Термістори

Можна придбати термістори з опорами (при 25оС — температури, при якій звичайно визначається опір термістора) від одного ома до десяти мегоом і більше. Опір залежить від розміру і форми термістора, однак, для кожного визначеного типу номінали опори можуть відрізнятися на 5−6 порядків, що досягається шляхом простої зміни оксидної суміші. При заміні суміші також і змінюється і вид температурної залежності опору (R-T крива) і міняється стабільність при високих температурах. На щастя термістори з високим опором, достатнім для того, щоб використовувати їх при високих температурах, також володіють, як правило, більшою стабільністю.

Недорогі термістори звичайно мають досить великі допуски параметрів. Наприклад, припустимі значення опорів при 25 ос змінюються в діапазоні від % до. При більш високих чи низьких температурах розкид параметрів ще більше збільшується. Для типового термістора, що має чутливість 4% на градус Цельсія, що відповідають допуски вимірюваної температури міняються приблизно від про до 25 ос при 25 ос. Високоточні термістори будуть розглядатися в даній статті нижче.

Раніше було сказано, що термістори є пристроями з вузьким діапазоном. Це необхідно пояснити: більшість термісторів працює в діапазоні від -80 ос до 150 ос, і маються прилади (як правило, зі скляним покриттям), що працюють при 400 ос і великих температур. Однак для практичних цілей велика чутливість термісторів обмежує їх корисний температурний діапазон. Опір типового термістора може змінюватися в 10 000 чи 20 000 разів при температурах від -80 ос до +150 ос. Можна уявити собі труднощі при проектуванні схеми, що забезпечувала б точність вимірів на обох кінцях цього діапазону (якщо не використовується переключення діапазонів). Опір термістора, номінальне при нулі градусів, не перевищить значення декількох ом при.

400 ос. У більшості термісторів для внутрішнього приєднання виведень використовується пайка. Очевидно, що такий термістор не можна використовувати для виміру температур, що перевищують температуру плавлення припою. Навіть без пайки, епоксидне покриття термісторів зберігається лише при температурі не більш 200 ос. Для більш високих температур необхідно використовувати термістори зі скляним покриттям, що мають приварені чи вплавлені виведення.

Термістори — це резистори, і вони підкоряються закону Ома (E=Ix) — якщо не змінюється їхня температура. Варто пам’ятати, що досить лише декількох міліватів потужності для того, щоб збільшити температуру термістора на один градус і більш, і що опір зменшується приблизно на 4% на градус Цельсія. Якщо до термістора підключити джерело струму і повільно збільшувати струм, то буде видно, що напруга збільшується усе більш і більш повільно, тому що опір термістора зменшується. Очевидно, що напруга зовсім перестане збільшуватися і потім практично почне зменшуватися при подальшому збільшенні струму. На графіку представлені типові вольт-амперні криві. При малому струмі і малій потужності крива відповідає лінії постійного опору, свідчачи про те, що термістор нагрівається слабко. При збільшенні потужності видно, що опір термістора починає падати. В області великої потужності термістор у деякому змісті, працює, як негативний опір, тобто напруга на ньому зменшується при збільшенні струму.

Рис. Опір термістора з негативним ТКС зменшується в міру його нагрівання великими струмами доти, поки термістор не перейде в область негативних опорів: 1-падіння напруги- 2-струм- 3-рідина- 4-повітря.

Термістори знаходять застосування в багатьох областях. Практично жодна складна друкована плата не обходиться без термісторів. Вони використовуються в температурних датчиках, термометрах, практично в будь-якій, зв’язаній з температурними режимами, електроніці.

При стабільних умовах обидва термістори знаходяться в термічному рівновазі з температурою повітря і мають деякий опір. Якщо температура повітря швидко підвищується, той опір відкритого термістора стає менше, ніж опір закритого термістора.

Відношення опорів термісторів контролює електронна схема, і якщо це відношення перевищує граничний рівень, установлений на заводі, вона видає сигнал тривоги. Надалі такий принцип дії буде називатися «реакцією на швидкість підвищення температури». Якщо температура повітря підвищується повільно, то розходження опорів термісторів незначно. Однак, ця різниця стає вище, якщо з'єднати послідовно з закритим термістором резистор з високою температурною стабільністю. Коли відношення суми опорів закритого термістора і стабільного резистора й опору відкритого термістора перевищує поріг, виникає режим тривоги. Датчик формує режим «Тривога» при досягненні зовнішньої температури 60 °C поза залежністю від швидкості наростання температури.

Таким чином, термістори повсюдно використовуються в багатьох приладах, що оточують нас.

Список літератури

• ашков А.Г., Терморезистори і їхнє застосування. — М., 1997.

• ермоелектричні вимірювальні перетворювачі. Лекція за курсом «Електричні виміри механічних величин». — Ростов — на — Дону, 1987.

• емі К. Вимірювальні термопари і терморезистори. Переклад з журналу Отомесен. — 1998. — Т.33. — № 5.