлен:
    update_interval: никогда

выключатель:
  - платформа: gpio
    вывод: D0
    идентификатор: ntc_vcc

интервал:
  - интервал: 60с
    тогда:
      - выключатель.включить_включить: ntc_vcc
      - component.update: source_sensor
      - switch.turn_off: ntc_vcc

См. также

Линеаризация термистора NTC — Подвал цепи

Термисторы

— недорогой способ измерения температуры, особенно если вы не ищете сумасшедших уровней точности. Это просто резистор, значение которого зависит от температуры. Эффект был открыт Майклом Фарадеем в 1893 году, хотя коммерческие компоненты были доступны только через сто лет после этого.Фарадей наблюдал эффект в сульфиде серебра, однако современные термисторы, как правило, изготавливаются из керамических или полимерных материалов.

Наиболее распространенные типы имеют отрицательный температурный коэффициент (NTC), что означает, что их сопротивление уменьшается с повышением температуры. Самым большим недостатком термисторов по сравнению, скажем, с более дорогим датчиком температуры сопротивления (RTD) является то, что их характеристика температурного сопротивления не является линейной.

РИСУНОК 1. Сопротивление типичного термистора 10K NTC колеблется от 150K при -25°C до нескольких сотен Ом при 125°C, хотя кривая далека от линейной.На самом деле это отрицательная экспоненциальная зависимость. Вот почему нам нужно применить некоторую форму линеаризации. (НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ)

На рис. 1 показана зависимость между температурой и сопротивлением типичного устройства. Это модель Vishay NTCALUG39A103G с номинальным сопротивлением 10кВт. Он встроен в алюминиевую проушину, подходящую, например, для установки на радиатор. В техническом описании указано номинальное сопротивление, измеренное при номинальной температуре (обычно 25°C), а также значение бета (b) равное 3984 Кельвина.Вместе эти цифры описывают зависимость сопротивления от температуры с помощью неприятной экспоненциальной функции ниже.

В этом уравнении R T — сопротивление при любой заданной температуре T, R 0 — номинальное сопротивление, указанное выше, а T 0 — температура, при которой измеряется номинальное сопротивление. Обратите внимание, что все температуры указаны в Кельвинах, поэтому вам нужно добавить 273 к температурам в градусах Цельсия, чтобы использовать это уравнение.

Чтобы пойти другим путем и рассчитать температуру по сопротивлению, полезно ввести еще одну переменную, R ∞. Это сопротивление при T = ∞, которое практически не имеет смысла, но сводит приведенное выше уравнение к:

Это 15,6 × 10 -3 Ом для нашего прибора. Мы можем использовать это для расчета температуры, учитывая сопротивление нашего термистора:

На практике вы, вероятно, будете преобразовывать сопротивление термистора в напряжение с помощью делителя напряжения, как показано на рис. 2 . Поместив термистор NTC в верхнюю часть делителя, мы получим напряжение, которое увеличивается с температурой, как показано на рис. 3 .Мы использовали последовательный резистор 10 кВт и источник 10,0 В. На рисунке показано, что выходное напряжение имеет S-образный профиль вокруг красной пунктирной линейной линии наилучшего соответствия.

РИСУНОК 2. Типичное приложение использует термистор в делителе напряжения. Установка термистора в верхнее положение приводит к увеличению напряжения с ростом температуры. (НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ) РИСУНОК 3. Сплошная кривая показывает выход делителя напряжения на Рисунке 2, а пунктирная кривая – это линия наилучшего соответствия. Выходное напряжение имеет S-образную кривую со значительным отклонением от идеального линейного соотношения напряжение-температура.Обратите внимание, что в середине шкалы (около 45°C) ошибка особенно высока. (НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ)

Если бы мы просто хотели обнаружить перегрев радиатора, это было бы все, что нам нужно сделать. Мы просто использовали бы компаратор для обнаружения повышения напряжения выше заданного порога. Если мы хотим узнать фактическую температуру, нам нужно линеаризовать эту кривую. Мы могли бы сделать это путем оцифровки напряжения и линеаризации в прошивке либо с помощью справочной таблицы, либо с помощью кусочно-линейной аппроксимации.

