Motståndet hos alla ledare beror i allmänhet på temperaturen. Metallernas motstånd ökar med värme. Ur fysikens synvinkel förklaras detta av en ökning av amplituden av termiska vibrationer hos elementen i kristallgittret och en ökning av motståndet mot rörelse hos ett riktat elektronflöde. Motståndet hos elektrolyter och halvledare minskar vid upphettning - detta förklaras av andra processer.
Innehåll
Hur termistorn fungerar
I många fall är fenomenet temperaturberoende resistans skadligt. Så det låga motståndet hos glödtråden i en glödlampa i kallt tillstånd orsakar en utbrändhet i ögonblicket för påslagning. Att ändra värdet på motståndet hos fasta motstånd under uppvärmning eller kylning leder till en förändring av kretsens parametrar.
Utvecklare kämpar med detta fenomen, motstånd produceras med en reducerad TCR - motståndets temperaturkoefficient. Sådana varor är dyrare än vanligt. Men det finns sådana elektroniska komponenter där motståndets beroende av temperatur är uttalat och normaliserat. Dessa element kallas termistorer (termiska motstånd) eller termistorer.
Typer och anordningar av termistorer
Termistorer kan delas in i två stora grupper beroende på deras svar på temperaturförändringar:
- om motståndet sjunker vid upphettning kallas sådana termistorer NTC termistorer (med negativ temperaturkoefficient för motstånd);
- om motståndet ökar under uppvärmning, har termistorn en positiv TCR (PTC-karaktäristik) - sådana element kallas också posister.
Typen av termistor bestäms av egenskaperna hos de material som termistorerna är gjorda av. Vid uppvärmning ökar metaller motståndet, därför produceras termiska motstånd med en positiv TCR på grundval av dem (mer exakt på basis av metalloxider). Halvledare har ett omvänt förhållande, så NTC-element är gjorda av dem. Termiskt beroende element med negativ TCR kan teoretiskt göras på basis av elektrolyter, men detta alternativ är extremt obekvämt i praktiken. Hans nisch är laboratorieforskning.
Utformningen av termistorer kan vara olika. De tillverkas i form av cylindrar, pärlor, brickor, etc. med två utgångar (som konventionellt motstånd). Du kan välja den mest bekväma formen för installation på arbetsplatsen.
Huvuddragen
Den viktigaste egenskapen hos en termistor är dess temperaturkoefficient för motstånd (TCR).Den visar hur mycket motståndet ändras när det värms eller kyls med 1 grad Kelvin.
Även om förändringen i temperatur, uttryckt i grader Kelvin, är lika med förändringen i grader Celsius, används Kelvin fortfarande i egenskaperna för termisk resistans. Detta beror på den utbredda användningen av Steinhart-Hart-ekvationen i beräkningar, och den inkluderar temperatur i K.
TCR är negativ för NTC-termistorer och positiv för PTC-termistorer.
En annan viktig egenskap är det nominella motståndet. Detta är motståndsvärdet vid 25°C. Genom att känna till dessa parametrar är det lätt att bestämma tillämpligheten av termiskt motstånd för en viss krets.
För användning av termistorer är egenskaper som märkspänning och maximal driftspänning viktiga. Den första parametern bestämmer spänningen vid vilken elementet kan fungera under lång tid, och den andra - spänningen över vilken prestandan för det termiska motståndet inte garanteras.
För posistorer är en viktig parameter referenstemperaturen - punkten på grafen för motståndets beroende av uppvärmning, vid vilken karakteristiken ändras. Den definierar arbetsområdet för PTC-motståndet.
När du väljer en termistor måste du vara uppmärksam på dess temperaturområde. Utanför det område som anges av tillverkaren är dess egenskaper inte standardiserade (detta kan leda till fel i driften av utrustningen) eller så fungerar termistorn i allmänhet inte där.
Villkorlig grafisk beteckning
På diagrammen kan termistorns UGO skilja sig något, men huvudtecknet på det termiska motståndet är symbolen t bredvid rektangeln som symboliserar motståndet.Utan denna symbol är det omöjligt att avgöra vad motståndet beror på - liknande UGO har t.ex. varistorer (motståndet bestäms av den applicerade spänningen) och andra element.
Ibland appliceras en ytterligare beteckning på UGO, som bestämmer kategorin för termistorn:
- NTC för element med negativ TCS;
- PTC för posister.
Denna egenskap indikeras ibland med pilar:
- enkelriktad för PTC;
- flerriktad för NTC.
