Что такое позистор: принцип работы и параметры терморезистора

Что такое термистор и позистор и где они применяются

Термистор — это полупроводниковый компонент с электрическим сопротивлением, зависящим от температуры. Этот компонент, изобретенный в 1930 году ученым Сэмюэлем Рубеном, по сей день широко используется в технике.

Термисторы изготавливаются из различных материалов, температурный коэффициент сопротивления (ТКС) которых достаточно высок, значительно выше металлических сплавов и чистых металлов, то есть из специальных и специфических полупроводников.

Непосредственно основной резистивный элемент получают методом порошковой металлургии, обрабатывая халькогениды, галогениды и оксиды некоторых металлов, придавая им различные формы, например форму дисков или стержней различных размеров, больших шайб, средних трубок, тонких пластинок, мелких жемчужин размером от нескольких микрон до десятков миллиметров.

По характеру корреляции между сопротивлением элемента и его температурой термисторы делятся на две большие группы: на позисторы и термисторы. У позисторов есть положительный TCS (по этой причине позисторы также называют термисторами PTC), а у термисторов — отрицательный (поэтому они называются термисторами NTC).

Термистор — это резистор, зависящий от температуры, сделанный из полупроводникового материала, который имеет отрицательный температурный коэффициент и высокую чувствительность, позистор — это резистор, зависящий от температуры, с положительным коэффициентом. Следовательно, с повышением температуры корпуса позистора увеличивается и его сопротивление, а с повышением температуры термистора соответственно уменьшается его сопротивление.

Материалами для термисторов сегодня являются: смеси поликристаллических оксидов переходных металлов, таких как кобальт, марганец, медь и никель, соединения типа IIIIBV, а также легированные стеклянные полупроводники, такие как кремний и германий, и некоторые другие вещества. Обращают на себя внимание позисторы в твердом растворе на основе титаната бария.

Термисторы можно разделить на:

Низкотемпературный класс (рабочая температура ниже 170 К);

Среднетемпературный класс (рабочая температура от 170 К до 510 К);

Высокотемпературный класс (рабочая температура от 570 К и выше);

Отдельный высокотемпературный класс (рабочая температура от 900К до 1300К).

Все эти элементы, как термисторы, так и позисторы, могут работать в различных внешних климатических условиях и при значительных внешних физических и токовых нагрузках. Однако в тяжелых термоциклических режимах их исходные термоэлектрические характеристики, такие как номинальное сопротивление при комнатной температуре и коэффициент сопротивления при температуре, со временем меняются.

Также существуют комбинированные компоненты, например, термисторы косвенного нагрева. Корпуса таких устройств содержат сам термистор и гальванически изолированный нагревательный элемент, который задает начальную температуру термистора и, следовательно, его начальное электрическое сопротивление.

Эти устройства используются как переменные резисторы, регулируемые напряжением, приложенным к нагревательному элементу термистора.

В зависимости от того, как выбирается рабочая точка на ВАХ того или иного компонента, определяется также режим работы термистора в цепи. И та же ВАХ связана с конструктивными особенностями и температурой корпуса компонента.

Термисторы с рабочей точкой, установленной на линейном участке характеристики I — V.

Полировка волос, что это за процедура, плюсы и минусы полировки волос

Но рабочая точка традиционно устанавливается на нисходящем участке ВАХ (термисторы NTC), если термистор используется, например, как пускатель, реле времени, в системе отслеживания и измерения интенсивности СВЧ излучения, в системах пожарной сигнализации, терморегуляции, в установках для контроля расхода сыпучих и жидких веществ.

Наибольшей популярностью сегодня пользуются среднетемпературные термисторы и позисторы с ТКС от -2,4 до -8,4% на 1 К. Они работают в широком диапазоне сопротивлений от Ом до МОм.

Существуют позисторы с относительно низким TCR от 0,5% до 0,7% на 1 К, изготовленные на основе кремния. Их сопротивление изменяется почти линейно. Такие позисторы широко используются в системах стабилизации температуры и системах активного охлаждения силовых полупроводниковых переключателей в различных современных электронных устройствах, особенно мощных. Эти компоненты легко встраиваются в схемы и не занимают много места на плате.

Типичный позистор представляет собой керамический диск, иногда несколько элементов устанавливают последовательно в одном корпусе, но чаще — в едином исполнении в защитном эмалевом покрытии. Позиторы часто используются в качестве предохранителей для защиты электрических цепей от скачков и токов, а также в качестве датчиков температуры и самостабилизирующихся элементов, благодаря их простоте и физической устойчивости.

Термисторы широко используются во многих областях электроники, особенно там, где важен точный контроль температурного процесса. Это касается оборудования передачи данных, информационных технологий, высокопроизводительных процессоров и высокоточного промышленного оборудования.

Один из самых простых и популярных примеров применения термисторов — эффективное ограничение пускового тока. В момент подачи напряжения на источник питания от сети происходит чрезвычайно резкий заряд конденсатора значительной емкости и в первичной цепи протекает большой ток заряда, который может сжечь диодный мост.

