Termistor jest urządzeniem do pomiaru temperatury, które składa się z materiału półprzewodnikowego, który przy niewielkiej zmianie temperatury znacznie zmienia jego oporność. Z reguły termistory mają ujemne współczynniki temperaturowe, to znaczy ich rezystancja spada wraz ze wzrostem temperatury.

Ogólna charakterystyka termistora

Słowo "termistor" oznacza redukcję w stosunku do całego terminu: rezystor wrażliwy termicznie. To urządzenie jest dokładnym i łatwym w użyciu czujnikiem do wszelkich zmian temperatury. Zasadniczo istnieją dwa typy termistorów: o ujemnym współczynniku temperaturowym i dodatnim. Często pierwszy typ służy do pomiaru temperatury.


Oznaczenie termistora w obwodzie elektrycznym pokazano na zdjęciu. Materiałem termistorów są tlenki metali posiadające właściwości półprzewodnikowe. Przy wytwarzaniu tych urządzeń zapewnić następującą formę:

w kształcie dysku;

pręt;

jest kulisty jak perła.

Podstawą pracy termistora jest zasada silnej zmiany rezystancji z niewielką zmianą temperatury. Jednocześnie przy tej wartości prądu w obwodzie i stałej temperaturze utrzymuje się stałe napięcie. Aby korzystać z urządzenia, jest on podłączony do obwodu elektrycznego, na przykład do mostu Whitestone i mierzyć prąd i napięcie na urządzeniu. Zgodnie z prostym prawem Ohma, R = U /I określa opór. Następnie spójrz na krzywą zależności rezystancji od temperatury, w którejmożna dokładnie określić, w jakiej temperaturze odpowiada uzyskana oporność. Gdy temperatura zmienia się, wartość rezystancji zmienia się dramatycznie, co umożliwia określenie temperatury z wysoką dokładnością.

Materiał termistorów

Materiałem ogromnej większości termistorów jest ceramika półprzewodnikowa. Proces jego wytwarzania polega na spiekaniu proszków azotków i tlenków metali w wysokich temperaturach. Wynikiem jest materiał, którego kompozycja tlenkowa ma ogólny wzór (AB) 3O4 lub (ABC) 3O4, gdzie A, B, C są metalicznymi pierwiastkami chemicznymi. Często stosuje się mangan i nikiel. Jeśli założymy, że termistor będzie działał w temperaturach poniżej 250 ° C, wówczas ceramika zawiera magnez, kobalt i nikiel. Ceramika tej kompozycji wykazuje stabilność właściwości fizycznych w określonym zakresie temperatur. Ważną cechą termistorów jest ich właściwa przewodność (odwrotna wartość rezystancji). Konduktywność reguluje się przez dodanie niskich stężeń litu i sodu do ceramiki półprzewodnikowej.

Proces wytwarzania urządzeń

Termistory sferyczne są wytwarzane przez zastosowanie ich do dwóch drutów platyny w wysokiej temperaturze (1100 ° C). Następnie drut jest cięty, aby uzyskać niezbędną formę kontaktu termistora. Do uszczelnienia na kulistym urządzeniu stosuje się szklaną pokrywę. W przypadku termistorów dyskowych proces tworzenia styków polega na umieszczeniu na nich metalicznego stopu platyny, palladu i srebra, a następnie lutowania na powłocetermistor

W przeciwieństwie do detektorów platynowych

Oprócz termistorów półprzewodnikowych istnieje inny rodzaj detektora temperatury, którego materiałem roboczym jest platyna. Czujki te zmieniają swoją odporność, gdy temperatura zmienia się zgodnie z prawem. W przypadku termistorów ta zależność wielkości fizycznych ma zupełnie inny charakter.
Zalety termistorów w porównaniu z analogami platyny są następujące:

Większa czułość rezystancji, gdy temperatura zmienia się w całym zakresie roboczym wielkości.

Wysoki poziom stabilności instrumentu i powtarzalność otrzymanych wskazań.

Mały rozmiar, który pozwala szybko reagować na zmiany temperatury.

Rezystory termistorów

Ta ilość fizyczna zmniejsza swoją wartość wraz ze wzrostem temperatury, podczas gdy ważne jest, aby wziąć pod uwagę zakres temperatury roboczej. Dla zakresów temperatur od -55 ° C do +70 ° C stosowane są termistory o rezystancji 2200-10 000 omów. W przypadku wyższych temperatur stosowane są urządzenia o rezystancji większej niż 10 kOm. W przeciwieństwie do detektorów platynowych i termoogniw, termistory nie mają określonych standardów dla krzywych rezystancji w zależności od temperatury i istnieje szeroki wybór opcji dla tych krzywych. Wynika to z faktu, że każdy materiał termistora, jako czujnik temperatury, ma swoją własną krzywą oporową.

Stabilność i dokładność

Urządzenia te są stabilne chemicznie i nie pogarszają swojej wydajności w czasie. Czujniki termistorowe są jednym z najdokładniejszych przyrządów do pomiaru temperatury. Dokładność ich pomiaru we wszystkichzakres roboczy wynosi od 01 do 02 ° C Należy pamiętać, że większość urządzeń pracuje w zakresie temperatur od 0 ° C do 100 ° C.

Podstawowe parametry termistorów

Dla każdego rodzaju termistora istotne są następujące parametry fizyczne (podany jest opis nazw w języku angielskim):

R 25 - rezystancja urządzenia w Oms w temperaturze pokojowej (25 ° C). Sprawdź tę funkcję termistora po prostu za pomocą multimetru.

Tolerancja R 25 jest wartością tolerancji odchylenia rezystancji na urządzeniu od jego wartości zadanej w 25 ° C. Zazwyczaj ta wartość nie przekracza 20% R 25.

Max. Stały prąd stanu - maksymalna moc prądu w amperach, która może przepływać przez urządzenie przez długi czas. Nadmiar tej wartości zagraża gwałtownemu spadkowi rezystancji, aw konsekwencji awarii termistora.

Ok. R of Max Current - Ta wartość pokazuje wartość rezystancji w Omah, która pobiera urządzenie podczas przechodzenia przez prąd o maksymalnej wartości. Wartość ta powinna być o 1-2 rzędy wielkości mniejsza od rezystancji termistora w temperaturze pokojowej.

Dissip. Coef - współczynnik, który pokazuje wrażliwość temperaturową urządzenia na jego moc. Współczynnik ten pokazuje ilość mocy w mW, która musi zostać zaabsorbowana przez termistor, aby zwiększyć jej temperaturę o 1 ° C. Wartość ta jest ważna, ponieważ pokazuje, ile energii trzeba wydać, aby ogrzać urządzenie do temperatury pracy.

Termiczna stała czasowa. Jeśli termistor jest używany jako ogranicznikWażne jest, aby wiedzieć, ile czasu upłynie po wyłączeniu zasilania, aby przygotować się do nowego włączenia. Ponieważ temperatura termistora po wyłączeniu podlega wykładniczo, wprowadzamy pojęcie „termiczna stała czasowa” - czas, w którym temperatura w urządzeniu jest zmniejszona do 632% różnicy wartości pomiędzy temperaturą pracy urządzenia i w temperaturze otoczenia.

Maks. Załaduj pojemność IFF - wartość pojemności mykrofaradah które mogą być odprowadzane za pomocą tego urządzenia bez uszkodzeń. Ta wartość jest określona dla danego napięcia, na przykład 220 V.

W celu sprawdzenia termistor wydajności?

W przypadku szorstkiej kontroli na jego serwisowania termistor może wykorzystać normalne multimetr i lutownicę.

Przede wszystkim należy uwzględnić w trybie pomiaru rezystancji multimetr i połączyć z przyłączami wtykowymi wyjściowego termistor miernika. W tym przypadku polaryzacja nie ma znaczenia. Multimetr będzie wykazywał pewien opór w Omaha, powinien zostać nagrany. Następnie należy włączyć lutownicę w sieć i doprowadzić ją do jednego z wyjść termistora. Należy uważać, aby nie spalić urządzenia. Podczas tego procesu należy obserwować wskazania miernika, należy pokazać stopniowo zmniejszającą opór, który szybko ustaloną przy pewnej wartości minimalnej. Wartość minimalna zależy od rodzaju i żelaza temperatury termistora lutowania zwykle jest kilka razy mniejsza niż na początku zmierzonych wartości. W tym przypadku, można mieć pewność, serwisowania termistora.
Jeżeli rezystancjana multimetrze nie zmieniło się, lub odwrotnie, gwałtownie spadło, a następnie urządzenie nie nadaje się do jego użycia. Zauważ, że ten czek jest niegrzeczny. W celu dokładnego przetestowania urządzenia należy zmierzyć dwa wskaźniki: jego temperaturę i odpowiedni opór, a następnie porównać te ilości z wartościami zadeklarowanymi przez producenta.

Aplikacje

We wszystkich dziedzinach elektroniki, w których ważne jest przestrzeganie reżimów temperaturowych, używany termistor. Obszary te obejmują komputery, precyzyjne urządzenia do instalacji przemysłowych i urządzenia do transmisji różnych danych. Termostat drukarki 3D jest używany jako czujnik sterujący temperaturą stołu grzewczego lub głowicy drukującej. Jednym z powszechnie używanych termistorów jest ograniczenie prądu wewnętrznego, na przykład po włączeniu komputera. Faktem jest, że gdy zasilanie jest włączone, kondensator rozruchowy, który ma dużą pojemność, rozładowuje się, tworząc ogromną moc prądu w obwodzie. Prąd ten jest w stanie spalić cały układ, więc obwód zawiera termistor. To urządzenie miało temperaturę pokojową i ogromny opór w momencie przełączenia. Opór ten skutecznie zmniejsza skok natężenia prądu podczas rozruchu. Następnie urządzenie jest ogrzewane przez przepływający przez niego prąd i przydział ciepła, a jego opór gwałtownie maleje. Kalibracja termistora jest taka, że ​​temperatura robocza chipa komputerowego prowadzi do praktycznego unieruchomienia rezystancji termistora i nie ma na nim spadku napięcia. Po wyłączeniu komputeratermistor ostygnie szybko i przywraca jego oporność. Zatem użycie termistorów w celu ograniczenia prądu rozruchowego jest opłacalne i łatwe.

Przykłady termistor

Obecnie sprzedaży szerokiego asortymentu wyrobów przedstawiają cechy i obszary stosowania niektórych z nich

termistor B57045-k mocowania klucz posiada nominalną oporność 1 om, z tolerancją do 10%. Używany jako czujnik do pomiaru temperatury elektroniki domowej i samochodowej.

urządzeń dyskowych B57153-S, o maksymalnej dopuszczalnej prądu 18 A przy 15 odporności omów w temperaturze pokojowej. Używany jako ogranicznik prądu rozruchowego.