Если мы хотим остаться в аналоговом мире, мы можем улучшить линейность напряжения по отношению к температуре, добавив одиночный резистор параллельно термистору, как показано на рис. 4 .

РИСУНОК 4. Добавление резистора параллельно термистору улучшает линейность зависимости напряжения от температуры. Мы выбрали значение R p , чтобы оно было аналогично сопротивлению термистора при 45°C, чтобы максимизировать линейность во всем диапазоне температур. (НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ)

Если вы выберете параллельный резистор R p таким образом, чтобы его значение было примерно равно значению термистора в центре интересующего диапазона, вы получите близкое приближение линейного напряжения-температуры. отношение, как показано на Рисунок 5 .В моем случае я выбрал R p с мощностью 4,3 кВт, что примерно соответствует значению термистора при 45°C. Вы можете видеть, что кривая намного лучше аппроксимирует красную пунктирную линейную линию наилучшего соответствия.

РИСУНОК 5. Добавление параллельного резистора значительно улучшает линейность. Это улучшение достигается за счет динамического диапазона сигнала, который теперь составляет всего около 3 В по сравнению с 9 В, которые мы видели на рисунке 3. (НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ)

Конечно, такое улучшение линейности достигается за счет уменьшения динамического диапазона.Вы можете оптимизировать динамический диапазон и линейность путем тщательной настройки последовательных и параллельных резисторов. Вы также получите лучшие результаты, если вас интересует только узкий диапазон температур. Как и все в электронике, все дело в компромиссах.

Каталожные номера:

«Термистор». В Википедии, 7 июня 2021 г. https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Thermistor&oldid=1027407366.

«Серия миниатюрных наконечников NTCALUG03A / LUG39A», Vishay, https://www.vishay.com/docs/29114/ntcalug3.pdf

«Примечания к приложению Thermistor» Siemens Matsushita Components, https://users.physics.unc.edu/~sean/Phys351/techresource/data_sheets/thermistor%20app%20notes.pdf

Спонсор этой статьи

Андрей Левидо ([email protected]) получил степень бакалавра электротехники в Сиднее, Австралия, в 1986 году. Несколько лет он работал в области исследований и разработок в компаниях, занимающихся силовой электроникой и телекоммуникациями, прежде чем перейти на руководящие должности. В свободное время Эндрю проявлял практический интерес к электронике, особенно встраиваемым системам, силовой электронике и теории управления. На протяжении многих лет он написал ряд статей для различных изданий по электронике и время от времени оказывает консультационные услуги, если позволяет время.

Поставщики и ресурсы RF Wireless

О компании RF Wireless World

Веб-сайт RF Wireless World является домом для поставщиков и ресурсов RF и Wireless. На сайте представлены статьи, учебные пособия, поставщики, терминология, исходный код (VHDL, Verilog, MATLAB, Labview), тесты и измерения, калькуляторы, новости, книги, загрузки и многое другое.

Сайт RF Wireless World охватывает ресурсы по различным темам, таким как RF, беспроводная связь, vsat, спутник, радар, оптоволокно, микроволновая печь, wimax, wlan, zigbee, LTE, 5G NR, GSM, GPRS, GPS, WCDMA, UMTS, TDSCDMA, Bluetooth, Lightwave RF, z-wave, Интернет вещей (IoT), M2M, Ethernet и т. д.Эти ресурсы основаны на стандартах IEEE и 3GPP. Он также имеет академический раздел, который охватывает колледжи и университеты по инженерным дисциплинам и дисциплинам MBA.

Статьи о системах на основе IoT

Система обнаружения падений для пожилых людей на основе IoT : В статье рассматривается архитектура системы обнаружения падений, используемой для пожилых людей. В нем упоминаются преимущества или преимущества системы обнаружения падения IoT. Подробнее➤
Также см. другие статьи о системах на основе IoT:
. • Система очистки туалетов AirCraft • Система измерения удара при столкновении • Система отслеживания скоропортящихся продуктов и овощей • Система помощи водителю • Система умной розничной торговли • Система мониторинга качества воды • Система интеллектуальной сети • Умная система освещения на основе Zigbee • Умная система парковки на базе Zigbee • Умная система парковки на базе LoRaWAN.

Беспроводные радиочастотные изделия

Этот раздел статей охватывает статьи о физическом уровне (PHY), уровне MAC, стеке протоколов и сетевой архитектуре на основе WLAN, WiMAX, zigbee, GSM, GPRS, TD-SCDMA, LTE, 5G NR, VSAT, Gigabit Ethernet на основе IEEE/3GPP и т. д. .стандарты. Он также охватывает статьи, связанные с испытаниями и измерениями, посвященные испытаниям на соответствие, используемым для испытаний устройств на соответствие RF/PHY. СМ. УКАЗАТЕЛЬ СТАТЕЙ >>.

Физический уровень 5G NR : Обработка физического уровня для канала 5G NR PDSCH и канала 5G NR PUSCH была рассмотрена поэтапно. Это описание физического уровня 5G соответствует спецификациям физического уровня 3GPP. Подробнее➤

Основные сведения о повторителях и типы повторителей : В нем объясняются функции различных типов повторителей, используемых в беспроводных технологиях.Подробнее➤

Основы и типы замираний : В этой статье рассматриваются мелкомасштабные замирания, крупномасштабные замирания, медленные замирания, быстрые замирания и т. д., используемые в беспроводной связи. Подробнее➤

Архитектура сотового телефона 5G : В этой статье рассматривается блок-схема сотового телефона 5G с внутренними модулями 5G. Архитектура сотового телефона. Подробнее➤

Основы помех и типы помех: В этой статье рассматриваются помехи по соседнему каналу, помехи в совмещенном канале, Электромагнитные помехи, ICI, ISI, световые помехи, звуковые помехи и т. д.Подробнее➤

Раздел 5G NR

В этом разделе рассматриваются функции 5G NR (новое радио), нумерология, диапазоны, архитектура, развертывание, стек протоколов (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC) и т. д. 5G NR Краткий справочник Указатель >>
• Мини-слот 5G NR • Часть полосы пропускания 5G NR • БАЗОВЫЙ НАБОР 5G NR • Форматы 5G NR DCI • 5G NR UCI • Форматы слотов 5G NR • IE 5G NR RRC • 5G NR SSB, SS, PBCH • 5G NR PRACH • 5G NR PDCCH • 5G NR PUCCH • Опорные сигналы 5G NR • 5G NR m-Sequence • Золотая последовательность 5G NR • 5G NR Zadoff Chu Sequence • Физический уровень 5G NR • MAC-уровень 5G NR • Уровень 5G NR RLC • Уровень PDCP 5G NR

Руководства по беспроводным технологиям

В этом разделе рассматриваются учебные пособия по радиочастотам и беспроводным сетям.Он охватывает учебные пособия по таким темам, как сотовая связь, WLAN (11ac, 11ad), wimax, bluetooth, zigbee, zwave, LTE, DSP, GSM, GPRS, GPS, UMTS, CDMA, UWB, RFID, радар, VSAT, спутник, беспроводная сеть, волновод, антенна, фемтосота, тестирование и измерения, IoT и т. д. См. ИНДЕКС УЧЕБНЫХ ПОСОБИЙ >>

Учебное пособие по 5G . В этом учебном пособии по 5G также рассматриваются следующие подтемы, посвященные технологии 5G:
Учебное пособие по основам 5G. Диапазоны частот учебник по миллиметровым волнам Рамка волны 5G мм Зондирование канала миллиметровых волн 5G 4G против 5G Испытательное оборудование 5G Архитектура сети 5G Сетевые интерфейсы 5G NR звучание канала Типы каналов 5G FDD против TDD Нарезка сети 5G NR Что такое 5G NR Режимы развертывания 5G NR Что такое 5G ТФ

В этом учебнике по GSM рассматриваются основы GSM, сетевая архитектура, сетевые элементы, системные спецификации, приложения, Типы пакетов GSM, структура кадров GSM или иерархия кадров, логические каналы, физические каналы, Физический уровень GSM или обработка речи, вход в сеть мобильного телефона GSM или настройка вызова или процедура включения питания, Вызов MO, вызов MT, модуляция VAMOS, AMR, MSK, GMSK, физический уровень, стек протоколов, основы мобильного телефона, Планирование RF, нисходящая линия связи PS и восходящая линия связи PS.
➤Читать дальше.