Bokstavsbeteckningen kan vara olika - R, RK, TH, etc.
Hur man kontrollerar termistorns prestanda
Den första kontrollen av termistorn är att mäta det nominella motståndet med en konventionell multimeter. Om mätningen utförs vid rumstemperatur, som inte skiljer sig mycket från +25 ° C, bör det uppmätta motståndet inte skilja sig nämnvärt från det som anges på fallet eller i dokumentationen.
Om den omgivande temperaturen är högre eller lägre än det angivna värdet måste en liten korrigering göras.
Du kan försöka ta termistorns temperaturkarakteristik - för att jämföra den med den som anges i dokumentationen eller att återställa den för ett element av okänt ursprung.
Det finns tre temperaturer tillgängliga för att skapa med tillräcklig noggrannhet utan mätinstrument:
- smältande is (kan tas i kylskåpet) - ca 0 ° C;
- människokroppen - cirka 36 ° C;
- kokande vatten - cirka 100 ° C.
Från dessa punkter kan du rita ett ungefärligt motståndsberoende på temperatur, men för posistorer kanske det inte fungerar - på grafen för deras TKS finns det områden där R inte bestäms av temperaturen (under referenstemperaturen).Om det finns en termometer kan du ta en egenskap på flera punkter - genom att sänka termistorn i vatten och värma den. Var 15 ... 20 grader är det nödvändigt att mäta motståndet och plotta värdet på grafen. Om du behöver ta parametrar över 100 grader, istället för vatten, kan du använda olja (till exempel bil - motor eller transmission).
Figuren visar typiska beroende av motstånd på temperatur - en heldragen linje för PTC, en streckad linje för NTC.
I förekommande fall
Den mest uppenbara användningen av termistorer är som temperatursensorer. Både NTC- och PTC-termistorer är lämpliga för detta ändamål. Det är bara nödvändigt att välja ett element enligt arbetsområdet och ta hänsyn till termistorns egenskaper i mätanordningen.
Du kan bygga ett termiskt relä - när motståndet (mer exakt, spänningsfallet över det) jämförs med ett givet värde, och när tröskeln överskrids växlar utgången. En sådan anordning kan användas som en termisk kontrollanordning eller en branddetektor. Skapandet av temperaturmätare är baserat på fenomenet indirekt uppvärmning - när termistorn värms upp från en extern källa.
Även inom området för användning av termiska motstånd används direkt uppvärmning - termistorn värms upp av strömmen som passerar genom den. NTC-motstånd kan användas på detta sätt för att begränsa strömmen - till exempel vid laddning av stora kondensatorer när de är påslagna, samt för att begränsa startströmmen för elmotorer etc. I kallt tillstånd har termiskt beroende element ett stort motstånd.När kondensatorn är delvis laddad (eller motorn når sin nominella hastighet), kommer termistorn att hinna värmas upp med den strömmande strömmen, dess motstånd kommer att sjunka och det kommer inte längre att påverka kretsens funktion.
På samma sätt kan du förlänga livslängden på en glödlampa genom att inkludera en termistor i serie med den. Det kommer att begränsa strömmen i det svåraste ögonblicket - när spänningen slås på (det är vid denna tidpunkt som de flesta lampor misslyckas). Efter uppvärmning kommer det att sluta påverka lampan.
Tvärtom används termistorer med positiv egenskap för att skydda elmotorer under drift. Om strömmen i lindningskretsen stiger på grund av en motorstopp eller för hög axelbelastning kommer PTC-motståndet att värmas upp och begränsa denna ström.
NTC-termistorer kan även användas som termiska kompensatorer för andra komponenter. Så om en NTC-termistor är installerad parallellt med motståndet som ställer in transistorläget och har en positiv TKS, kommer temperaturförändringen att påverka varje element på motsatt sätt. Som ett resultat kompenseras effekten av temperaturen, och transistorns arbetspunkt förskjuts inte.
Det finns kombinerade enheter som kallas termistorer med indirekt uppvärmning. Ett temperaturberoende element och en värmare är placerade i ett hus av ett sådant element. Det finns termisk kontakt mellan dem, men de är galvaniskt isolerade. Genom att variera strömmen genom värmaren kan motståndet styras.
Termistorer med olika egenskaper används ofta inom tekniken. Förutom standardapplikationer kan deras arbetsområde utökas.Allt begränsas endast av utvecklarens fantasi och kvalifikationer.
Liknande artiklar:
