Термистор на схеме. Термисторы в электронных схемах: принцип работы, виды и применение

Что такое термистор и как он работает. Какие бывают виды термисторов. Где применяются термисторы в электронике. Как правильно подключать термисторы в схемах. Преимущества и недостатки термисторов.

Что такое термистор и как он работает

Термистор (терморезистор) — это полупроводниковый резистор, сопротивление которого сильно зависит от температуры. Принцип работы термистора основан на свойстве полупроводников изменять свою проводимость при нагреве или охлаждении.

Основной характеристикой термистора является температурный коэффициент сопротивления (ТКС). Он показывает, на сколько процентов изменится сопротивление при изменении температуры на 1°C.

По знаку ТКС термисторы делятся на два основных типа:

• NTC-термисторы (с отрицательным ТКС) — при нагреве их сопротивление уменьшается
• PTC-термисторы (с положительным ТКС) — при нагреве их сопротивление увеличивается

NTC-термисторы более распространены и чаще используются в электронных схемах.

Основные виды термисторов

По конструкции и технологии изготовления выделяют следующие виды термисторов:

• Бусинковые — в виде маленьких шариков диаметром 0.2-5 мм
• Дисковые — в форме тонких дисков толщиной 0.5-1 мм
• Стержневые — в виде цилиндров длиной 1-30 мм
• Пленочные — в виде тонких пленок на подложке
• Чип-термисторы — для поверхностного монтажа

Термисторы изготавливаются из полупроводниковой керамики на основе оксидов металлов (марганца, кобальта, никеля и др.). Это обеспечивает высокую чувствительность к температуре.

Где применяются термисторы

Благодаря своим свойствам термисторы нашли широкое применение в электронике:

• В датчиках температуры различных устройств
• Для температурной компенсации в электронных схемах
• В терморегуляторах и термостатах
• Для защиты от перегрева (позисторы)
• В измерителях потока жидкости и газа
• В пожарных извещателях
• В медицинских электронных приборах

Термисторы позволяют с высокой точностью измерять и контролировать температуру в диапазоне от -100°C до +300°C.

Как подключать термисторы в схемах

Существует несколько основных способов подключения термисторов в электронных схемах:

1. Делитель напряжения

Термистор включается последовательно с обычным резистором. Напряжение в средней точке измеряется АЦП микроконтроллера.

2. Мостовая схема

Термистор включается в одно из плеч измерительного моста. При изменении температуры мост разбалансируется.

3. Генератор тока

Через термистор пропускается стабильный ток. Напряжение на термисторе будет пропорционально его сопротивлению и температуре.

4. RC-цепочка

Термистор включается в RC-цепь. Постоянная времени цепи будет зависеть от температуры.

При подключении термистора важно учитывать его самонагрев проходящим током и правильно выбирать номиналы других элементов схемы.

Преимущества и недостатки термисторов

Основные достоинства термисторов:

• Высокая чувствительность к изменению температуры
• Малые размеры и вес
• Быстродействие
• Простота применения
• Низкая стоимость

Недостатки термисторов:

• Нелинейность характеристики
• Разброс параметров
• Ограниченный диапазон рабочих температур
• Подверженность старению

Несмотря на недостатки, термисторы остаются одним из самых популярных и универсальных датчиков температуры в электронике.

Как выбрать термистор для конкретного применения

При выборе термистора для практического применения нужно учитывать следующие параметры:

• Тип термистора (NTC или PTC)
• Номинальное сопротивление при 25°C
• Температурный коэффициент сопротивления
• Рабочий диапазон температур
• Максимальная рассеиваемая мощность
• Время отклика
• Долговременная стабильность
• Габариты и тип корпуса

Важно также оценить требуемую точность измерения температуры и возможность линеаризации характеристики термистора.

Примеры схем с термисторами

Рассмотрим несколько типовых схем включения термисторов:

Простой датчик температуры

NTC-термистор включен последовательно с резистором. Напряжение с делителя подается на АЦП микроконтроллера.

«`text +5В | R1 | |—-> к АЦП | NTC | GND R1 = 10 кОм NTC — термистор 10 кОм при 25°C Напряжение на АЦП: U = 5 * NTC / (R1 + NTC) Сопротивление термистора: NTC = R1 * U / (5 — U) Температура определяется по таблице или формуле зависимости сопротивления термистора от температуры «`

Терморегулятор на операционном усилителе

Термистор включен в мостовую схему. При отклонении температуры от заданной срабатывает компаратор на ОУ.