LTE Tutorial , описывающий архитектуру системы LTE, включая основы LTE EUTRAN и LTE Evolved Packet Core (EPC). Он предоставляет ссылку на обзор системы LTE, радиоинтерфейс LTE, терминологию LTE, категории LTE UE, структуру кадра LTE, физический уровень LTE, Стек протоколов LTE, каналы LTE (логические, транспортные, физические), пропускная способность LTE, агрегация несущих LTE, Voice Over LTE, расширенный LTE, Поставщики LTE и LTE vs LTE advanced.➤Читать дальше.

Радиочастотные технологии

На этой странице мира беспроводных радиочастот описывается пошаговое проектирование преобразователя частоты на примере повышающего преобразователя частоты 70 МГц в диапазон C. для микрополосковой платы с использованием дискретных радиочастотных компонентов, а именно. Смесители, гетеродин, MMIC, синтезатор, опорный генератор OCXO, амортизирующие прокладки. ➤Читать дальше.
➤ Проектирование и разработка радиочастотного трансивера ➤Дизайн радиочастотного фильтра ➤Система VSAT ➤Типы и основы микрополосковых ➤Основы волновода

Секция испытаний и измерений

В этом разделе рассматриваются ресурсы по контролю и измерению, контрольно-измерительное оборудование для тестирования тестируемых устройств на основе Стандарты WLAN, WiMAX, Zigbee, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE.ИНДЕКС испытаний и измерений >>
➤Система PXI для контрольно-измерительных приборов. ➤ Генерация и анализ сигналов ➤ Измерения физического уровня ➤ Тестирование устройства WiMAX на соответствие ➤ Тест на соответствие Zigbee ➤ Тест на соответствие LTE UE ➤ Тест на соответствие TD-SCDMA

Волоконно-оптические технологии

Волоконно-оптический компонент основы, включая детектор, оптический соединитель, изолятор, циркулятор, переключатели, усилитель, фильтр, эквалайзер, мультиплексор, разъемы, демультиплексор и т. д.Эти компоненты используются в оптоволоконной связи. ИНДЕКС оптических компонентов >>
➤Учебное пособие по оптоволоконной связи ➤APS в SDH ➤Основы SONET ➤ Структура кадра SDH ➤ SONET против SDH

Поставщики беспроводных радиочастотных устройств, производители

Сайт RF Wireless World охватывает производителей и поставщиков различных радиочастотных компонентов, систем и подсистем для ярких приложений, см. ИНДЕКС поставщиков >>.

Поставщики ВЧ-компонентов, включая ВЧ-изолятор, ВЧ-циркулятор, ВЧ-смеситель, ВЧ-усилитель, ВЧ-адаптер, ВЧ-разъем, ВЧ-модулятор, ВЧ-трансивер, PLL, VCO, синтезатор, антенну, осциллятор, делитель мощности, сумматор мощности, фильтр, аттенюатор, диплексер, дуплексер, чип-резистор, чип-конденсатор, чип-индуктор, ответвитель, ЭМС, программное обеспечение RF Design, диэлектрический материал, диод и т. д.Поставщики радиочастотных компонентов >>
➤ Базовая станция LTE ➤ РЧ-циркулятор ➤РЧ-изолятор ➤Кристаллический осциллятор

MATLAB, Labview, Embedded Исходные коды

Раздел исходного кода RF Wireless World охватывает коды, связанные с языками программирования MATLAB, VHDL, VERILOG и LABVIEW. Эти коды полезны для новичков в этих языках. СМ. УКАЗАТЕЛЬ ИСТОЧНИКОВ >>
➤ Код VHDL декодера от 3 до 8 ➤Скремблер-дескремблер Код MATLAB ➤32-битный код ALU Verilog ➤ T, D, JK, SR триггер коды labview


*Общая медицинская информация*

Сделайте эти пять простых вещей, чтобы помочь остановить коронавирус (COVID-19).
СДЕЛАЙ ПЯТЬ
1. РУКИ: чаще мойте их
2. ЛОКОТЬ: Кашляй в него
3. ЛИЦО: Не трогай
4. НОГИ: держитесь на расстоянии более 1 метра друг от друга
5. ЧУВСТВУЙТЕ: заболели? Оставайтесь дома

Используйте технологию отслеживания контактов >> , следуйте рекомендациям по социальному дистанцированию >> и установить систему наблюдения за данными >> спасти сотни жизней. Использование концепции телемедицины стало очень популярным в таких стран, как США и Китай, чтобы остановить распространение COVID-19, поскольку это заразное заболевание.