Этот ток здесь есть и ограничивается термистором, то есть этот компонент схемы меняет свое сопротивление в зависимости от протекающего по нему тока, так как по закону Ома он нагревается. Затем термистор восстанавливает свое первоначальное сопротивление через несколько минут, как только он остынет до комнатной температуры.

Видео

Главные параметры

При выборе детали важно ориентироваться на ее показатели и характеристики, которые различаются в зависимости от типа, производителя, исходного материала и других показателей. При выборе товара необходимо выяснить основные параметры и определить, подходят ли они для решения поставленной задачи

При покупке нужно убедиться, что деталь подходит по размеру и соответствует таблице (на схеме). Параметры измеряются в Ом и указываются относительно текущей температуры в градусах Цельсия или Кельвина. Если деталь рассчитана на работу при температуре от -100 до +200 градусов Цельсия, то температурный режим для помещения принимается на уровне 20-25 градусов Цельсия.

Параметр отражает тепловую инерцию. При расчете учитывается время, необходимое для изменения температуры термометра сопротивления на 63% разницы t между элементом и окружающим воздухом. В большинстве случаев предполагается, что этот параметр равен 100 градусам Цельсия. TCS (в% на градус Цельсия).

Как правило, этот показатель назначается для той же температуры t, что и хладостойкость. В такой ситуации в обозначении используются другие цифры: в. Диссипативная мощность Pmax (максимально допустимый параметр), Вт. По этому показателю можно судить о пределе, до достижения которого не происходит необратимых изменений в полупроводнике (параметры остаются прежними). В этом случае исключено превышение температуры tmax при достижении Pmax.

Температура tmax — максимально допустимый параметр, при котором характеристики термистора остаются неизменными в течение длительного времени (на уровне, установленном производителем). Коэффициент энергетической чувствительности (измеряется в Вт / процент * R). Обозначение — G. Индикатор отражает мощность, которую необходимо рассеять на детали для уменьшения параметра R на один процент.

Коэффициент диффузии (измеряется в ваттах на градус Цельсия). Условное обозначение — H. Параметр отражает мощность, рассеиваемую терморезистором, когда разница температур между деталью и окружающим воздухом составляет один градус. Коэффициенты (G и H), обсужденные выше, зависят от характеристик используемого полупроводника и характеристик теплообмена между продуктом и окружающей средой. Параметры связаны между собой специальной формулой — G = H / 100a.

Элемент в цепи охладителей

Если задняя часть холодильника — радиатор — не нагревается, то для самостоятельного ремонта необходимо ознакомиться с тем, как управлять позистором. В холодильнике можно использовать 2 типа пускателей: с позисторами и с электромагнитными реле. Первые тратят часть энергии на потери тепла в сопротивлении элемента, вторые менее надежны, но не нагреваются.

Большинство плюсов в холодильниках должны иметь сопротивление около 20-30 Ом. В нагретом состоянии она может составлять несколько килоом. Если значения значительно превышают указанные, элемент необходимо заменить. Перед выполнением измерений важно дать термистору PTC остыть до комнатной температуры.

Виды по типу нагрева

Нагрев может быть следующих видов (соответствует 2 типам термометров сопротивления):

• прямой. Температура самого элемента изменяется под воздействием протекающего по нему тока или окружающего воздуха (климатические условия, среда, устройство);
• косвенный. Температура повышается из-за элементов, окружающих датчик в непосредственной близости. В этом случае детали никак не связаны. Сопротивление полупроводника обусловлено преобразованиями, модуляциями мощности и другими характеристиками тока на ближайших элементах. Изделия с непрямым принципом работы используются, например, в комбинированных мультиметрах.

Зачем нужна система в кинескопах?

На экранах телевизоров без системы размагничивания изображение будет искажаться из-за небольшого воздействия электромагнитного поля. Его излучают все бытовые приборы, поверхность Земли пронизана невидимыми волнами.

Так что рядом с телевизорами часто встречаются усилители, большие колонки, нагревательные элементы. Без экранной маски изображение было бы необратимо искаженным. Во время начальной работы через позистор протекает небольшой ток, который не вызывает его перегрева. В этом случае маска физически испытывает напряжение от возникающего поля.

Именно это приложенное магнитное поле размагничивает маску при включении телевизора. Часто этот процесс сопровождается звуком, сравнимым со звуком гонга. Чем больше диагональ экрана, тем выше тональность звука. Позистор в это время пропускает через себя ток большой амплитуды, что приводит к его нагреву. Происходит увеличение сопротивления и элемент блокирует цепь.

Где находится на схеме

Отображение термистора на схеме может отличаться. Товар легко найти по обозначениям t и t0. Внешне это отражается как сопротивление, через которое полоса проходит по диагонали с «опорой» ниже t0 снизу. Основные обозначения — R1, TH1 или RK1.

Если вы не уверены в своем применении, вы можете нагреть термистор и понаблюдать за его поведением. Если сопротивление изменится, это нужный элемент.

Термисторы используются практически везде: в зарядных картах, автомобильных усилителях, блоках питания ПК, литий-ионных аккумуляторах и других устройствах. Найти их на схеме несложно.

Принцип работы термистора

Во многих случаях явление температурной зависимости сопротивления вредно. Следовательно, низкое сопротивление нити накаливания в холодном состоянии вызывает выгорание в момент зажигания. Изменение значения сопротивления постоянных резисторов при нагреве или охлаждении приводит к изменению параметров схемы.

Разработчики борются с этим явлением, выпускаются резисторы с пониженным TCR — температурным коэффициентом сопротивления. Такие элементы дороже обычных. Но есть электронные компоненты, в которых зависимость сопротивления от температуры ярко выражена и нормирована. Эти элементы называются термисторами (термисторами) или термисторами.

Виды и устройство терморезисторов

Термисторы можно разделить на две большие группы в зависимости от изменения температуры:

• если сопротивление уменьшается при нагреве, такие термисторы называют термисторами NTC (с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления);
• если сопротивление увеличивается при нагреве, термистор имеет положительную ТКС (характеристика PTC) — такие элементы еще называют позисторами.

Тип термистора определяется свойствами материалов, из которых они изготовлены. Металлы при нагревании увеличивают сопротивление, поэтому на их основе (точнее на основе оксидов металлов) изготавливают термометры сопротивления с положительным ТКС. Полупроводники имеют обратную зависимость, поэтому элементы NTC состоят из них. Температурно-зависимые ячейки с отрицательным ТКС теоретически можно сделать на основе электролитов, но на практике такой вариант крайне неудобен. Его ниша — лабораторные исследования.

Конструкция термисторов может быть разной. Выпускаются они в виде цилиндров, бусинок, шайб и т.д. С двумя выводами (как у обычного резистора). Вы можете выбрать наиболее удобный модуль для установки на рабочем месте.

Основные характеристики

Наиболее важной характеристикой любого термистора является его температурный коэффициент сопротивления (TCR). Показывает, насколько сопротивление изменяется при нагревании или охлаждении на 1 градус Кельвина.

Хотя изменение температуры, выраженное в градусах Кельвина, равно изменению в градусах Цельсия, градусы Кельвина по-прежнему используются в характеристиках тепловых сопротивлений. Это связано с широким применением в расчетах уравнения Стейнхарта-Харта и включает температуру в К.

TCS отрицательный для термисторов NTC и положительный для позисторов.

Еще одна важная особенность — номинальное сопротивление. Это значение сопротивления при 25 ° C. Зная эти параметры, легко определить применимость RTD для конкретной цепи.

Также при использовании термисторов важны такие характеристики, как номинальное и максимальное рабочее напряжение. Первый параметр определяет напряжение, при котором элемент может работать длительное время, а второй — напряжение, выше которого работа терморезистора не гарантируется.

Для позисторов важным параметром является эталонная температура, точка на графике зависимости сопротивления от нагрева, при которой происходит обрыв характеристики. Определяет рабочую область резистора PTC.

При выборе термистора следует также обратить внимание на его температурный диапазон. За пределами области, указанной производителем, его характеристика не стандартизирована (это может привести к ошибкам в работе оборудования) или термистор вообще не работает.

Условно-графическое обозначение

На схемах УГО термистор может немного отличаться, но основным признаком теплового сопротивления является символ t рядом с прямоугольником, символизирующим резистор. Без этого символа невозможно определить, от чего зависит сопротивление: подобные УГО имеют, например, варисторы (сопротивление определяется приложенным напряжением) и другие элементы.

Иногда на УГО наносят дополнительное обозначение, определяющее категорию термистора:

• NTC для элементов с отрицательной TCS;
• PTC для термисторов PTC.

Эта функция иногда обозначается стрелками:

• односторонний для PTC;
• разнонаправленный для NTC.

Буквенное обозначение может быть разным: Р, РК, ТН и т.д.

Где используется (сфера применения)

Термисторы активно используются в различных областях, тесно связанных с электроникой. Они особенно важны при реализации процессов, зависящих от правильной настройки температурного режима.

Такой подход актуален для информационных технологий, устройств передачи информации, высокоточного промышленного оборудования и т.д.

Распространенный способ использования термисторов — ограничить токи, возникающие при запуске устройств.

Когда на источник питания подается напряжение, конденсатор быстро приобретает емкость, что приводит к увеличению протекания тока. Если этот параметр не ограничен, велик риск повреждения (поломки) диодного моста.

Для защиты дорогостоящего агрегата используется термистор — элемент, ограничивающий ток в случае резкого нагрева. После нормализации режима температура снижается до безопасного уровня, а сопротивление термистора возвращается к исходному уровню.

Классификация по температурному срабатыванию

Термисторы различаются температурой, на которую они реагируют при активации. С этой позиции различают следующие типы деталей:

1. НИЗКАЯ ТЕМПЕРАТУРА. Такие элементы работают при температурах ниже 170 Кельвина (минус 1020С). 1 Кельвин = минус 272,150С.
2. СРЕДНЯЯ ТЕМПЕРАТУРА. Здесь рабочий диапазон выше и составляет от 170 до 510 Кельвинов.
3. ВЫСОКАЯ ТЕМПЕРАТУРА. Термисторы этого класса работают при температурах от 570 Кельвинов.
4. ОТДЕЛЬНЫЙ КЛАСС. Единая группа термометров сопротивления для высоких температур, работающих в диапазоне от 900 до 1300 К.

Независимо от типа (позисторы, термисторы) термисторы могут работать в различных температурных условиях и внешних условиях. В процессе эксплуатации в условиях частых перепадов температур исходные параметры детали могут изменяться.

Речь идет о двух параметрах: сопротивлении детали при комнатной температуре и коэффициенте сопротивления.

Базовые характеристики терморезисторов

При оценке термисторов необходимо учитывать и анализировать их характеристики:

1. Вольт-амперная характеристика: кривая на графике, показывающая зависимость напряжения на образце от тока, протекающего через термистор. График построен с учетом теплового равновесия с окружающей природой. Графики разные для позисторов и термисторов.
2. Температурная характеристика. При построении графика определенным образом снимается зависимость сопротивления от температуры. По оси R параметр устанавливается по принципу десятикратного увеличения (10X), а по оси времени пропускается участок в диапазоне от нуля до 223 Кельвина.
3. Функция обогрева. С помощью графика можно увидеть параметры терморезисторов, работающих по косвенному принципу. Другими словами, кривая отражает зависимость сопротивления детали от подаваемой на нее мощности. При указании графика шкала сопротивления берется с учетом 10Х.

Общий принцип действия

Термисторы делаются максимально чувствительными к изменению температуры, потому что работают по такому принципу. В отсутствие нагрева атомы, составляющие деталь, находятся в правильном порядке и образуют длинные линии.

В случае нагрева количество активных носителей заряда увеличивается. Чем больше таких агрегатов, тем больше проводимость материала.

Изучая кривую сопротивления как функцию температуры, можно увидеть характеристики нелинейного типа. При этом термистор показывает лучшие характеристики в диапазоне от -90 до +130 градусов.

важно учитывать, что принцип работы таких деталей основан на соотношении температурного режима и металлов в составе детали.

Сам термистор выполнен с использованием полупроводниковых соединений (оксидов, марганца, меди, никеля, силикатов, железа и других). Эти компоненты способны реагировать на малейшее изменение температуры.

Генерируемое электрическое поле толкает электрон, который движется, пока не ударится об атом. По этой причине движение электрона затруднено.

С повышением температуры атомы движутся более активно. В этих обстоятельствах первоначальный акт быстрее сталкивается с другим элементом. Результат — дополнительное сопротивление.

После понижения рабочей температуры электроны «опускаются» на нижние валентные уровни и переходят в невозбужденное состояние. Другими словами, они меньше двигаются и не создают сопротивления.

В случае повышения температуры увеличивается и показатель R. Но здесь необходимо учитывать тип термистора, от которого зависит принцип увеличения и увеличения сопротивления изменению температурного режима.

NTC

Термисторы NTC выпускаются с отрицательным температурным коэффициентом. Их характеристика — большая чувствительность, высокий температурный коэффициент (на один-два порядка выше, чем у металла), малые габариты и широкий температурный диапазон.

Полупроводники NTC просты в использовании, стабильны в работе и выдерживают серьезные перегрузки.

Особенность NTC в том, что их сопротивление увеличивается с понижением температуры. И наоборот, если t уменьшается, параметр R увеличивается. При производстве таких деталей используются полупроводники.

Принцип работы прост. С повышением температуры количество носителей заряда резко увеличивается, и электроны направляются в зону проводимости. Помимо полупроводников, при изготовлении детали также могут использоваться переходные металлы.

При анализе NTC необходимо учитывать коэффициент бета. Это важно, если продукт используется для измерения температуры, для графиков усреднения и для расчетов с использованием микроконтроллеров.

Обычно термисторы NTC используются в диапазоне температур от 25 до 200 градусов. Следовательно, их можно использовать для измерений в заданных пределах.

Отдельно стоит рассмотреть сферу их использования. Эти компоненты имеют невысокую цену и полезны для ограничения пусковых токов при запуске электродвигателей, для защиты литиевых аккумуляторов и для уменьшения зарядных токов источника питания.

Термистор NTC также используется в автомобиле, датчик, используемый для определения того, когда кондиционер в автомобиле выключен и включен.

Еще одно приложение — мониторинг температуры двигателя. Если предел безопасности превышен, на реле отправляется команда, после чего двигатель выключается.

Читайте также:

Как проверить транзистор мультиметром

Не менее важным элементом является датчик пожара, который обнаруживает повышение температуры и вызывает тревогу.

Термисторы NTC обозначаются буквами или цветом с полосами, кольцами или другими символами. Варианты маркировки зависят от производителя, типа продукта и других параметров.

Пример обозначения 5D-20, где первая цифра показывает сопротивление термистора при 25 градусах Цельсия, а цифра рядом с ней (20) — диаметр.

Чем выше этот параметр, тем больше рассеиваемая мощность изделия. Чтобы не запутаться в маркировке, рекомендуется использовать официальную документацию.

PTC

В отличие от описанных выше термисторов, термисторы PTC имеют положительный коэффициент сопротивления. Это означает, что при нагревании детали ее сопротивление также увеличивается. Такие изделия активно использовались в старых телевизорах, оснащенных цветными телескопами.

На сегодняшний день существует два типа термисторов PTC (по количеству выводов) — с двумя и тремя отводами. Отличие трехштырьковых изделий в том, что они включают в себя два позитрона, имеющих форму «пилюль», установленных в одном корпусе.

Внешне может показаться, что эти элементы идентичны, но на практике это не так. Одна из «таблеток» поменьше. Сопротивление также различается: от 1,3 до 3,6 кОм в первом случае и от 18 до 24 Ом для второго планшета этого типа.

Двухполюсные термисторы изготавливаются из полупроводникового материала (чаще всего Si — кремний). Внешне изделие выглядит как блюдце с двумя выводами на разных концах.

Термисторы PTC используются во множестве приложений. Чаще всего они используются для защиты электрооборудования от перегрузки или перегрева и для безопасного поддержания температуры.

Основные области применения:

1. Защита электродвигателей. Задача изделия — защитить обмотку от перегорания при заклинивании ротора или выходе из строя системы охлаждения. Позистор играет роль датчика, подключенного к устройству управления с исполнительным реле, контакторами и пускателями. Когда возникает форс-мажорная ситуация, сопротивление увеличивается, и на элемент управления поступает сигнал, который дает команду на остановку двигателя.
2. Защита обмоток трансформатора от перегрева или перегрузки. В такой схеме позистор установлен в цепи первичной обмотки.
3. Нагревательный элемент в клеевых пистолетах.
4. В машинах для обогрева всасывающего тракта.
5. ЭЛТ размагничивания ЭЛТ и так далее

Разница между термистором и другими датчиками

Помимо термисторов, используется еще несколько типов датчиков температуры. Наиболее распространены резистивные датчики температуры (RTD) и интегральные схемы (IC), такие как типы LM335 и AD590. Какой датчик лучше всего подходит для конкретного применения, зависит от многих факторов. В таблице ниже представлено быстрое сравнение преимуществ и недостатков каждого из них.

Параметр	Термистор	RTD	LM335	AD592
Разница температур	В пределах ~ 50 ° от заданной внутренней температуры	От −260 ° C до + 850 ° C	От -40 ° C до + 100 ° C	От -20 ° C до + 105 ° C
Относительная стоимость	Экономическая	Дорогой	Дорогой	Дорогой
Постоянное время	От 6 до 14 секунд	От 1 до 7 секунд	От 1 до 3 секунд	От 2 до 60 секунд
Стабильность	Очень стабильный, 0,0009 ° C	~ 0,05 ° С	~ 0,01 ° С	~ 0,01 ° С
Чувствительность	Высокий	Короткий	Короткий	Короткий
Преимущества	Длительный срок службы Длительный срок службы Высокая чувствительность Малый размер Самая низкая стоимость Идеально подходит для одноточечного измерения температуры	Лучшее время отклика Линейный выход Более широкий диапазон рабочих температур Идеально подходит для измерения диапазона температур	Умеренно дорогой линейный вывод	Умеренно дорогой линейный вывод
Растрескивание	Нелинейный выход Ограниченный диапазон температур Медленное время отклика	Уважаемый Низкая чувствительность	Ограниченный температурный диапазон Низкая чувствительность Большой размер	Более медленное время отклика Ограниченный диапазон температур Низкая чувствительность Большой размер

Температурный диапазон: приблизительный общий температурный диапазон, в котором можно использовать датчик данного типа. В определенном диапазоне температур одни датчики работают лучше, чем другие.

Читайте также: Грабли — необходимый и нужный инструмент для клумбы на дачном участке, виды и описание

Относительная стоимость: относительная стоимость при сравнении этих датчиков друг с другом. Например, термисторы дешевы по сравнению с RTD, отчасти потому, что платина является предпочтительным материалом для RTD.

Постоянная времени: приблизительное время перехода от одного значения температуры к другому. Это время в секундах, за которое термистор достигает 63,2% разницы температур от начального до окончательного показания.

Стабильность: способность контроллера поддерживать постоянную температуру на основе обратной связи от датчика температуры.

Чувствительность: степень реакции на изменение температуры.

Определяем характеристики по маркировке

Широкая область применения термисторов PTC предполагает их широкий спектр, поскольку характеристики этих устройств должны соответствовать различным условиям эксплуатации. В связи с этим для тестирования очень важно определить серию элемента, маркировка нам в этом поможет.

Для примера возьмем радиокомпонент C831, фото которого представлено ниже. Посмотрим, что можно определить по надписям на теле детали.

Учитывая надпись «РТС», можно сказать, что этот элемент является позистором «С831». После формирования запроса в поисковой системе (например, «РТС С831 datasheet») находим спецификацию (datasheet). Из него мы узнаем название (B59831-C135-A70) и детали серии (B598 * 1), а также основные параметры (см. Рис. 3) и назначение. Последнее свидетельствует о том, что элемент может играть роль самовосстанавливающегося предохранителя, защищающего цепь от короткого замыкания и защиты от перегрузки (перегрузки по току).

Преимущества и недостатки NTC и PTC

Термисторы NTC прочны, надежны и стабильны и способны выдерживать экстремальные условия окружающей среды и обладают большей помехозащищенностью, чем другие типы датчиков температуры.

• Компактный размер — варианты упаковки позволяют им работать в небольших или ограниченных пространствах; таким образом занимая меньше места на печатной плате.
• Быстрое время отклика: небольшой размер позволяет быстро реагировать на изменения температуры, что важно, когда требуется немедленная обратная связь.
• Экономичность: термисторы не только дешевле других типов датчиков температуры; Если термистор, который вы приобрели, имеет правильную кривую RT, дальнейшая калибровка во время установки или в течение срока его службы не требуется.
• Соответствие соответствия: возможность получить определенное сопротивление при определенной температуре.
• Адаптация кривой: сменные термисторы с точностью от + 0,1 ° C до + 0,2 ° C.

Как проверить термистор на работоспособность

Первая проверка исправности термистора — это измерение номинального сопротивления обычным мультиметром. Если измерение проводится при комнатной температуре, которая не сильно отличается от +25 ° C, измеренное сопротивление не должно существенно отличаться от указанного на корпусе или в документации.

Если температура окружающей среды выше или ниже указанного значения, необходимо внести небольшую поправку.

Можно попробовать снять характеристическую температуру термистора — сравнить с указанной в документации или сбросить для элемента неизвестного происхождения.

Доступны три температуры, которые могут быть получены с достаточной точностью без измерительных инструментов:

• тающий лед (можно брать в холодильник) — около 0 ° С;
• тело человека — около 36 ° C;
• кипяток — около 100 ° С.

По этим точкам можно вывести приблизительную зависимость сопротивления от температуры, но для позисторов это может не сработать: на графике их TCR есть области, где R не определяется температурой (ниже эталонной температуры). Если есть градусник, можно снимать особенность в нескольких местах — опускать термистор в воду и нагревать. Каждые 15… 20 градусов необходимо измерять сопротивление и наносить значение на график. Если нужно убрать параметры выше 100 градусов, можно использовать масло вместо воды (например, автомобильное масло — моторное или трансмиссионное).

На рисунке показаны типичные зависимости резисторов от температуры — сплошная линия для PTC, пунктирная линия — для NTC.

Проверка электронным мультиметром

Следует отметить, что резисторы достаточно надежны, поэтому их следует проверять, предварительно убедившись в исправности остальных элементов. В первую очередь обратите внимание на сопротивления в цепях, в которых ранее были обнаружены неисправные элементы.

Сама процедура проверки довольно проста, но требует выполнения определенных действий.

Для проверки воспользуемся электронным мультиметром. Датчики прибора должны быть подключены к разъемам COM и VΩmA. Полярность подключения щупов к клеммам проверяемого объекта не имеет значения. Переключатель тестера необходимо установить в положение омметра (сектор отмечен знаком Ω). Цифры указывают верхний предел измеренного значения.

Перед началом проверки соедините щупы между собой, при этом показания прибора должны быть нулевыми, что говорит о исправности прибора и проводов щупа. Если переключатель установлен на наименьший предел измерения, прибор может отображать значение, равное единицам Ом. Эту неточность необходимо учитывать при измерении небольших количеств. Кроме того, резисторы имеют допустимое отклонение от номинала, если точные данные не удалось найти, ошибку в 10 процентов можно считать нормальной.

Для начала необходимо определить номинальное сопротивление проверяемого элемента. Сделать это можно несколькими способами:

1. На устаревших элементах номинальное значение сопротивления указывается на корпусе резистора.
2. Современные элементы имеют цветовую маркировку. Это набор цветных колец, наносимых на тело. С их помощью шифруется сопротивление. Вам необходимо взять таблицу цветовой кодировки и определить нужное значение.
3. Если вы проверяете предмет с электронной доски, то рядом с предметом стоит его обозначение в виде буквы R и порядкового номера. Можно взять схему электронного устройства и определить рейтинг по обозначению. Иногда это значение указывается прямо на печатной плате.

Постоянный резистор

Проверку проводим в следующей последовательности:

• очищаем провода резистора от оксидов и примесей;
• выставляем на мультиметре предел измерения, который немного выше номинала;
• кладем элемент на диэлектрическую поверхность;
• щупы прибора прижимаем к выводам резистора, щупы при этом нельзя трогать пальцами.

На экране мы видим три варианта показаний:

1. Единица на экране устройства показывает, что сопротивление резистора больше установленного предела измерения. Проверить, правильно ли выбран предел измерения, нет ли ошибки, есть ли разрыв цепи между выводами элемента. Этот элемент неисправен и подлежит замене.
2. Ноль означает, что кабели закорочены. Товар неисправен.
3. Если на экране отображается другое число, сравните его с номинальным значением сопротивления резистора. Измеренное значение не должно отличаться от номинального более чем на 10%. Для уточнения, при проверке резистора на 1 тыс. Ом прибор может показывать значение от 900 Ом до 1100 Ом, в обоих случаях элемент можно считать ремонтируемым. При измерении значений ниже ста Ом не забудьте вычесть из полученного значения сопротивление щупов.

Тестирование подстроечного резистора

Переменный резистор имеет на корпусе три проводника. Для проверки необходимо определить, к какому терминалу подключен мобильный (центральный) контакт. Для этих целей можно использовать справочные данные, если такой возможности нет, мы определим это в процессе замеров:

1. Переместите ручку резистора в среднее положение.
2. Выполняем все действия, указанные для постоянных резисторов, но измерения проводятся попарно между первым и вторым, вторым и третьим, третьим и первым выводами. Крутящий момент, между которым сопротивление будет максимальным — это крайние выводы. Сравниваем это значение с номиналом по аналогии с постоянными резисторами. Если все в порядке, будем проверять.
3. Переместите курсор в одно из крайних положений. Делаем замер между средним и крайним выводами, должно получиться нулевое и номинальное значение. Если данные отличаются (допускается небольшая ошибка), товар неисправен.
4. Повторяем измерение во втором крайнем положении курсора, теперь показания должны поменять положение (где был ноль, будет номинал и наоборот).
5. Подключаем щупы к центральному выходу и к любому крайнему. Осторожно переместите ручку и следите за показаниями прибора. Сопротивление должно изменяться без скачков, если прибор показывает единицу, это говорит о том, что в данном положении ползунка контакт неисправен или пропадает полностью, а значит, такое сопротивление нормально работать не будет и его нужно менять.

Проверка элемента на плате

Иногда разборка элементов с платы сопряжена с рядом сложностей, поэтому будет нелишним узнать, как проверить мультиметром резистор, не паяя его. Это уже более сложная задача. Чтобы провести проверку правильно, необходимо изучить схему, в которой он установлен.

Дело в том, что различные компоненты и способ их подключения относительно тестируемого резистора по-разному влияют на показания тестера. Например, диод, подключенный параллельно, покажет нулевое сопротивление резистора, а резисторы или катушки индуктивности, подключенные параллельно, будут сильно искажать показания устройства. Поскольку мультиметр использует для своих измерений постоянное напряжение, конденсатор в цепи можно приравнять к разомкнутой цепи.

В сложной схеме сложно учесть все эти влияния, поэтому измерить точное значение сопротивления не удастся, но если изучить схему подробно, можно проверить, обрыв или короткое замыкание резистора. Если у вас есть сомнения в исправности элемента, вам нужно будет припаять хотя бы один контакт для полной проверки.

Многие мультиметры имеют режим выбора. В этом режиме прибор позволяет проверять электрические цепи с сопротивлением не более ста Ом, при превышении этого значения цепь не будет звучать и гудка не будет. Использование этого метода для контроля сопротивлений непрактично, поскольку непрерывность показывает только наличие или отсутствие контакта между зондами, но никоим образом не характеризует состояние радиокомпонента.

Зависимость сопротивления и температуры

Сопротивление идеальных полупроводников (количество дырок и носителей заряда одинаково) как функция температуры можно представить следующей формулой

R (T) = A esp (b / T)

где A, b — константы, зависящие от свойств материала и геометрических размеров.

Однако сложный состав и несовершенное распределение зарядов в полупроводниковом термисторе не позволяет напрямую использовать теоретическую зависимость и требует эмпирического подхода. Для термисторов NTC используется приближение Стейнхарта и Харта

Будет интересно➡ Как читать обозначение (маркировку) резисторов

1 / Т = а + Ь (lnR) + c (lnR) 3

R — сопротивление в Ом;

a, b, c — константы термистора, определенные при калибровке в трех температурных точках, расположенных не менее 10 ° C.

Стеклянный термистор.

Типичный термистор 10 кОм имеет коэффициенты в диапазоне 0-100 ° C, которые близки к следующим значениям:

• а = 1,03 · 10-3
• б = 2,93 · 10-4
• с = 1,57 · 10-7

Дисковые термисторы могут быть взаимозаменяемыми, то есть все датчики данного типа будут иметь одинаковую производительность в пределах допуска, указанного производителем. Наилучший возможный допуск обычно составляет ± 0,05 ° C в диапазоне от 0 до 70 ° C. Термисторы с бортиками не являются взаимозаменяемыми и должны калиброваться индивидуально.

Термисторы можно калибровать в жидкостных термостатах. Необходимо герметизировать термисторы, погрузив их в стеклянные трубки. Обычно для калибровки и расчета констант проводится сравнение термистора с образцом платинового термометра.

В диапазоне от 0 до 100 сравнение проводится в точках с интервалом 20 С. Погрешность интерполяции обычно не превышает 1-5 мК при использовании модифицированного уравнения Стейнхарта и Харта:

1 / Т = а + Ь (lnR) + c (lnR) 2 + d (lnR) 3

Также можно использовать контрольные точки: тройную точку воды (0,01 ° C), точку плавления галлия (29,7646 ° C), точки фазового перехода эвтектики и органических материалов.

Чтобы откалибровать несколько термисторов, вы можете соединить их последовательно, чтобы через них протекал одинаковый ток. При калибровке и использовании термисторов важно учитывать тепловое воздействие измерительного тока. Для термистора 10 кОм рекомендуется выбирать токи от 10 мкА (ошибка 0,1 мК) до 100 мкА (ошибка 10 мК).

Для начала определим тип радиодеталей как термисторы (или, как их еще называют, термисторы). Это полупроводниковый элемент, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры. Эта зависимость может быть:

1. Прямой (чем выше температура, тем выше сопротивление) — это тип PTC (положительный температурный коэффициент). Альтернативное название «positori”.
2. Противоположным (сопротивление увеличивается при понижении температуры и наоборот) является тип NTC (от англ. Negative Temperature Coefficient, т.е отрицательный / отрицательный температурный коэффициент).

Термисторы часто классифицируют по диапазонам рабочих температур:

• Низкая температура (ниже 170К);
• Среднетемпературный (170-510 К);
• Высокая температура (более 510 К).

Обозначение термистора показано на рисунке ниже.

Термисторное устройство.

Роль термодатчиков

Любая стиральная машина имеет встроенный датчик температуры воды, устройство, позволяющее следить за тем, чтобы вода нагревалась в установленном режиме. Как только заданная температура будет достигнута, нагревательный элемент (трубчатое электрическое сопротивление) отключается. Скорость нагрева зависит от мощности нагревательного элемента.

В стиральной машине установлены датчики трех типов:

• полный газа;
• биметаллический;
• термисторы.

Первый тип — это металлический круг диаметром 20-30 мм внутри резервуара и медная трубка, соединенная с регулятором температуры. Датчик заполнен фреоном, который может расширяться при повышении температуры. В определенный момент нагрев прекращается из-за замыкания контактов.

Во втором термостате находится металлическая или пластиковая пластина, которая изгибается под действием температуры, что также замыкает электрическую цепь.

Оба типа термостатов устанавливаются таким образом, чтобы иметь прямой контакт с водой, при этом они не располагаются рядом с нагревательным элементом. Также, когда вода остывает, электрическая цепь размыкается и нагрев возобновляется.

Современные модели оснащены термисторами. На электронагревателе устанавливаются цилиндрические устройства диаметром 10 мм. Когда вода нагревается, ее сопротивление изменяется. Термистор измеряет сопротивление, которое помогает определять показания температуры. Близость нагревательного элемента не влияет на работу датчика.

Варианты неисправностей в кинескопах

Если изображение искажается при первом включении или вы видите рябь и полосы, скорее всего, виноват позистор. Как проверить мультиметром элемент в цепи? На холодном контуре это сделать проще, потому что сопротивление позистора минимально.

Часто паяные контакты просто отрываются от продолжительной работы. Позистор относится к элементам схемы, которые постоянно работают в нагретом состоянии. Омметр используется для проверки подключения экранной маски к выходу второй ножки позистора. Если он минимальный, это говорит о надежном соединении. Изделие нельзя обрезать.

Если термистор PTC неисправен и закорочен, предохранитель источника питания перегорит при первом включении. Если это происходит без видимого короткого замыкания в цепи, неисправность можно проверить, полностью отсоединив экранную маску и позистор.

Как рассчитать термистор?

Энергия заряженного конденсатора определяется по формуле:

1. E = (C * Vpeak²) / 2. …
2. Rном — номинальное сопротивление термистора при температуре 25 ° С
3. Imax — максимальный ток через термистор (максимальный установившийся ток)

Что измеряет термистор?

Термистор (термистор, термическое сопротивление) — это полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от его температуры. Термистор был изобретен Самуэлем Рубеном в 1930 году.

Для чего в блоке питания термистор?

Основная задача термистора в блоках питания — ограничение пускового тока. Когда питание включено, термистор имеет температуру окружающей среды и сопротивление в несколько Ом.