Измеритель потока воздуха

Самонагревающийся термистор охлаждается потоком воздуха. По изменению напряжения на нем определяется скорость потока.

Заключение

Термисторы — это простые, но очень эффективные датчики температуры. Они позволяют создавать недорогие и точные устройства для измерения и контроля температуры. Несмотря на развитие цифровых датчиков, термисторы по-прежнему широко применяются в электронике благодаря своей универсальности и низкой стоимости.

Терморезистор на схеме

Достоинства терморезисторов- простота устройства, способность работать в различных климатических условиях при значительных механических нагрузках, относительно невысокая долговременная стабильность характеристик. Основная область применения терморезисторов это температурные датчики в различных устройствах или защитные функции при большом токе через него происходит разогрев и изменение сопротивления. Терморезисторы по своим рабочим параметрам делятся на две категории При нагреве сопротивление уменьшается. При нагреве сопротивление увеличивается. Они применяются в системе размагничивания кинескоп телевизоров.

Поиск данных по Вашему запросу:

Терморезистор на схеме

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• ТЕРМОРЕЗИСТОРЫ
• Температурные датчики. Терморезисторы в схемах на МК
• Использование термисторов для ограничения бросков тока в источниках питания
• Терморезисторы
• Термистор – характеристика и принцип действия
• Терморезистор
• Температурные датчики. Терморезисторы в схемах на МК. Обозначение термистор на схеме
• Термистор – характеристика и принцип действия. Терморезистор на схеме
• Позистор и термистор, в чем отличие?
• PTC термистор термочувствительное защитное устройство — термистор

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ТАЙНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОБЫЧНОГО ТЕРМОРЕЗИСТОРА

ТЕРМОРЕЗИСТОРЫ

Основы электроники. Терморезистором называется полупроводниковый компонент с температурозависимым электрическим сопротивлением. Изобретенный в далеком году ученым Самюэлем Рубеном, по сей день данный компонент находит самое широкое применение в технике. Изготавливают терморезисторы из различных материалов, температурный коэффициент сопротивления ТКС которых достаточно высок, — значительно превосходит металлические сплавы и чистые металлы, то есть именно из особых, специфичных полупроводников.

Непосредственно основной резистивный элемент получают посредством порошковой металлургии, обрабатывая халькогениды, галогениды и оксиды определенных металлов, придавая им различные формы, например форму дисков или стержней различных размеров, больших шайб, средних трубок, тонких пластинок, маленьких бусинок, размерами от единиц микрон до десятков миллиметров. По характеру корреляции сопротивления элемента и его температуры, разделяют терморезисторы на две большие группы — на позисторы и термисторы.

Термистор — температурно-зависимый резистор, изготавливается из полупроводникового материала, имеющего отрицательный температурный коэффициент и высокую чувствительность, позистор — температурно-зависимый резистор, имеющий положительный коэффициент. Так, с возрастанием температуры корпуса позистора растет и его сопротивление, а с ростом температуры термистора — его сопротивление соответственно уменьшается.

Материалами для терморезисторов сегодня служат: смеси поликристаллических оксидов переходных металлов, таких как кобальт, марганец, медь и никель, соединений AIIIBV-типа, а также легированных, стеклообразных полупроводников, таких как кремний и германий, и некоторых других веществ.

Примечательны позисторы из твердых растворов на базе титаната бария. Терморезисторы в целом можно классифицировать на:. Низкотемпературного класса рабочая температура ниже К ;. Среднетемпературного класса рабочая температура от К до К ;. Высокотемпературного класса рабочая температура от К и выше ;. Отдельный класс высокотемпературных рабочая температура от К до К.

Все эти элементы, как термисторы, так и позисторы, могут работать при разнообразных климатических внешних условиях и при существенных физических внешних и токовых нагрузках. Однако в жестких термоцикличных режимах, со временем меняются их исходные термоэлектрические характеристики, как то номинальное сопротивление при комнатной температуре и температурный коэффициент сопротивления. Встречаются и комбинированные компоненты, например терморезисторы с косвенным нагревом.

В корпусах таких приборов размещены сам и терморезистор и гальванически изолированный нагревательный элемент, задающий исходную температуру терморезистора, и, соответствующим образом, его начальное электрическое сопротивление. Данные приборы применяются в качестве переменных резисторов, управляемых напряжением, приложенным к нагревательному элементу терморезистора.

В зависимости от того, как выбрана рабочая точка на ВАХ конкретного компонента, определяется и режим работы терморезистора в схеме. А сама ВАХ связана с конструктивными особенностями и с приложенной к корпусу компонента температурой. Для контроля за вариациями температур и с целью компенсации динамически меняющихся параметров, таких как протекающий ток и приложенное напряжение в электрических цепях, изменяющихся вслед за изменениями температурных условий, применяют терморезисторы с выставлением рабочей точки на линейном участке ВАХ.

Но рабочая точка выставляется традиционно на спадающем участке ВАХ NTC-термисторы , если термистор применяется, например, в качестве пускового устройства, реле времени, в системе отслеживания и измерения интенсивности СВЧ-излучения, в системах пожарной сигнализации, термического контроля , в установках управления расходом сыпучих веществ и жидкостей.

Они работают в широком диапазоне сопротивлений от единиц Ом до единиц мегаом. Их сопротивление изменяется практически линейно. Подобные позисторы широко применяются в системах температурной стабилизации и в системах активного охлаждения силовых полупроводниковых ключей в разнообразных современных электронных приборах, особенно — в мощных. Эти компоненты легко вписываются в схемы и не занимают много места на платах.

Типичный позистор имеет форму керамического диска, иногда в одном корпусе устанавливаются последовательно несколько элементов, но чаще — в одиночном исполнении в защитном покрытии из эмали. Позисторы часто применяют в качестве предохранителей для защиты электрических схем от перегрузок по напряжению и току, а также в качестве термодатчиков и автостабилизирующих элементов, в силу их неприхотливости и физической устойчивости.

Термисторы широко применяются в многочисленных областях электроники, особенно там, где важен точный контроль за температурным процессом. Это актуально для аппаратуры передачи данных, компьютерной техники, высокопроизводительных ЦПУ и промышленного оборудования высокой точности.

Один из простейших и весьма популярных примеров применения термистора — эффективное ограничение пускового тока. В момент подачи напряжения к блоку питания от сети, происходит чрезвычайно резкий заряд конденсатора значительной емкости, и в первичной цепи протекает большой зарядный ток, способный сжечь диодный мост. Этот ток здесь и ограничивается термистором, то есть данный компонент схемы изменяет свое сопротивление в зависимости от проходящего по нему тока, поскольку в соответствии с законом Ома происходит его нагрев.

Термистор после этого восстанавливает свое исходное сопротивление, через несколько минут, как только остынет до комнатной температуры. Искать в Школе для электрика:.

Температурные датчики. Терморезисторы в схемах на МК

Информация содержит все, необходимые для подбора компонентов и проведения инженерных расчетов, параметры, а также цоколевку корпусов, типовые схемы включения и рекомендации по использованию радиоэлементов. Для начала определимся с таким типом радиодеталей, как термисторы или, как их еще называют — терморезисторы. Они представляют собой полупроводниковый элемент, у которого меняется сопротивление в зависимости от температуры. Практически все импульсные блоки питания и выпрямители с конденсаторными фильтрами имеют один существенный недостаток. При включении питания конденсатор фильтра находится в разряженном состоянии и на его зарядку требуется время. Как раз в течение этого промежутка времени происходит бросок тока, который может превышать рабочие параметры в несколько раз в некоторых случаях даже в десятки раз. А значит, он губителен для многих элементов цепи как внутри блока питания, так и для подключаемых схем.

Термистор относится к термочувствительным защитным устройства встраиваемой тепловой защите электродвигателя. Располагаются в специально.

Использование термисторов для ограничения бросков тока в источниках питания

В электронике практически постоянно происходит целый каскад различных измерений. Одним из параметров, подвергающихся постоянному контролю, является температура. С ее измерением превосходно справляются такие электронные компоненты, как терморезисторы — электронные компоненты, выполненные из полупроводников, в которых сопротивление изменяет свою величину с изменением температуры. В данной статье я расскажу, как обозначаются, как выглядят и какими еще особенностями обладают терморезисторы. Итак, если взглянуть на схемы, то вы сможете увидеть следующие обозначения:. Именно по этой букве вы безошибочно поймете, что перед вами терморезистор. Самой главной характеристикой любого терморезистора является — ТКС температурный коэффициент сопротивления. Он информирует вас, на сколько меняется сопротивление резистора, если температура изменилась на 1 градус.

Терморезисторы

Люди, далекие от радиоэлектроники, смутно представляют назначение и принцип действия терморезистора. Какие функции выполняет этот элемент? Для его он предусмотрен? Как маркируется?

Преобразователи, датчики, сенсоры.

Термистор – характеристика и принцип действия

В электронике всегда приходится что-то измерять или оценивать. Например, температуру. С этой задачей успешно справляются терморезисторы — электронные компоненты на основе полупроводников, сопротивление которых изменяется в зависимости от температуры. Здесь я не буду расписывать теорию физических процессов, которые происходят в терморезисторах, а перейду ближе к практике — познакомлю читателя с обозначением терморезистора на схеме, его внешним видом, некоторыми разновидностями и их особенностями. В зависимости от сферы применения и типа терморезистора обозначение его на схеме может быть с небольшими отличиями. Основная характеристика терморезистора — это его ТКС.

Терморезистор

Терморезистор — это полупроводниковый прибор, сопротивление которого зависит от его температуры. В зависимости от типа элемента сопротивление может повышаться или падать при нагреве. Различают два вида терморезисторов:. Температурный коэффициент электрического сопротивления — это зависимость сопротивления от температуры. Описывает, на сколько Ом или процентов от номинальной величины изменяется сопротивление элемента при повышении его температуры на 1 градус Цельсия.

Отображение терморезистора на схеме может различаться. Изделие легко найти по обозначениям t и.

Температурные датчики. Терморезисторы в схемах на МК. Обозначение термистор на схеме

Терморезистор на схеме

Преобразователи, датчики, сенсоры. Полупроводниковые термосопротивления. Принцип действия и характеристики.

Термистор – характеристика и принцип действия. Терморезистор на схеме

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Входная цепь импульсного БП. Варистор

Изучение свойств терморезистора — лабораторный практикум и теоретические вопросы. Это сокращённый вариант статьи, полная версия тут. Приборы и принадлежности для выполнения работы: Латунный сосуд с водой, термометр, плитка, термосопротивление, миллиамперметр, вольтметр, источник питания. Терморезистором называется полупроводниковый резистор, сопротивление которого в сильной степени зависит от температуры.

Полупроводниковые резисторы, сопротивление которых зависит от температуры называются терморезисторы.

Позистор и термистор, в чем отличие?

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Полупроводниковые резисторы, сопротивление которых зависит от температуры называются терморезисторы. Они имеют свойство значительного температурного коэффициента сопротивления, величина которого больше, чем у металлов во много раз. Они широко применяются в электротехнике. В полупроводниках есть свободные носители заряда двух видов: электроны и дырки. При неизменной температуре эти носители произвольно образуются и исчезают. Среднее количество свободных носителей находится в динамическом равновесии, то есть неизменно.

PTC термистор термочувствительное защитное устройство — термистор

Термистор терморезистор — твердотельный электронный элемент, внешне напоминающий постоянный резистор, но обладающий выраженной температурной характеристикой. Этот вид электронных приборов, как правило, используются для изменения аналогового выходного напряжения с учётом изменения окружающей температуры. Другими словами — электрические свойства термистора и принцип действия напрямую связаны с физическим явлением — температурой. Термистор — термочувствительный полупроводниковый элемент, изготовленный на основе полупроводниковых оксидов металлов.

8. Примеры схем с терморезисторами

Самое широкое распространение терморезисторов в схемах получили схемы температурных датчиков. 

Терморезисторы изготавливаются из специальных полупроводниковых сплавов или чистых металлов, у которых сопротивление значительно изменяется от температуры. Терморезисторы также называют термосопротивлениями или сокращённо термисторами (термистор).

Основным параметром термисторов считается температурный коэффициент сопротивления (ТКС). Чем он больше, тем легче регистрировать отклонение температуры. Чем он стабильнее во времени, тем достовернее будут показания.

Главные достоинства термисторов перед другими датчиками температуры — это низкая стоимость и высокая чувствительность, позволяющая регистрировать быстрые колебания температуры. Недостатки: относительно узкий диапазон рабочих температур, «хрупкость» конструкции и нелинейность характеристики. Если температуру измеряет МК, то нелинейность легко учитывается программным путём.

На рисунках приведены схемы подключения NTC-термисторов к МК.

 Рис. 1. Схемы подключения NTC-термисторов к МК {начало)’.

а)  базовая схема измерения температуры через АЦП МК. Зависимость сопротивления термистора от температуры в общем случае носит нелинейный характер, поэтому используется табличный метод с заранее подобранными коэффициентами. Таблица преобразования напряжения АЦП в температуру предварительно заносится в ПЗУ МК;

б)  если термистор R подключается к цепи питания, а не к общему проводу, то изменяется наклон зависимости напряжения АЦП от температуры в противоположную сторону;

в)  измерение температуры проводится только при ВЫСОКОМ уровне на выходе МК, что экономит ток через делитель, в ждущем режиме. Резистор должен быть точным;

г)  усилитель постоянного тока на транзисторе VT1 повышает чувствительность, но сужает температурный диапазон. Ток базы VT1 может выйти за норму при низком сопротивлении RL Шкалу резистора (характеристика поворота «В») размечают в градусах температуры. МК следит за уровнем на входе и в момент «перескока» включает внешний индикатор;

д)  МК измеряет разность напряжений на двух делителях: R1, R2w R3, R4. Используются два канала АЦП в дифференциальном режиме. Термисторы R1 и физически устанавливают в разных местах с разной температурой окружающей среды;

  Рис. 2 Схемы подключения NTC-термисторов к МК {продолжение)’.

е)  сначала конденсатор С1 разряжается через резистор R1 НИЗКИМ уровнем с выхода «О/Z» МК. Затем линии «О/Z» и «1/Z» настраиваются в режим входа, а линия «Z/1» в режим выхода с ВЫСОКИМ уровнем. МК измеряет по таймеру время заряда конденсатора С через резистор R2JX0 определённого порога (входом служит линия «О/Z»). Конденсатор вновь разряжается через линию МК, после чего аналогичным образом измеряется время заряда конденсатора через термистор R3. Разность двух отсчётов времени пропорциональна разности температур нагрева резисторов R2w R3, которые должны находиться физически в разных местах. Резистор можно заменить перемычкой при малой ёмкости конденсатора С;

ж)  метод уравновешивания зарядов. В МК на входе может использоваться АЦП или обычная линия порта с фиксированным порогом срабатывания. Если напряжение на конденсаторе С больше порогового, то на линии «Z/О» устанавливается НИЗКИЙ уровень и происходит разряд ёмкости через резистор R2. Если напряжение меньше порогового, то линия «Z/О» переводится в режим входа без «pull-up» резистора. Конденсатор С заряжается через термистор RI. Среднее число циклов «заряд-разряд» за единицу времени пропорционально температуре. Достоинство метода — компенсация наводок с частотой питающей сети и её гармоник;

з) двухдиапазонное измерение температуры через АЦП МК. При низких температурах используется делитель RI, R3, при высоких — R2, R3. Число диапазонов можно увеличить, задействуя другие выходные линии портов МК. Достоинство — компенсация естественной нелинейности термистора R3, повышенная точность измерений;

и)  терморезистор автоматически включается в разрыв между резистором R2 и общим проводом при соединении с розеткой XSI. Резистором R3 выставляется рабочее напряжение на входе МК, близкое к половине питания. Кроме того, этим резистором можно сымитировать процесс быстрого изменения температуры при тестовых проверках;

к) ОУ DAI включается по схеме повторителя напряжения. NTC-термистор R2 (фирма BC components, номер по каталогу 2322-633-83033) изменяет своё сопротивление от 941 кОм до 191 Ом при температуре от-40 до+200°С.

 Рис. 3 . Схемы подключения NTC-термисторов к МК (продолжение)

л) точное измерение температуры через 22-битный АЦП DA1. Платиновый термистор R2 W2102 (фирма Omega Engineering) обеспечивает высокую стабильность и линейность;

м) оригинальное включение двух половинок микросхемы DAI. Резистором RI устанавливают температурный порог срабатывания, вплоть до полного отключения термистора

н) измерение температуры при помощи термистора Я2и аналогового компаратора МК; о) аналогично Рис. 3 н, но с подключением термистора RI к цепи питания (а не к общему проводу) и с возможностью калибровки температуры подстроечным резистором R2

п) повышение точности измерения температуры с помощью интегрального стабилизатора напряжения DA. Внутренний АЦП М К переводится в режим измерения от внешнего ИОН. Резистор характеризирует температурную характеристику термистора R3 в узком диапазоне; р) аналогично Рис.3п, но со стабилитроном VD1 и без линеаризации характеристики;

Рис.4. Схемы подключения NTC-термисторов к МК {окончание)-.

с) резистором R4 производится балансировка моста, содержащего термистор R2. Резисторы, R3, рекомендуется применить высокоточные, например, ± 1 %.

волочный ТСМ-ЮОМ (медный, -50…+200°С), ТСМ-ЮОП (платиновый, -200…+750°С) или самодельный, состоящий из 11 м медного провода ПЭВ-0.05. При подборе замены следует знать стандартный ряд номиналов проволочных измерительных термисторов: 100; 500; 1000 Ом;

т) термистор R1 входит в состав делителя, напряжение на котором измеряется через АЦП МК. Конденсатор С снижает помехи при значительном удалении от МК и при большом уровне наводок. Термистор R1 самодельный проволочный с ТКС примерно 10 Ом/°С. Он содержит 1300 витков медного провода ПЭЛ-0. 05, намотанных на каркасе диаметром 7 мм. Достоинство проволочного датчика — стабильный и предсказуемый ТКС, широкий диапазон измеряемых температур -100…+500°С. Если требуется расширить диапазон до -200…+850°С, то следует применить промышленный платиновый термистор.

Что такое термистор? — Информация о термисторе

• Перекрестная ссылка конкурента

  Нужен аналог Littelfuse детали конкурента? Введите номер детали конкурента здесь.

• Образец заказа

  Найдите номер детали, по которой вы хотите получить образцы. Или посетите страницу центра образцов.

• Проверить запас дистрибьютора

  Проверьте уровень складских запасов дистрибьютора, введя полные или частичные номера деталей

• Главная
• > Технические ресурсы
• > Технические центры
• > Датчики температуры
• > Информация о термисторах
• > Что такое термистор?

• Печать

Информация о термисторе

• Термистор Терминология

Термисторы представляют собой термочувствительные резисторы, основная функция которых заключается в обеспечении значительного, предсказуемого и точного изменения электрического сопротивления при соответствующем изменении температуры тела. Термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) демонстрируют снижение электрического сопротивления при повышении температуры тела, а термисторы с положительным температурным коэффициентом (PTC) демонстрируют увеличение электрического сопротивления при повышении температуры тела. U.S. Sensor Corp.®, приобретенная Littelfuse в 2017 году, производит термисторы, способные работать в диапазоне температур от -100° до +600° по Фаренгейту. Из-за их очень предсказуемых характеристик и превосходной долговременной стабильности термисторы обычно считаются наиболее предпочтительным датчиком для многих приложений, включая измерение и контроль температуры.

С тех пор как Майкл Фарадей в 1833 году впервые обнаружил отрицательный температурный коэффициент сульфида серебра, технология термисторов постоянно совершенствовалась. Наиболее важной характеристикой термистора, без сомнения, является его чрезвычайно высокий температурный коэффициент сопротивления. Современная технология термисторов позволяет производить устройства с чрезвычайно точными характеристиками сопротивления в зависимости от температуры, что делает их наиболее выгодными датчиками для самых разных применений.

Изменение электрического сопротивления термистора из-за соответствующего изменения температуры очевидно независимо от того, изменяется ли температура тела термистора в результате проводимости или излучения окружающей среды или из-за «самонагревания», вызванного рассеянием энергии внутри устройства.

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

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

Термисторы — Преобразователи — Основы электроники

Преобразователи

Все резисторы в той или иной степени чувствительны к температуре. Общепринятый Резисторы рассчитаны на наименьший практически возможный температурный коэффициент сопротивление, чтобы их значения сопротивления могли оставаться постоянными в течение разумный температурный диапазон. термистор , однако, является тип резистора, разработанный специально для тщательно контролируемого чувствительность к температуре. Этот специальный термочувствительный резистор полезен для измерения температуры в теплоизмерительных и теплоизмерительных приборах, компенсация и защита цепей и компонентов, а также другие приложения в электронном приборостроении и управлении.

Температурный коэффициент термисторов может быть как положительным, так и отрицательным. NTC (отрицательный температурный коэффициент) термисторы имеют отрицательный температурные коэффициенты; то есть при повышении температуры сопротивление термисторы уменьшаются, а при понижении температуры их сопротивление увеличивается.
PTC (положительный температурный коэффициент) термисторы имеют положительный температурные коэффициенты. Положительный температурный коэффициент означает повышение в значении сопротивления с повышением температуры.

Термисторы поставляются различных размеров и форм, включая шарики, стержни, диски и пластины. Простой термистор представляет собой двухконтактное устройство. В своей основной форме он состоит из двух выводов, встроенных на противоположных сторонах небольшого формованного виде соответствующим образом обработанной смеси оксидов металлов. На рисунке ниже показана эта простейшая конструкция термистора.

Типовой термистор.

На рисунке ниже показано изменение сопротивления в зависимости от температура в одном типе термистора NTC. Когда термистор предназначен для реагировать на внешнюю температуру (как в электронном термометре или пирометр), он должен работать при низком токе и напряжении, чтобы свести к минимуму самонагрев.

Температурная характеристика термистора.

При любой температуре T приблизительное сопротивление термистора

где R ₀ — его сопротивление при эталонной температуре. T ₀ (иногда называемая «холодной температурой»), e = 2,7183, и показатель степени k = B (1/ T – 1/ T ₀ ). B – константа, определяемая составом и обработкой полупроводниковый материал. Температуры и B равны выражается в кельвинах. Высокотемпературный коэффициент и нелинейный сопротивление термистора делает это устройство очень чувствительным детектор температуры.

Важны вольтамперные характеристики термистора. Если напряжение, приложенное к термистору, мало, ток будет мал и нет Самонагрев не произойдет. Когда ток в термисторе большой достаточно, чтобы вызвать самонагрев и поднять температуру термистора значительно выше температуры окружающей среды сопротивление и ток термистор изменится.

На саморазогрев расходуется определенное количество энергии, которое должно быть рассеивается термистором. В некоторых приложениях, где термистор не используется для измерения температуры, работает при относительно высоком рассеянии Уровни могут быть достигнуты за счет воздушного охлаждения или погружения термистора в масло.

На следующих рисунках показаны типичные области применения термисторов.

Измерение температуры

Термистор является чувствительным тепловым извещателем и может элемент в электрическом термометре или пирометре. Маленький шариковый термистор может быть легко установлен в носовой части датчика температуры. Бусина и диск термисторы, как и термопары, могут быть прикреплены непосредственно к поверхностям для мониторинг температур.

На рисунке ниже показаны три схемы измерения температуры. В вид А термистор включен последовательно с постоянным напряжением постоянного тока источник V , калибровочный реостат R и миллиамперметр постоянного тока. Сопротивление термистора и, следовательно, показания счетчика зависят от температура.

Цепи измерения температуры.

На виде B рисунка выше омметр используется для измерения сопротивления термистора напрямую. Цепь омметра должна проходить наименьшую допустимый ток через термистор, чтобы свести к минимуму самонагрев.

В виде С на рисунке выше схема моста сопротивления была заменил омметр, чтобы проверить сопротивление термистора больше точно. В нулевом состоянии сопротивление термистора R _T = ( R ₁ R ₃ )/ R ₂ . Для прямого считывания шкала R ₂ может быть откалибрована в градусах.

Управление нагревателем

Термистор может быть помещен в печь или термокамеру, чтобы служить в качестве датчик температуры для автоматического управления нагревателями.

На рисунке ниже показана схема управления. Ток термистора NTC регулируется, с помощью реостата управления чувствительностью R , чтобы реле было на несколько десятых градуса выше требуемой рабочей температуры печь. Это размыкает контакты реле и отключает нагреватели. Как температура падает, сопротивление термистора увеличивается, уменьшая ток и сброс реле. Это замыкает контакты и снова подключает обогреватели к линии электропередач.

Управление отопителем.

Радиочастотный ваттметр

Термистор можно использовать для измерения ВЧ (радиочастотной) мощности. Его очень низкое реактивное сопротивление позволяет использовать его на сверхвысоких частотах и ​​микроволнах.

На рисунке ниже показана мостовая схема для измерения мощности. Мост изначально балансируется без ВЧ входа, регулировкой R ₃ . Затем радиочастотная энергия подается на термистор NTC через разделительный конденсатор C . Эта энергия нагревает термистор, снижая его сопротивление и разбалансируя мост. Реостат R ₃ затем настраивается для восстановления нуля. В этот момент горячее сопротивление термистора R _Т = ( р ₁ р ₃ )/ р ₂ .