Радиочастотные калькуляторы и преобразователи

Раздел «Калькуляторы и преобразователи» охватывает ВЧ-калькуляторы, беспроводные калькуляторы, а также преобразователи единиц измерения. Они охватывают беспроводные технологии, такие как GSM, UMTS, LTE, 5G NR и т. д. СМ. КАЛЬКУЛЯТОРЫ Указатель >>.
➤ Калькулятор пропускной способности 5G NR ➤ 5G NR ARFCN и преобразование частоты ➤ Калькулятор скорости передачи данных LoRa ➤ LTE EARFCN для преобразования частоты ➤ Калькулятор антенны Yagi ➤ Калькулятор времени выборки 5G NR

IoT-Интернет вещей Беспроводные технологии

В разделе, посвященном IoT, рассматриваются беспроводные технологии Интернета вещей, такие как WLAN, WiMAX, Zigbee, Z-wave, UMTS, LTE, GSM, GPRS, THREAD, EnOcean, LoRa, SIGFOX, WHDI, Ethernet, 6LoWPAN, RF4CE, Bluetooth, Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE), NFC, RFID, INSTEON, X10, KNX, ANT+, Wavenis, Dash7, HomePlug и другие.Он также охватывает датчики IoT, компоненты IoT и компании IoT.
См. главную страницу IoT>> и следующие ссылки.
➤РЕЗЬБА ➤EnOcean ➤ Учебник LoRa ➤ Учебник по SIGFOX ➤ WHDI ➤6LoWPAN ➤Зигби RF4CE ➤NFC ➤Лонворкс ➤CEBus ➤УПБ



СВЯЗАННЫЕ СООБЩЕНИЯ


Учебники по беспроводным радиочастотам



Различные типы датчиков


Поделиться этой страницей

Перевести эту страницу

Термисторы и термисторные сборки с малым дрейфом|Аналоговые технологии.ком

Руководство по выбору термисторов NTC

Преимущества термисторных датчиков по сравнению со всеми другими датчиками температуры
Датчики температуры широко используются во многих промышленных и потребительских товарах. Среди них термисторы являются наиболее часто используемым типом датчика. Обладает высочайшей чувствительностью, низким уровнем шума, простотой в использовании и низкой стоимостью. При взаимодействии с одной и той же цепью с использованием разных термисторов одного номинала это может привести к разным показаниям температуры.

Поэтому для высокоточных приложений термисторные датчики температуры не являются взаимозаменяемыми. РДТ, с другой стороны, имеют высокую взаимозаменяемость, линейные характеристики, широкий диапазон температур, но низкую чувствительность и более высокую стоимость. Температурные ИС имеют хорошую линейность и чувствительность, но ограниченную температуру, а также высокую стоимость. Термопара имеет самый широкий температурный диапазон, хорошую линейность, но низкую чувствительность и требует высокой стоимости схемы температурной компенсации на разъемах.

При использовании термистора NTC в качестве датчика температуры он становится наиболее важным компонентом системы регулирования температуры. Для достижения высокой производительности системы термисторы NTC должны иметь низкий краткосрочный и долгосрочный дрейф в зависимости R-T, сопротивление от температуры, компактный размер и надежность. Некоторые недорогие термисторы NTC покрыты эпоксидными материалами и имеют большой краткосрочный и долгосрочный дрейф сопротивления, т. е. при измерении одной и той же температуры сопротивление изменяется со временем, в результате чего система выдает неточную температуру, таким образом, целевой объект температура сдвинулась.Термисторы со стеклянным покрытием, с другой стороны, имеют почти нулевой краткосрочный и долгосрочный дрейф, и все наши термисторы NTC относятся к этому типу.

