Термистор это: конструкция, виды, технические параметры, обозначение на схемах – Терморезистор (термистор)- что такое и где применяется, параметры и конструкция

Содержание

это… Определение, принцип работы и обозначения

Термистор — это прибор, предназначенный для измерения температуры, и состоящий из полупроводникового материала, который при небольшом изменении температуры сильно изменяет свое сопротивление. Как правило, термисторы имеют отрицательные температурные коэффициенты, то есть их сопротивление падает с увеличением температуры.

Общая характеристика термистора

Слово «термистор» — это сокращение от его полного термина: термически чувствительный резистор. Этот прибор является точным и удобным в использовании сенсором любых температурных изменений. В общем случае существует два типа термисторов: с отрицательным температурным коэффициентом и с положительным. Чаще всего для измерения температуры используют именно первый тип.

Обозначение термистора в электрической цепи приведено на фото.

Материалом термисторов являются оксиды металлов, обладающие полупроводниковыми свойствами. При производстве этим приборам придают следующую форму:

дискообразную;
стержневую;
сферическую подобно жемчужине.

В основу работы термистора принцип сильного изменения сопротивления при небольшом изменении температуры положен. При этом при данной силе тока в цепи и постоянной температуре сохраняется постоянное напряжение.

Чтобы воспользоваться прибором, его подсоединяют в электрическую цепь, например, к мосту Уитстона, и измеряют силу тока и напряжение на приборе. По простому закону Ома R=U/I определяют сопротивление. Далее смотрят на кривую зависимости сопротивления от температуры, по которой точно можно сказать, какой температуре соответствует полученное сопротивление. При изменении температуры величина сопротивления резко изменяется, что обуславливает возможность определения температуры с высокой точностью.

Материал термисторов

Материал подавляющего большинства термисторов — это полупроводниковая керамика. Процесс ее изготовления заключается в спекании порошков нитридов и оксидов металлов при высоких температурах. В итоге получается материал, состав оксидов которого имеет общую формулу (AB)₃O₄ или (ABC)₃O₄, где A, B, C — металлические химические элементы. Чаще всего используют марганец и никель.

Если предполагается, что термистор будет работать при температурах меньших, чем 250 °С, тогда в состав керамики включают магний, кобальт и никель. Керамика такого состава показывает стабильность физических свойств в указанном температурном диапазоне.

Важной характеристикой термисторов является их удельная проводимость (обратная сопротивлению величина). Проводимость регулируется добавлением в состав полупроводниковой керамики небольших концентраций лития и натрия.

Процесс изготовления приборов

Сферические термисторы изготавливаются путем нанесения их на две проволоки из платины при высокой температуре (1100 °С). После этого проволока режется для придания необходимой формы контактам термистора. Для герметизации на сферический прибор наносится стеклянное покрытие.

В случае же дисковых термисторов, процесс изготовления контактов заключается в нанесении на них металлического сплава из платины, палладия и серебра, и его последующая припайка к покрытию термистора.

Отличие от платиновых детекторов

Помимо полупроводниковых термисторов, существует другой тип детекторов температуры, рабочим материалом которых является платина. Эти детекторы изменяют свое сопротивление при изменении температуры по линейному закону. Для термисторов же эта зависимость физических величин носит совершенно иной характер.

Преимуществами термисторов в сравнении с платиновыми аналогами являются следующие:

Более высокая чувствительность сопротивления при изменении температуры во всем рабочем диапазоне величин.
Высокий уровень стабильности прибора и повторяемости полученных показаний.
Маленький размер, который позволяет быстро реагировать на температурные изменения.

Сопротивление термисторов

Эта физическая величина уменьшает свое значение при увеличении температуры, при этом важно учитывать рабочий температурный диапазон. Для температурных пределов от -55 °C до +70 °C применяют термисторы с сопротивлением 2200 — 10000 Ом. Для более высоких температур используют приборы с сопротивлением, превышающим 10 кОм.

В отличие от платиновых детекторов и термопар, термисторы не имеют определенных стандартов кривых сопротивления в зависимости от температуры, и существует широкое разнообразие выбора этих кривых. Это связано с тем, что каждый материал термистора, как датчика температуры, обладает собственным ходом кривой сопротивления.

Стабильность и точность

Эти приборы являются химически стабильными и не ухудшают свои рабочие характеристики со временем. Термисторы-датчики являются одними из самых точных приборов по измерению температуры. Точность их измерений во всем рабочем диапазоне составляет 0,1 — 0,2 °C. Следует иметь в виду, что большинство приборов работает в температурном диапазоне от 0 °C до 100 °C.

Основные параметры термисторов

Следующие физические параметры являются основными для каждого типа термисторов (приводится расшифровка наименований на английском языке):

R₂₅ — сопротивление прибора в Омах при комнатной температуре (25 °С ). Проверить эту характеристику термистора просто с использованием мультиметра.
Tolerance of R₂₅ — величина допуска отклонения сопротивления на приборе от его установленного значения при температуре 25 °С. Как правило, эта величина не превышает 20% от R₂₅.
Max. Steady State Current — максимальное значение силы тока в Амперах, которое в течение продолжительного времени может протекать через прибор. Превышение этого значения грозит быстрым падением сопротивления и, как следствие, выходом термистора из строя.
Approx. R of Max. Current — эта величина показывает значение сопротивления в Омах, которое приобретает прибор при прохождении через него тока максимальной величины. Это значение должно быть на 1-2 порядка меньше, чем сопротивление термистора при комнатной температуре.
Dissip. Coef. — коэффициент, который показывает температурную чувствительность прибора к поглощаемой им мощности. Этот коэффициент показывает величину мощности в мВт, которую необходимо поглотить термистору, чтобы его температура увеличилась на 1 °C. Эта величина имеет важное значение, поскольку показывает, какую мощность нужно затратить, чтобы разогреть прибор до его рабочих температур.
Thermal Time Constant. Если термистор используется в качестве ограничителя пускового тока, то важно знать, за какое время он сможет остыть после выключения питания, чтобы быть готовым к новому его включению. Так как температура термистора после его выключения спадает согласно экспоненциальному закону, то вводят понятие «Thermal Time Constant» — время, за которое температура прибора уменьшится на 63,2% от величины разности рабочей температуры прибора и температуры окружающей среды.
Max. Load Capacitance in μF — величина емкости в микрофарадах, которую можно разряжать через данный прибор без его повреждения. Данная величина указывается для конкретного напряжения, например, 220 В.

Как проверить термистор на работоспособность?

Для грубой проверки термистора на его исправность можно воспользоваться мультиметром и обычным паяльником.

Первым делом следует включить на мультиметре режим измерения сопротивления и подключить выходные контакты термистора к клеммам мультиметра. При этом полярность не имеет никакого значения. Мультиметр покажет определенное сопротивление в Омах, его следует записать.

Затем нужно включить в сеть паяльник и поднести его к одному из выходов термистора. Следует быть осторожным, чтобы не сжечь прибор. Во время этого процесса следует наблюдать за показаниями мультиметра, он должен показывать плавно спадающее сопротивление, которое быстро установится на каком-то минимальном значении. Минимальное значение зависит от типа термистора и температуры паяльника, обычно, оно в несколько раз меньше измеренной в начале величины. В этом случае можно быть уверенным в исправности термистора.

Если сопротивление на мультиметре не изменилось или, наоборот, резко упало, тогда прибор является непригодным для его использования.

Заметим, что данная проверка является грубой. Для точного тестирования прибора необходимо измерять два показателя: его температуру и соответствующее сопротивление, а потом сравнивать эти величины с теми, что заявил производитель.

Области применения

Во всех областях электроники, в которых важно следить за температурными режимами, применяются термисторы. К таким областям относятся компьютеры, высокоточное оборудование промышленных установок и приборы для передачи различных данных. Так, термистор принтера 3D используется в качестве датчика, который контролирует температуру нагревательного стола либо головки для печати.

Одним из широко распространенных применений термистора является ограничение пускового тока, например, при включении компьютера. Дело в том, что в момент включения питания пусковой конденсатор, имеющий большую емкость, разряжается, создавая огромную силу тока во всей цепи. Этот ток способен сжечь всю микросхему, поэтому в цепь включают термистор.

Этот прибор на момент включения имел комнатную температуру и огромное сопротивление. Такое сопротивление позволяет эффективно снизить скачок силы тока в момент пуска. Далее прибор нагревается из-за проходящего по нему тока и выделения тепла, и его сопротивление резко уменьшается. Калибровка термистора такова, что рабочая температура компьютерной микросхемы приводит к практическому занулению сопротивления термистора, и падения напряжения на нем не происходит. После выключения компьютера, термистор быстро остывает и восстанавливает свое сопротивление.

Таким образом, использование термистора для ограничения пускового тока является рентабельным и достаточно простым.

Примеры термисторов

В настоящее время в продаже имеется широкий ассортимент товаров, приведем характеристики и области использования некоторых из них:

Термистор B57045-K с гаечным креплением, имеет номинальное сопротивление 1 кОм с допуском 10%. Используется в качестве датчика измерения температуры в бытовой и автомобильной электроники.
Дисковый прибор B57153-S, обладает максимально допустимым током 1,8 А при сопротивлении 15 Ом при комнатной температуре. Используется в качестве ограничителя пускового тока.

Термистор — это… Что такое Термистор?

Датчик температуры на основе термистора Символ терморезистора, используемый в схемах Вольт-Амперная характеристика (ВАХ) для позистора. Зависимость сопротивления Термистора от температуры. 1:для R0

Термистор — полупроводниковый резистор, электрическое сопротивление которого существенно зависит от температуры.
Для термистора характерны большой температурный коэффициент сопротивления (ТКС) (в десятки раз превышающий этот коэффициент у металлов), простота устройства, способность работать в различных климатических условиях при значительных механических нагрузках, стабильность характеристик во времени.

Терморезистор изготавливают в виде стержней, трубок, дисков, шайб, бусинок и тонких пластинок преимущественно методами порошковой металлургии. Их размеры могут варьироваться в пределах от 1—10 мкм до 1—2 см.

Основными параметрами терморезистора являются: номинальное сопротивление, температурный коэффициент сопротивления, интервал рабочих температур, максимально допустимая мощность рассеяния.

Термистор был изобретён Самюэлем Рубеном (Samuel Ruben) в 1930 году и имеет патент США номер #2,021,491.

Различают терморезисторы с отрицательным (термисторы) и положительным (позисторы) ТКС.
Терморезисторы с отрицательным ТКС изготовляют из смеси поликристаллических оксидов переходных металлов (например, MnO, СoO?, NiO, CuO), легированных Ge и Si, полупроводников типа A^III B^V, стеклообразных полупроводников и других материалов.

Различают терморезисторы низкотемпературные (рассчитанные на работу при температуpax ниже 170 К), среднетемпературные (170—510 К) и высокотемпературные (выше 570 К). Кроме того, существуют терморезисторы, предназначенные для работы при 4,2 К и ниже и при 900—1300 К. Наиболее широко используются среднетемпературные терморезисторы с ТКС от — 2,4 до −8,4 %/К и номинальным сопротивлением 1—10⁶ Ом.

Режим работы терморезисторов зависит от того, на каком участке статической вольт-амперной характеристики (ВАХ) выбрана рабочая точка. В свою очередь ВАХ зависит как от конструкции, размеров и основных параметров терморезистора, так и от температуры, теплопроводности окружающей среды, тепловой связи между терморезистором и средой. Терморезисторы с рабочей точкой на начальном (линейном) участке ВАХ используются для измерения и контроля температуры и компенсации температурных изменений параметров электрической цепей и электронных приборов. Терморезисторы с рабочей точкой на нисходящем участке ВАХ (с отрицательным сопротивлением) применяются в качестве пусковых реле, реле времени, измерителей мощности электро-магнитного излучения на СВЧ, стабилизаторов температуры и напряжения. Режим работы терморезистора, при котором рабочая точка находится также на ниспадающем участке ВАХ (при этом используется зависимость сопротивления терморезистора от температуры и теплопроводности окружающей среды), характерен для терморезисторов, применяемых в системах теплового контроля и пожарной сигнализации, регулирования уровня жидких и сыпучих сред; действие таких терморезисторов основано на возникновении релейного эффекта в цепи с терморезистором при изменении температуры окружающей среды или условий теплообмена терморезистора со средой.

Изготовляются также терморезисторы специальной конструкции — с косвенным подогревом. В таких терморезисторах имеется подогревная обмотка, изолированная от полупроводникового резистивного элемента (если при этом мощность, выделяющаяся в резистивном элементе, мала, то тепловой режим терморезистора определяется температурой подогревателя, то есть током в нём). Таким образом, появляется возможность изменять состояние терморезистора, не меняя ток через него. Такой терморезистор используется в качестве переменного резистора, управляемого электрически на расстоянии.

Из терморезисторов с положительным температурным коэффициентом наибольший интерес представляют терморезисторы, изготовленные из твёрдых растворов на основе BaTiO

3. Такие терморезисторы обычно называют позисторами. Известны терморезисторы с небольшим положительным температурным коэффициентом (0,5—0,7 %/К), выполненные на основе кремния с электронной проводимостью; их сопротивление изменяется с температурой примерно по линейному закону. Такие терморезисторы используются, например, для температурной стабилизации электронных устройств на транзисторах.

Стоит отметить, что график изображённый на рисунке «Вольт-Амперная характеристика (ВАХ) для позистора.» некорректен, так как неправильно расположены оси — нужно поменять их местами. Для получения ВАХ термистора график необходимо повернуть влево на 90 градусов и инвертировать по вертикали.

Литература

Шефтель И Т., Терморезисторы
Мэклин Э. Д., Терморезисторы
Шашков А. Г., Терморезисторы и их применение
Пасынков В. В., Чиркин Л. К. Полупроводниковые приборы: Учебник для вузов — 4-е перераб. и доп. изд. — М.: Высшая школа, 1987. — С. 401-407. — 479 с. — 50 000 экз.

См. также

Категории:

Полупроводниковые приборы
Электронные компоненты
Датчики

Wikimedia Foundation. 2010.

ТЕРМИСТОР — это… Что такое ТЕРМИСТОР?

термистор — терморезистор Словарь русских синонимов. термистор сущ., кол во синонимов: 1 • терморезистор (2) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Три … Словарь синонимов

ТЕРМИСТОР — то же, что терморезистор … Большой Энциклопедический словарь

термистор — термистор; отрасл. термочувствительное сопротивление Теплоэлектрический полупроводниковый прибор, использующий зависимость электрического сопротивления полупроводника от температуры, предназначенный для регистрации изменения температуры… … Политехнический терминологический толковый словарь

термистор — термочувствительное сопротивление терморезистор — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом Синонимы термочувствительное сопротивлениетерморезистор EN… … Справочник технического переводчика

ТЕРМИСТОР — то же, что (см.) … Большая политехническая энциклопедия

Термистор — Датчик температуры на основе термистора Символ терморезистора, используемый в схемах … Википедия

термистор — то же, что терморезистор. * * * ТЕРМИСТОР ТЕРМИСТОР, то же, что терморезистор (см. ТЕРМОРЕЗИСТОР) … Энциклопедический словарь

термистор — (гр. therme жар, тепло + англ. (res)istor сопротивление) термосопротивление полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого зависит от температуры; примен. в радиоэлектронике, автоматике, телемеханике. Новый словарь иностранных… … Словарь иностранных слов русского языка

термистор — Thermistor Термистор (терморезистор) Полупроводниковый резистор, электрическое сопротивление которого существенно убывает или возрастает с ростом температуры. Для термистора характерны большой температурный коэффициент сопротивления (в… … Толковый англо-русский словарь по нанотехнологии. — М.

термистор — termistorius statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. thermal resistor; thermistor vok. Halbleiterwiderstand, m; Heißleiter, m; temperaturabhängiger Widerstand, m; Thermistor, m rus. термистор, m; терморезистор, m pranc. thermistance, f;… … Automatikos terminų žodynas

термистор — это… Что такое термистор?

ТЕРМИСТОР — то же, что терморезистор … Большой Энциклопедический словарь

ТЕРМИСТОР — (терморезистор), ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ резистор, обладающий свойством существенно изменять свое электрическое сопротивление при изменении ТЕМПЕРАТУРЫ. При 20 oС сопротивление может быть порядка тысячи ом, тогда как при 100 oС всего около 10 ом.… … Научно-технический энциклопедический словарь

ТЕРМИСТОР — то же, что (см.) … Большая политехническая энциклопедия

термистор — Thermistor — qwe.wiki

Термистор представляет собой тип резистора которого сопротивление зависит от температуры , в большей степени , чем в стандартных резисторов. Слово является портманто от теплового и резистора . Термисторы широко используются в качестве пусковой ограничителей тока , температуры датчиков (отрицательный температурный коэффициент или NTC типа , как правило), самовозвратом максимального тока протекторов и саморегулирующих нагревательных элементов ( с положительным температурным коэффициентом или PTC типа , как правило).

Термисторы двух противоположных основных типов:

С NTC термисторов, сопротивление уменьшается при повышении температуры. НКА обычно используются в качестве датчика температуры, или последовательно с цепью в качестве ограничителя тока пускового тока.

С PTC термисторов, сопротивление возрастает при повышении температуры. Термисторы обычно устанавливаются последовательно с цепью, и используются для защиты от перегрузки по току условий, как сбрасываемые предохранители.

Термисторы отличаются от резистивных датчиков температуры (RTD) в том , что материал , используемый в термисторе , как правило, керамика или полимер, в то время как РДТ используют чистые металлы. Термисторы в виде бус, стержней и дисков , но РДТ в различных формах и размерах. Температурный отклик также отличается; РТД полезны на больших температурных диапазонов, в то время как термисторы , как правило , достичь большей точности в пределах ограниченного диапазона температур, как правило , -90 ° С до 130 ° С.

Основная операция

Предполагая, как приближение первого порядка, что отношения между сопротивлением и температурой является линейным , то:

Δрзнак равноКΔT{\ Displaystyle \ Delta R = к \ Дельта Т \,}

где

Δр{\ Displaystyle \ Delta R}, Изменение сопротивления

ΔT{\ Displaystyle \ Delta T}, Изменение температуры

К{\ Displaystyle к}, Первого порядка температурный коэффициент сопротивления

Термисторы можно разделить на два типа, в зависимости от знака . Если это положительное , сопротивление возрастает с повышением температуры, а устройство называется положительным температурным коэффициентом ( PTC ) термистор или позисторный . Если отрицательное, то сопротивление уменьшается с ростом температуры, а устройство называется отрицательным температурным коэффициентом ( NTC ) терморезистора. Резисторы, которые не являются терморезисторы предназначены , чтобы иметь как можно ближе к 0 , насколько это возможно, так что их сопротивление остается почти постоянным в широком диапазоне температур. К{\ Displaystyle к}К{\ Displaystyle к}К{\ Displaystyle к}К{\ Displaystyle к}

Вместо того , чтобы температурный коэффициент K , иногда температурным коэффициентом сопротивления (альфа к югу T) используется. Она определяется какαT{\ Displaystyle \ альфа _ {T}}

αTзнак равно1р(T)dрdT,{\ Displaystyle \ альфа _ {T} = {\ гидроразрыва {1} {R (T)}} {\ гидроразрыва {дК} {дТ}}.}

Этот коэффициент не следует путать с ниже параметром. αT{\ Displaystyle \ альфа _ {T}}a{\ Displaystyle а}

Уравнение Стейнхарт-Харт

На практике линейное приближение (выше) работает только в небольшом диапазоне температур. Для точного измерения температуры, сопротивления / кривая температуры устройства должно быть описаны более подробно. Уравнение Стейнхарта-Харт является широко используемым приближением третьего порядка:

1Tзнак равноa+бпер⁡(р)+с(пер⁡(р))3{\ Displaystyle {1 \ над Т} = а + Ь \, \ п (Р) + с \ (\ п (R)) ^ {3}}

где , Ь и с называются параметрами Стейнхарт-Hart, и должны быть определены для каждого устройства. Т представляет собой абсолютную температуру , и R представляет собой сопротивление. Чтобы дать сопротивление в зависимости от температуры, выше , может быть изменен на:

рзнак равноеИксп[(Икс-Y)13-(Икс+Y)13]{\ Displaystyle R = \ mathrm {ехр} \ слева [{{\ влево (ху \ справа)} ^ {1 \ над 3} — {\ влево (х + у \ справа)} ^ {1 \ более 3}} \право]}

где

Yзнак равно12с(a-1T)Иксзнак равно(б3с)3+Y2{\ Displaystyle {\ начинаются {выровнены} у & = {1 \ над 2с} \ влево (а- {1 \ над Т} \ справа) \\ х & = {\ SQRT {\ влево ({\ гидроразрыва {Ь} {3c }} \ справа) ^ {3} + у ^ {2}}} \ {конец выровнен}}}

Ошибка в уравнении Стейнхарт-Hart, как правило, меньше, чем 0,02 ° С при измерении температуры в диапазоне 200 ° C. В качестве примера, типичные значения для термистора с сопротивлением 3 кОм при комнатной температуре (25 ° C = 298.15 K) являются:

aзнак равно1,40×10-3бзнак равно2,37×10-4сзнак равно9,90×10-8{\ Displaystyle {\ начинают {выровнены} а & = 1,40 \ раз 10 ^ {- 3} \\ Ь & = 2,37 \ раз 10 ^ {- 4} \\ с & = 9,90 \ раз 10 ^ {- 8} \ конец {выравненные }}}

В или β параметр уравнение

NTC термисторы могут быть также охарактеризованы с B (или бета ) уравнение параметра, который является по существу уравнением Стейнхарт-Харт с , и , aзнак равно(1/T0)-(1/В)пер⁡(р0){\ Displaystyle а = (1 / Т_ {0}) — (1 / В) \ п (R_ {0})}бзнак равно1/В{\ Displaystyle Ь = 1 / B}сзнак равно0{\ Displaystyle с = 0}

1Tзнак равно1T0+1Впер⁡(рр0),{\ Displaystyle {\ гидроразрыва {1} {T}} = {\ гидроразрыва {1} {Т_ {0}}} + {\ гидроразрыва {1} {B}} \ пер \ влево ({\ гидроразрыва {R}, { R_ {0}}} \ справа),}

где температура в градусах Кельвина , и R ₀ представляет собой сопротивление при температуре Т ₀ (25 ° C = 298,15 К). Решение для R выходов:

рзнак равнор0еВ(1T-1T0){\ Displaystyle R = R_ {0} {е ^ В \ слева ({\ гидроразрыва {1} {T}} — {\ гидроразрыва {1} {Т_ {0}}} \ справа)}}

или, в качестве альтернативы,

рзнак равнор∞еВ/T{\ Displaystyle R = R _ {\ infty} е ^ {B / T}}

где . р∞знак равнор0е-В/T0{\ Displaystyle R _ {\ infty} = R_ {0} е ^ {- {В / Т_ {0}}}}

Это может быть решено для температуры:

Tзнак равноВпер⁡(р/р∞){\ Displaystyle Т = {В \ над {\ пер {(R / R _ {\ infty})}}}}

Уравнение В-параметр также можно записать в виде . Это может быть использовано для преобразования функции сопротивления от температуры терморезистора в линейную функцию VS. . Средний наклон этой функции будет давать оценку величины B параметра. пер⁡рзнак равноВ/T+пер⁡р∞{\ Displaystyle \ пер R = В / Т + \ пер R _ {\ infty}}пер⁡р{\ Displaystyle \ пер R}1/T{\ Displaystyle 1 / T}

Проводимость модель

NTC (отрицательный температурный коэффициент)

Неудачный (взорвано) термистор , который работал в качестве пускового ограничителя тока в источнике питания включено режим . Наиболее вероятная причина отказа была перегрузка вызвана инженерной недостаточностью (часть постоянно подвергаются большей нагрузке , чем то , что он был разработан для)

Многие NTC термисторы выполнены из прессованного диска, стержень, пластина, кромочная или литого чипа полупроводникового материала , такого как спеченных металлических оксидов . Они работают , потому что повышение температуры полупроводника увеличивает число активных носителей заряда — это способствует их в зону проводимости . Чем больше носителей заряда, которые доступны, тем больше ток материал может проводить. В некоторых материалах , таких как оксид железа (Fe ₂ O ₃ ) с титана (Ti) легирования п-типа полупроводник формируется и носителями заряда являются электроны . В материалах , таких как оксид никеля (NiO) с литиевой (Li) легирование р-типа полупроводник создается , где отверстия являются носителями заряда.

Это описано в формуле:

язнак равноN⋅A⋅v⋅е{\ Displaystyle I = п \ CD А \ CD v \ CD е}

я{\ Displaystyle I}= Электрический ток (ампер) = плотность носителей заряда (кол / м³) = площадь поперечного сечения материала (м²) = скорость дрейфа электронов (м / с) = зарядом электрона ( кулоновская)
N{\ Displaystyle п}
A{\ Displaystyle A}
v{\ Displaystyle v}
е{\ Displaystyle е}езнак равно1,602×10-19{\ Displaystyle е = 1,602 \ раз 10 ^ {- 19}}

На больших изменениях температуры, калибровка необходима. За небольшими изменениями температуры, если используется правая полупроводника, сопротивление материала линейно пропорционально температуре. Есть много различных полупроводниковых терморезисторов с диапазоном примерно от 0,01 кельвина до 2000 градусов Кельвина (-273.14 ° C до 1700 ° C).

МЭК стандартный символ для NTC термистора включает в себя «-t °» под прямоугольником.

PTC (положительный температурный коэффициент)

Большинство термисторов PTC изготовлены из легированного поликристаллического керамики (содержащий титанат бария (BaTiO ₃ ) и других соединений) , которые имеют свойство , что их сопротивление повышается внезапно при некоторой критической температуре. Барий титанат сегнетоэлектрика и его диэлектрическая проницаемость изменяется в зависимости от температуры. Ниже точки Кюри температуры, высокая диэлектрическая проницаемость препятствует образование потенциальных барьеров между кристаллическими зернами, что приводит к низкому сопротивлению. В этом регионе устройство имеет небольшой отрицательный температурный коэффициент. При температуре точки Кюри, диэлектрическая проницаемость капель в достаточной степени , чтобы позволить формирование потенциальных барьеров на границах зерен, а сопротивление резко возрастает с температурой. При еще более высоких температурах, материал возвращается к NTC поведения.

Другой тип термистора является silistor , термически чувствительный резистор кремния. Silistors используют кремний в качестве полупроводящего материала компонента. В отличие от керамических терморезисторов PTC, silistors имеют почти линейное сопротивление-температурную характеристику.

Барий титаната термисторы могут быть использованы в качестве саморегулируемых нагревателей; при заданном напряжении, керамический будет нагреваться до определенной температуры, но мощность будет зависеть от потерь тепла из керамики.

Динамика терморезисторов быть приведенным в действие также является чрезвычайно полезным. При первом подключении к источнику напряжения, большой ток , соответствующие низкому, холод, сопротивлению потоков, но , как термистор самому-плавок, ток не уменьшатся до предельного тока (и соответствующей температуры устройства пика) в достижении. Эффект ограничения тока может заменить предохранители. В размагничивания схемах многих ЭЛТ — мониторов и телевизоров соответствующим образом выбраны термистора соединен последовательно с катушкой размагничивания. Это приводит к уменьшению тока гладкого для улучшенного эффекта размагничивания. Некоторые из этих схем размагничивания имеют вспомогательные нагревательные элементы для нагрева термистора (и уменьшить результирующий ток) дополнительно.

Другой тип термистора является полимер PTC, который продается под торговыми названиями , такими как « PolySwitch » «Semifuse», и «Multifuse». Она состоит из пластика с углеродными зернами , встроенных в него. Когда пластик остынет, углеродные гранулы находятся в контакте друг с другом, образуя проводящий путь через устройство. Когда пластмасса нагревается, она расширяется, заставляя зерна углерода друг от друга, и в результате чего сопротивление устройства расти, что затем приводит к увеличению нагрева и быстрое увеличение сопротивления. Как и BaTiO ₃ термистор, это устройство имеет весьма нелинейный отклик сопротивления / температуру полезный для термического или цепи управления, а не для измерения температуры. Кроме того , элементы схемы используются для ограничения тока, самоограничивающие нагреватели могут быть выполнены в виде проводов или полос, пригодных для отслеживания тепла . PTC термисторы «защелка» в горячее / состояние высокого сопротивления: один раз жарко, они остаются в том состоянии высокого сопротивления, пока не остынут. Эффект может быть использован в качестве примитивной схемы защелки / памяти , причем эффект усиливается с помощью два термисторов PTC последовательно, с одним терморезистором прохладном, а другим термистором горячим.

МЭК стандартный символ для термистора включает в себя «+ Т °» под прямоугольником.

Самонагревающиеся эффекты

Когда ток течет через термистор, он будет генерировать тепло , которое поднимет температуру термистора выше, чем его среды. Если термистор используются для измерения температуры окружающей среды, это электрическое нагревание может ввести существенную ошибку , если коррекция не производится. С другой стороны , сам по себе этот эффект может быть использован. Он может, например, сделать чувствительное устройство воздушного потока , используемым в планере скорости набора высоты инструмента, электронный вариометр , или служить в качестве таймера для реле , как был ранее сделано в телефонных станциях .

Электрическая мощность на входе термистора просто:

пЕзнак равнояВ{\ Displaystyle Р- {Е} = IV \,}

где я это ток и V представляет собой падение напряжения на термистор. Эта мощность преобразуется в тепло, и это тепло энергия передается в окружающую среду. Скорость передачи хорошо описывается законом Ньютона охлаждения :

пTзнак равноК(T(р)-T0){\ Displaystyle Р- {T} = К (Т (К) -T_ {0}) \,}

где Т (R) представляет собой температуру термистора в зависимости от его сопротивления R , является температура окружающей средой, а К является постоянной диссипации , как правило , выражается в единицах милливатт на градус Цельсия. В равновесии две ставки должны быть равны. T0{\ Displaystyle T_ {0}}

пЕзнак равнопT{\ Displaystyle Р- {Е} = Р- {T}, \,}

Тока и напряжение через термистор , будут зависеть от конкретной конфигурации схемы. В качестве простого примера, если напряжение на термисторе удерживается фиксированный, то по закону Ома мы имеем и равновесное уравнение может быть решено для температуры окружающей среды в зависимости от измеренного сопротивления термистора: язнак равноВ/р{\ Displaystyle I = V / R}

T0знак равноT(р)-В2Кр{\ Displaystyle Т_ {0} = Т (R) — {\ гидроразрыва {V ^ {2}} {KR}} \,}

Постоянная диссипация является мерой тепловой связи термистора к его окрестностям. Это, как правило, даны для термистора в неподвижном воздухе, так и в хорошо перемешиваемом масле. Типичные значения для небольшого термистора стеклянных шариков составляют 1,5 мВт / ° С в неподвижном воздухе и 6,0 мВт / ° С в перемешиваемом масле. Если температура окружающей среды известна заранее, то термистор может быть использован для измерения значения константы диссипации. Например, термистор может быть использован в качестве датчика скорости потока, так как диссипация возрастает с постоянной скоростью потока жидкости мимо термистора.

Мощности, рассеиваемые в термисторе обычно поддерживают на очень низкий уровень, чтобы обеспечить погрешность измерения температуры незначительна из-за собственный нагрев. Тем не менее, некоторые приложения термистора зависят от значительного «собственного нагрева», чтобы повысить температуру тела терморезистора значительно выше температуры окружающей среды, так что датчик затем обнаруживает даже тонкие изменения в теплопроводности окружающей среды. Некоторые из этих приложений включают в себя обнаружение уровня жидкости, измерение расхода жидкости и измерение расхода воздуха.

Приложения

PTC

В качестве токоограничивающих устройств для защиты цепи, в качестве замены для предохранителей. Ток через устройство вызывает небольшое количество резистивного нагрева. Если ток достаточно велик, чтобы генерировать больше тепла, чем устройство может потерять его окружение, устройство нагревается, в результате чего его сопротивление увеличивается. Это создает самоусиливающийся эффект, который приводит в движение вверх сопротивление, тем самым ограничивая ток.
Как таймеры в размагничивания катушки цепи большинства ЭЛТ — дисплеев. Когда блок дисплея первоначально включен, ток протекает через термистор и размагничивание катушку. Катушки и термистор намеренно размеры , чтобы электрический ток будет нагревать терморезистор до такой степени , что катушка размагничивания отсекает в течение секунды. Для эффективного размагничивания, необходимо , чтобы величина переменного магнитного поля , создаваемого катушкой размагничивания уменьшается плавно и непрерывно, а не резко выключения или уменьшения с шагом; термистор PTC выполняет это естественно , как он нагревается. Схема размагничивания с использованием термистора PTC является простым, надежным (для простоты его), и недорого.
Как нагреватель в автомобильной промышленности, чтобы обеспечить дополнительное тепло внутри кабины с дизельным двигателем, или для нагрева дизельного топлива в холодных климатических условиях перед инъекцией двигателя.
В температурной компенсации синтезатор , управляемый напряжением осцилляторов.
В литиевых батареях схем защиты.
В электрический приводимом Wax двигатель , чтобы обеспечить тепло , необходимое для расширения воска.
Многие электродвигатели, силовые трансформаторы сухого типа включают PTC термисторы в их обмотках. При использовании в сочетании с реле контроля они обеспечивают защиту от перегрева, чтобы предотвратить повреждение изоляции. Изготовитель оборудования выбирает терморезистор с высоко нелинейным кривым откликом, где сопротивление резко возрастает при максимальной допустимой температуре обмотки, в результате чего реле работать.

NTC

В качестве термометра сопротивления для низкотемпературных измерений порядка 10 К.
В качестве пускового тока ограничителя устройства в цепях питания, они представляют собой более высокое сопротивление на начальном этапе, который предотвращает большие токи протекать при включении, а затем нагреваются и становятся гораздо более низким сопротивлением , чтобы обеспечить более высокий ток во время нормальной работы. Эти термисторы, как правило , гораздо больше , чем измерение термисторы типа, и специально разработаны для этого приложения.
В качестве датчиков в автомобильных системах для контроля температуры жидкости , как температура охлаждающей жидкости двигателя, кабины воздуха, наружного воздуха или масла в двигателе, и кормить относительные показания к блокам управления , как в ECU и к приборной панели.
Для контроля температуры в инкубаторе.
Термисторы также широко используются в современных цифровых термостатов и контролировать температуру батарей во время зарядки.
Термисторы часто используются в горячих концах 3D принтеров ; они контролируют тепло , производимое и позволяют схему управления принтером , чтобы поддерживать постоянную температуру для плавления пластиковой нити.
В обработке пищевой и перерабатывающей промышленности, особенно для систем хранения продуктов питания и приготовления пищи. Поддержание правильной температуры имеет решающее значение для предотвращения болезней пищевого происхождения .
На протяжении легкой промышленности прибора для измерения температуры. Тостеры, кофеварки, холодильники, морозильные камеры, фены и т.д. все полагаются на термисторы для надлежащего контроля температуры.
NTC термисторы бывают голые и проушинами формы, бывший для точечных измерений для достижения высокой точности для определенных точек, таких как лазерный диод фильеры и т.д.
Для измерения профиля температуры внутри герметичной полости конвективного (теплового) инерционного датчика .

история

Первый термистор был обнаружен в 1833 году Майкл Фарадей , который сообщил о полупроводниковом поведении сульфида серебра . Фарадей заметил , что сопротивление серебра сульфида резко уменьшилось температура повысилась. (Это было также первым документально наблюдением полупроводникового материала.)

Поскольку ранние термисторы были трудными для производства и применения для этой технологии были ограничены, коммерческое производство термисторов не начиналось до 1930 — х годов. Коммерчески жизнеспособный Термистор был изобретен Samuel Ruben в 1930 году.

Смотрите также

внешняя ссылка

Термистор Википедия

Условно-графическое обозначение терморезистора

Терморези́стор (термистор, термосопротивление) — полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от его температуры^[1].

Терморезистор был изобретён Самюэлем Рубеном (Samuel Ruben) в 1930 году^[2].

Терморезисторы изготавливаются из материалов с высоким температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), который обычно на порядки выше, чем ТКС металлов и металлических сплавов.

Конструкция и разновидности терморезисторов[ | ]

Термисторы с аксиальными выводами

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

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

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

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

Обсуждение:Терморезистор — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Эта статья была переименована по результатам обсуждения от 11 ноября 2012 года.
Старое название Термистор было изменено на новое: Терморезистор.
Для повторного выставления статьи на переименование нужны веские основания, иначе такое действие будет нарушать правила (см. п. 8).

Статья «Термометр сопротивления»[править код]

Предлагаю объединить с статьёй Термометр сопротивления

Предлагаю не объединять.rlu 21:56, 30 октября 2008 (UTC)

Статью переименовать в «термистор», с «терморезистора» сделать перенаправление на «термометр сопротивления». Ghossen 11:21, 6 июня 2009 (UTC)

предлагаю добавить статю «БОЛОМЕТРЫ» и объединить

Терминология и название статьи[править код]

Предлагаю разобраться в терминологии.

Терморезистор — резистор, в котором используется зависимость электрического сопротивления от температуры.
- Термистор — полупроводниковый терморезистор с отрицательным ТКС.
- Позистор — полупроводниковый терморезистор с положительным ТКС.

См. Пасынков В. В., Чиркин Л. К. Полупроводниковые приборы: Учебник для вузов. — 4-е перераб. и доп. изд. — М.: Высшая школа, 1987. — С. 401. — 479 с. VladimirZhV 18:30, 26 января 2010 (UTC)

Эту статью надо срочно переименовывать в «Терморезистор». Вся статья написана про терморезистор, а термистор — частный случай, на который статья не наберется. В любом учебнике про это написано!!!! —LA 18:56, 11 ноября 2012 (UTC)

К правке от 9 декабря 2014 года.[править код]

«Таким образом, появляется возможность изменять состояние терморезистора, не меняя ток через него.»—Интересно каким образом у китайцев меняется проходящий через резистор ток, при изменении сопротивления резистора? 🙂 —91.79.183.48 01:18, 9 декабря 2014 (UTC)