Терморезистори

ТR мають властивість змінювати свій електричний опір при зміні температури. Вони як чуттєві елементи в термометрах опорів одержали велике поширення.

ТR виготовляють як з металу так з п/п. Металеві ТR виготовляють із чистих металів: міді, платини, заліза і нікелю. Найбільше поширення для виготовлення терморезисторів одержали платина і мідь. Залізо і нікель володіють великим питомим опором і значно більш високим, ніж інші метали, температурним коефіцієнтом опору, однак вони сильно окисляються і, крім того, їх важко виготовити в чистому виді.

Сплави металів для виготовлення ТR не застосовуються. Пояснюється це тим, що при додаванні в метали незначних домішок порушується стабільність характеристики і зменшується температурний коефіцієнт сполучення, що характеризують чутливість ТR до зміни температури.

Напівпровідникові ТR (термістори) набули широкого застосування в автоматиці, температурному контролі і вимірювальній техніці (для компенсації температурних погрішностей). Вони виготовляються з окислів металів нікелю, марганцю, кобальту, магнію, тітану, урану й ін.

На відміну від металевих ТR термістори мають невеликі розміри, широкий діапазон номінальних опорів, високий температурний коефіцієнт сполучення, вони більш чутливі, відносно недорогі і довговічні.

Однак при використанні термісторів виникають деякі проблеми, зв'язані з не лінійністю температурних характеристик, взаємозамінністю і стабільністю датчиків.

Якість терморезистора характеризується його чутливістю до зміни температури і визначається температурним коефіцієнтом опору α_т, що представляє собою відносну зміну опору ΔR/R на одиницю збільшення температури Δθ:

Матеріали терморезисторів повинні мати великий і постійний температурний коефіцієнт опору, великий питомий опір, їхні фізичні і хімічні властивості повинні бути сталими при високих температурах.

Кращий матеріал для виготовлення металевих терморезисторів – платина, з якої виготовляють як технічні, так і зразкові й еталонні датчики. Температурний коефіцієнт для термісторів:

Залежність опору провідників від температури:

де α_т – температурний коефіцієнт опору;

С – постійний коефіцієнт, що залежить від матеріалу, з якого виготовлений терморезистор і його конструктивного опору;

Т=(273+q) – абсолютна температура, К;

е=2,718 – основа натурального логарифма.

З дротових терморезисторів виготовляють так називані термометри опору. Найбільше поширення одержали платинові термометри опору типу ТСП і мідні типу ТСМ (§ 10.4, стор. 129 Квартін М.І. Електромеханічні і магнітні пристрої автоматики).

Н/пр терморезистори (термістори)

Н/пр ТR називаються об'ємні нелінійні резистори, величина електричного опору яких різко зменшується при збільшенні температури. Вони виготовляються із суміші окислів різних металів (наприклад Сио, СоО, Мnо).Характер ВАХ визначається нагріванням термістора протікаючим через нього струмом у порівнянні з температурою навколишнього середовища.

Різко виражена нелінійність дозволяє використовувати їх у релейному режимі. На рис. представлені ВАХ термісторів при різних температурах.

Якщо в ланцюзі термістора відсутній активний опір, то при деякому значенні напруги струм у ланцюзі термістора різко збільшується, що може привести до руйнування термістора. Для обмеження росту струму необхідно в ланцюг термістора включити резистор із прямолінійною характеристикою, щоб при їхньому додаванні одержати загальну ВАХ з релейним ефектом.

Основною характеристикою ТR є залежність його опору від температури:

де А – постійна, залежна від фізичних властивостей провідника і конструкції терморезисторів;

В – постійна, залежна від функціональних властивостей н/пр;

Т – абсолютна температура, до (Т=273+q).

Температурний коефіцієнт опору для термісторів негативний і зі збільшенням температури швидко зменшується, у той час як для металевого ТR температурний коефіцієнт позитивний і практично постійний.

На мал. показані залежності опору від температури мідного і напівпровідникових ТR. У залежності від матеріалу термістори поділяються на мідно-марганцеві ММТ і кобальто-марганцеві КМТ, що можуть працювати в ланцюгах як перемінного, так і постійного струму.

Завдяки великому негативному температурному коефіцієнту опору термістори знаходять широке застосування для компенсації температурних погрішностей у вимірювальних схемах шляхом, наприклад, послідовного включення його з мідною обмоткою якого-небудь елемента схеми. Завдяки високому питомому опору термісторів їхні габарити і інерційність можна звести до мінімуму.

Конструктивно термістори оформляються по-різному в залежності від їхнього застосування, вони виготовляються у виді маленьких стержнів, шайб, дисків і бусинок.

Термістори мають великий розкид параметрів. Ця обставина обмежує взаємозамінність термісторів, що є їх недоліком.

Дата добавления: 2015-08-13