При выборе термистора NTC для системы контроля температуры необходимо учитывать следующие основные характеристики: диапазон рабочих температур, чувствительность, дрейф, размер и способ монтажа. Наши термисторы и термисторные сборки в основном представляют собой термисторы NTC и могут использоваться с нашими контроллерами TEC и модулями TEC для создания высокостабильных систем контроля температуры с низким дрейфом.Эти термисторы с отрицательным температурным коэффициентом и термисторные сборки имеют высокую точность (+/-0,25 °C при 25 °C), компактный размер (неизолированная версия диаметром до 0,8 мм) и покрыты стеклянным материалом на всех неизолированных термисторах и термисторе с отрицательным температурным коэффициентом из которых изготовлены термисторные сборки, что приводит к низкому кратковременному и долговременному дрейфу.

Термисторы с отрицательным температурным коэффициентом выпускаются в виде оголенных и с выступами, первые предназначены для точечного измерения для достижения высокой точности в определенных точках, таких как кристалл лазерного диода и т. д.; последний предназначен для измерения объемной температуры, например, оптических компонентов и т. д. Если у вас есть какие-либо вопросы по выбору и использованию термистора NTC или термисторных сборок, сообщите нам об этом. Мы сделаем все возможное, чтобы помочь вам.
Примечание: Бесплатные образцы термисторов могут быть предоставлены после подачи заявки и ее одобрения. Ограничение 3 на приложение.
Для бесплатного образца приложения потребуется следующая информация: контактное имя, название компании, веб-сайт компании, адрес электронной почты компании, номер рабочего телефона и потенциальный объем использования.

Как это работает — Смотрите наши видео

Осевой стеклянный термистор NTC Датчик температуры

Осевой стеклянный термистор NTC

Аксиальное стекло NTC   Термистор Датчик температуры изготовлен из оксида переходного металла и полупроводниковой керамики. , контроль, калибровка и компенсация до 260C по Цельсию.

В бытовой электронике измерение, обнаружение и контроль температуры: такие как кондиционеры, микроволновые печи, электрические вентиляторы и электронагреватели, электрические плиты, индукционные плиты, фены и т. д.

Определение температуры и компенсация температуры автоматического офисного оборудования, такого как копировальные аппараты и принтеры.

В отоплении и кондиционировании воздуха (HVAC): в распределителях затрат на отопление, для контроля температуры в помещении, в напольном отоплении и газовых котлах, для определения температуры выхлопных газов или температуры горелки, датчик наружной температуры.

Промышленная электроника: для температурной стабилизации лазерных диодов и фотоэлементов, для температурной компенсации в медных катушках или для компенсации опорных точек термоэлементов и т. д. Также для измерения температуры и компенсации измерительных приборов, приборов, интегральных схем, кварцевых генераторов и термопары.

В телекоммуникациях: для измерения температуры, компенсации, контроля и защиты мобильных телефонов, аккумуляторов и зарядных устройств и т. д.

Стеклянный корпус NTC   Термистор также может использоваться для измерения температуры, мониторинга, обнаружения и управления медицинским оборудованием, оборудованием для пищевой промышленности, климатом и т. д.

Примечания：□ в номере детали для заполнения допуска сопротивления, опционально для ±1%(F), ±2%(G), ±3%(H) или ±5%(J).

Минимальная длина подводящего провода должна составлять ≥8 мм.
При изгибе подводящего провода точка изгиба должна находиться на расстоянии более 2 мм от стеклянной части корпуса.

Рекомендации по установке и обращению

Приложение чрезмерной силы к датчику может привести к серьезному повреждению. Чтобы этого не произошло, следует придерживаться следующих рекомендаций:

  • К корпусу нельзя прикладывать перпендикулярные силы
  • Во время изгиба провода должны поддерживаться
  • Наклоняться близко к телу нужно очень осторожно
  • Осевые силы на корпус могут повлиять на точность датчика, и их следует избегать
  • Эти датчики могут быть установлены с минимальным шагом >5 мм

Пайка и сварка

  • Избегайте любого воздействия на корпус или провода во время или сразу после пайки.

Похожие записи

21.11.2024 0

Особенности питания кормящей мамы: что можно и нельзя есть при грудном вскармливании

19.11.2024 0

Новорожденный какает слизью: причины появления слизи в кале грудничка

19.11.2024 0

Гемангиома у новорожденных: причины, виды, лечение и профилактика

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *