Termistor je naprava za merjenje temperature, ki je sestavljena iz polprevodniškega materiala, ki ob rahli spremembi temperature močno spremeni svojo upornost. Praviloma imajo termistorji negativne temperaturne koeficiente, kar pomeni, da njihova upornost pade s povišanjem temperature.

Splošne značilnosti termistorja

Beseda "termistor" je zmanjšanje njegovega celotnega izraza: toplotno občutljiv upor. Ta naprava je natančen in enostaven za uporabo senzor za vse temperaturne spremembe. Na splošno obstajata dve vrsti termistorjev: z negativnim temperaturnim koeficientom in s pozitivnim. Pogosto se prvi tip uporablja za merjenje temperature.


Oznaka termistorja v električnem vezju je prikazana na fotografiji. Material termistorjev je kovinski oksid, ki ima polprevodniške lastnosti. Pri izdelavi teh naprav je zagotovljena naslednja oblika:

v obliki diska;

palica;

je okrogel kot biser.

Osnova dela termistorja je načelo močne spremembe upora z majhno spremembo temperature. Hkrati se pri tej trenutni moči v tokokrogu in pri konstantni temperaturi ohranja stalna napetost. Če želite uporabljati napravo, jo priključite na električni tokokrog, na primer na most Whitestone, in merite tok in napetost naprave. Z enostavnim Ohmovim zakonom R = U /I določimo upor. Potem poglejte krivuljo odvisnosti odpornosti od temperature, pri katerimogoče je natančno povedati, kateri temperaturi ustreza prejeti odpor. Ko se temperatura spremeni, se vrednost upora dramatično spremeni, kar omogoča natančno določanje temperature.

Material termistorjev

Material velike večine termistorjev je polprevodniška keramika. Postopek njegove izdelave je sintranje prahov nitridov in kovinskih oksidov pri visokih temperaturah. Rezultat je material, katerega oksidna sestava ima splošno formulo (AB) 3 O 4 ali (ABC) 3 O 4, kjer so A, B, C kovinski kemijski elementi. Pogosto se uporabljajo mangan in nikelj. Če se predpostavlja, da bo termistor deloval pri temperaturah pod 250 ° C, bodo keramike vsebovale magnezij, kobalt in nikelj. Keramika te sestave kaže stabilnost fizikalnih lastnosti v določenem temperaturnem območju. Pomembna značilnost termistorjev je njihova specifična prevodnost (inverzna vrednost upora). Elektroprevodnost je regulirana z dodajanjem nizkih koncentracij litija in natrija v polprevodniško keramiko.

Postopek izdelave naprav

Sferični termistorji so izdelani z nanosom na dve žici platine pri visoki temperaturi (1100 ° C). Po tem se žica prereže, da dobi potrebno obliko stika termistorja. Za tesnjenje na okrogli napravi se uporablja stekleni pokrov. Pri ploščnih termistorjih je postopek stika, da se na njih vstavi kovinska zlitina platine, paladija in srebra, in njen kasnejši spajk na premaz.termistor

Za razliko od detektorjev platine

Poleg polprevodniških termistorjev obstaja še en tip detektorja temperature, katerega delovni material je platina. Ti detektorji spremenijo svojo odpornost, ko se temperatura spreminja v skladu z zakonom. Pri termistorjih je ta odvisnost fizikalnih veličin popolnoma drugačne narave.
Prednosti termistorjev v primerjavi s platinastimi analogi so naslednje:

večja občutljivost odpornosti, ko se temperatura spreminja v celotnem območju delovanja.

Visoka raven stabilnosti instrumenta in ponovljivost prejetih indikacij.

Majhna velikost, ki omogoča hitro reagiranje na temperaturne spremembe.

Upori termistorjev

Ta fizikalna količina zmanjšuje njeno vrednost z naraščajočo temperaturo, pri čemer je pomembno upoštevati območje delovne temperature. Za temperaturno območje od -55 ° C do +70 ° C se uporabljajo termistorji z uporom 2200 - 10.000 ohmov. Pri višjih temperaturah se uporabljajo naprave z uporom več kot 10 kOm. Za razliko od detektorjev platine in termočlenov, termistorji nimajo določenih standardov za krivulje odpornosti, odvisno od temperature, in za te krivulje je na voljo veliko različnih možnosti. To je posledica dejstva, da ima vsak material termistorja kot temperaturni senzor lastno krivuljo upora.

Stabilnost in natančnost

Te naprave so kemično stabilne in sčasoma ne zmanjšujejo njihove učinkovitosti. Termistorski senzorji so eden najbolj natančnih instrumentov za merjenje temperature. Natančnost njihovega merjenja v vsehdelovno območje je od 01 - 02 ° C. Upoštevati je treba, da večina naprav deluje v temperaturnem območju od 0 ° C do 100 ° C.

Osnovni parametri termistorjev

Naslednji fizični parametri so bistveni za vsak tip termistorja (podan je opis imen v angleščini):

R 25 - upor naprave v Oms pri sobni temperaturi (25 ° C). Preverite to funkcijo termistorja preprosto z uporabo multimetra.

Toleranca R 25 je vrednost tolerance odstopanja odpornosti na napravi od nastavljene vrednosti pri 25 ° C. Običajno ta vrednost ne presega 20% R 25.

Maks. Steady State Current - Maksimalna jakost toka v amperih, ki lahko dlje časa teče skozi napravo. Presežek te vrednosti ogroža hiter padec upora in posledično odpoved termistorja.

Pribl. R Max Current - Ta vrednost prikazuje vrednost upora v Omah, ki pridobi napravo pri prehodu skozi tok največje velikosti. Ta vrednost bi morala biti za 1-2 reda velikosti manjša od upornosti termistorja pri sobni temperaturi.

Dissip. Coef - koeficient, ki kaže temperaturno občutljivost naprave, ki jo absorbira njena moč. Ta koeficient prikazuje količino moči v mW, ki jo mora absorbirati termistor, da se temperatura poveča za 1 ° C. Ta vrednost je pomembna, ker prikazuje, koliko energije potrebujete za ogrevanje aparata na delovno temperaturo.

Termalna časovna konstanta. Če se termistor uporablja kot omejevalnikPomembno je vedeti, koliko časa se bo po izklopu napajanja ohladilo, da bo pripravljeno za novo vklop. Ker se temperatura termistorja po njeni zaustavitvi zmanjša v skladu z eksponentnim zakonom, se uvede izraz "termična časovna konstanta" - čas, ko se bo temperatura naprave zmanjšala za 632% razlike med obratovalno temperaturo naprave in temperaturo okolice.

Maks. Obremenitev v kapacitivnosti μf je količina mikrofaradne zmogljivosti, ki se lahko izprazni skozi to napravo, ne da bi jo poškodovala. Ta vrednost je prikazana za določeno napetost, na primer 220 V.

Kako preveriti delovanje termistorja?

Za grob pregled termistorja za njegovo uporabnost lahko uporabite multimeter in običajni spajkalnik.

Najprej morate omogočiti merilniku, da izmeri upor in priključite izhodne sponke termistorja na terminal multimetra. V tem primeru polariteta nima pomena. Multimeter bo pokazal nekaj odpornosti v Omahi, zato ga je treba zabeležiti. Nato morate spajkalnik v mrežo obrniti in ga pripeljati na enega od termistorskih izhodov. Pazite, da se naprava ne zažge. Med tem postopkom je potrebno opazovati odčitke multimetra, pokazati mora postopno upadajoč upor, ki se hitro nastavi na določeno minimalno vrednost. Najmanjša vrednost je odvisna od vrste termistorja in temperature spajkanja, običajno je večkrat manjša od izmerjene na začetku velikosti. V tem primeru ste lahko prepričani v pravilnost termistorja.
Če je odpornostna multimetru se ni spremenilo, ali, nasprotno, močno padlo, potem naprava ni primerna za njeno uporabo. Upoštevajte, da je to preverjanje nesramno. Za natančno preskušanje naprave je potrebno izmeriti dva indikatorja: njegovo temperaturo in ustrezen upor ter te količine primerjati s tistimi, ki jih je navedel proizvajalec.

Aplikacije

Na vseh področjih elektronike, v katerih je pomembno slediti temperaturnim režimom, se uporablja termistor. Ta področja vključujejo računalnike, precizno opremo za industrijske naprave in naprave za prenos različnih podatkov. Torej se termostat 3D tiskalnika uporablja kot senzor, ki nadzoruje temperaturo grelne mize ali tiskalne glave. Eden od najpogosteje uporabljenih termistorjev je lastno omejevanje toka, na primer, ko je računalnik vklopljen. Dejstvo je, da ko je moč vklopljena, se začetni kondenzator, ki ima veliko kapaciteto, prazni, kar ustvarja veliko moč toka v vezju. Ta tok lahko zažge celoten čip, tako da vezje vključuje termistor. Ta naprava je imela sobno temperaturo in ogromno odpornost v času stikala. Ta odpornost učinkovito zmanjšuje skok trenutne moči ob zagonu. Nato se naprava segreje skozi tok, ki poteka skozi to in razporeditev toplote, in njen upor se močno zmanjša. Umerjanje termistorja je takšno, da obratovalna temperatura računalniškega čipa vodi v praktično imobilizacijo upora termistorja in na njem ni padca napetosti. Po izklopu računalnika,termistor se hitro ohladi in obnovi upor. Zato je uporaba termistorjev za omejitev zagonskega toka stroškovno učinkovita in preprosta.

Primeri termistorjev

Trenutno je na voljo široka paleta izdelkov, ki so na voljo za prodajo, navajamo značilnosti in področja uporabe nekaterih od njih:

Termometer B57045-K s ključem ima nazivno impedanco 1 kOm s toleranco 10%. Uporablja se kot senzor za merjenje temperature domače in avtomobilske elektronike.

Naprava za disk B57153-S ima največji dovoljeni tok 18 A z uporom 15 ohmov pri sobni temperaturi. Uporablja se kot omejevalnik zagonskega toka.