Jebkura vadītāja pretestība parasti ir atkarīga no temperatūras. Metālu pretestība palielinās līdz ar karstumu. No fizikas viedokļa tas izskaidrojams ar kristāla režģa elementu termisko vibrāciju amplitūdas palielināšanos un virzītas elektronu plūsmas kustības pretestības palielināšanos. Elektrolītu un pusvadītāju pretestība karsējot samazinās - tas izskaidrojams ar citiem procesiem.
Saturs
Kā darbojas termistors
Daudzos gadījumos pretestības temperatūras atkarības parādība ir kaitīga. Tātad kvēlspuldzes kvēldiega zemā pretestība aukstā stāvoklī izraisa izdegšanu ieslēgšanas brīdī. Mainot fiksēto rezistoru pretestības vērtību sildīšanas vai dzesēšanas laikā, mainās ķēdes parametri.
Izstrādātāji cīnās ar šo parādību, rezistori tiek ražoti ar samazinātu TCR - pretestības temperatūras koeficientu. Šādas preces ir dārgākas nekā parasti. Bet ir tādi elektroniski komponenti, kuros pretestības atkarība no temperatūras ir izteikta un normalizēta. Šos elementus sauc par termistoriem (termiskās pretestības) vai termistoriem.
Termistoru veidi un ierīce
Termistorus var iedalīt divās lielās grupās atkarībā no to reakcijas uz temperatūras izmaiņām:
- ja karsējot krītas pretestība, sauc šādus termistorus NTC termistori (ar negatīvu temperatūras pretestības koeficientu);
- ja karsēšanas laikā pretestība palielinās, tad termistoram ir pozitīvs TCR (PTC raksturlielums) - šādus elementus sauc arī posistors.
Termistora veidu nosaka to materiālu īpašības, no kuriem izgatavoti termistori. Sildot, metāli palielina pretestību, tāpēc uz to bāzes (precīzāk, uz metālu oksīdu bāzes) tiek ražotas termiskās pretestības ar pozitīvu TCR. Pusvadītājiem ir apgriezta attiecība, tāpēc no tiem tiek izgatavoti NTC elementi. Termiski atkarīgus elementus ar negatīvu TCR teorētiski var izgatavot, pamatojoties uz elektrolītiem, taču šī iespēja praksē ir ārkārtīgi neērta. Viņa niša ir laboratorijas pētījumi.
Termistoru dizains var būt atšķirīgs. Tos ražo cilindru, lodīšu, paplāksņu utt. veidā. ar divām izejām (piemēram parastais rezistors). Jūs varat izvēlēties ērtāko formu uzstādīšanai darba vietā.
Galvenās īpašības
Jebkura termistora vissvarīgākā īpašība ir tā temperatūras pretestības koeficients (TCR).Tas parāda, cik ļoti mainās pretestība, kad to silda vai atdzesē par 1 grādu Kelvina.
Lai gan temperatūras izmaiņas, kas izteiktas Kelvina grādos, ir vienādas ar izmaiņām Celsija grādos, Kelvins joprojām tiek izmantots termiskās pretestības raksturlielumos. Tas ir saistīts ar plaši izplatīto Steinhart-Hart vienādojuma izmantošanu aprēķinos, un tas ietver temperatūru K.
TCR ir negatīvs NTC termistoriem un pozitīvs PTC termistoriem.
Vēl viena svarīga īpašība ir nominālā pretestība. Šī ir pretestības vērtība 25°C temperatūrā. Zinot šos parametrus, ir viegli noteikt termiskās pretestības pielietojamību konkrētai ķēdei.
Arī termistoru izmantošanai ir svarīgi tādi raksturlielumi kā nominālais un maksimālais darba spriegums. Pirmais parametrs nosaka spriegumu, pie kura elements var darboties ilgu laiku, bet otrais - spriegumu, virs kura termiskās pretestības darbība netiek garantēta.
Pozistoriem svarīgs parametrs ir atsauces temperatūra - punkts grafikā par pretestības atkarību no apkures, pie kura mainās raksturlielums. Tas nosaka PTC pretestības darba zonu.
Izvēloties termistoru, jums jāpievērš uzmanība tā temperatūras diapazonam. Ārpus ražotāja norādītās zonas tā raksturlielums nav standartizēts (tas var izraisīt kļūdas iekārtas darbībā) vai termistors tur parasti nedarbojas.
Nosacīts grafiskais apzīmējums
Diagrammās termistora UGO var nedaudz atšķirties, bet galvenā termiskās pretestības zīme ir simbols t blakus taisnstūrim, kas simbolizē rezistoru.Bez šī simbola nav iespējams noteikt, no kā ir atkarīga pretestība - līdzīgiem UGO ir, piemēram, varistori (pretestību nosaka pielietotais spriegums) un citus elementus.
Dažreiz UGO tiek piemērots papildu apzīmējums, kas nosaka termistora kategoriju:
- NTC elementiem ar negatīvu TCS;
- PTC posistoriem.
Šo raksturlielumu dažreiz norāda ar bultiņām:
- vienvirziena PTC;
- daudzvirzienu NTC.
Burtu apzīmējums var būt dažāds - R, RK, TH utt.
Kā pārbaudīt termistora veiktspēju
Pirmā termistora pārbaude ir nominālās pretestības mērīšana ar parasto multimetru. Ja mērījums tiek veikts istabas temperatūrā, kas ļoti neatšķiras no +25 ° C, tad izmērītajai pretestībai nevajadzētu būtiski atšķirties no tā, kas norādīta uz korpusa vai dokumentācijā.
Ja apkārtējās vides temperatūra ir augstāka vai zemāka par norādīto vērtību, jāveic neliela korekcija.
Var mēģināt paņemt termistora temperatūras raksturlielumu - salīdzināt ar dokumentācijā norādīto vai atjaunot nezināmas izcelsmes elementam.
Ir pieejamas trīs temperatūras, ko ar pietiekamu precizitāti izveidot bez mērinstrumentiem:
- kūstošs ledus (var ņemt ledusskapī) - apmēram 0 ° C;
- cilvēka ķermenis - apmēram 36 ° C;
- verdošs ūdens - apmēram 100 ° C.
No šiem punktiem var izdarīt aptuvenu pretestības atkarību no temperatūras, bet posistoriem tas var nedarboties - to TKS grafikā ir apgabali, kur R nenosaka temperatūra (zem atsauces temperatūras).Ja ir termometrs, varat ņemt raksturlielumu vairākos punktos - nolaižot termistoru ūdenī un sildot. Ik pēc 15 ... 20 grādiem ir nepieciešams izmērīt pretestību un attēlot vērtību grafikā. Ja jums ir nepieciešams ņemt parametrus virs 100 grādiem, ūdens vietā varat izmantot eļļu (piemēram, automašīnu - motoru vai transmisiju).
Attēlā parādītas tipiskas pretestības atkarības no temperatūras - nepārtraukta līnija PTC, pārtraukta līnija NTC.
Attiecīgā gadījumā
Acīmredzamākais termistoru lietojums ir kā temperatūras sensori. Šim nolūkam ir piemēroti gan NTC, gan PTC termistori. Ir nepieciešams tikai izvēlēties elementu atbilstoši darba zonai un ņemt vērā termistora raksturlielumus mērīšanas ierīcē.
Jūs varat izveidot siltuma releju - kad pretestība (precīzāk, sprieguma kritums pāri tai) tiek salīdzināta ar doto vērtību, un, kad tiek pārsniegts slieksnis, izeja pārslēdzas. Šādu ierīci var izmantot kā siltuma kontroles ierīci vai ugunsgrēka detektoru. Temperatūras mērītāju izveides pamatā ir netiešās apkures fenomens - kad termistoru silda no ārēja avota.
Arī termisko pretestību izmantošanas jomā tiek izmantota tieša apkure - termistoru silda ar strāvu, kas iet caur to. NTC rezistorus šādā veidā var izmantot, lai ierobežotu strāvu - piemēram, lādējot lielus kondensatorus, kad tie ir ieslēgti, kā arī ierobežot elektromotoru palaišanas strāvu utt. Aukstā stāvoklī termiski atkarīgiem elementiem ir liela pretestība.Kad kondensators ir daļēji uzlādēts (vai motors sasniedz savu nominālo ātrumu), termistoram būs laiks uzkarst ar plūstošo strāvu, tā pretestība samazināsies un tas vairs neietekmēs ķēdes darbību.
Tādā pašā veidā jūs varat pagarināt kvēlspuldzes kalpošanas laiku, iekļaujot tai virknē termistoru. Tas ierobežos strāvu vissarežģītākajā brīdī - kad ir ieslēgts spriegums (tieši šajā laikā vairums lampu neizdodas). Pēc sasilšanas tas vairs neietekmēs lampu.
Gluži pretēji, termistori ar pozitīvu raksturlielumu tiek izmantoti, lai aizsargātu elektromotorus darbības laikā. Ja strāva tinuma ķēdē palielinās motora apstāšanās vai pārmērīgas vārpstas slodzes dēļ, PTC rezistors uzkarst un ierobežos šo strāvu.
NTC termistorus var izmantot arī kā citu komponentu siltuma kompensatorus. Tātad, ja NTC termistors ir uzstādīts paralēli rezistoram, kas iestata tranzistora režīmu un kuram ir pozitīvs TKS, tad temperatūras izmaiņas ietekmēs katru elementu pretēji. Tā rezultātā tiek kompensēta temperatūras ietekme, un tranzistora darbības punkts nemainās.
Ir kombinētas ierīces, ko sauc par termistoriem ar netiešu apkuri. No temperatūras atkarīgs elements un sildītājs atrodas vienā šāda elementa korpusā. Starp tiem ir termiskais kontakts, bet tie ir galvaniski izolēti. Mainot strāvu caur sildītāju, var kontrolēt pretestību.
Inženierzinātnēs plaši izmanto termistori ar dažādiem raksturlielumiem. Papildus standarta lietojumprogrammām to darba jomu var paplašināt.Visu ierobežo tikai izstrādātāja iztēle un kvalifikācija.
Līdzīgi raksti:
