0 грн.
Оформить заказ
Термистор - это полупроводниковый прибор, у которого величина электрического сопротивления существенно зависит от температуры. По сравнению с обычными резисторами на основе металлических проводников, здесь температурный коэффициент сопротивления (ТКС) в тысячи раз выше. Это уникальное свойство позволяет использовать термисторы для создания высокоточных датчиков температуры, систем терморегулирования и стабилизации температурных режимов в различных устройствах, систем предотвращения аварийных ситуаций, связанных с перегревом различных механизмов и агрегатов. Решается множество задач в самых разнообразных областях: от повседневной бытовой техники до сложных научных приборов и промышленного оборудования.
Слово «термистор» представляет собой неологизм, образованный от двух английских слов: thermal - тепловой, относящийся к теплу; resistor –резистивный элемент. Дословный перевод с английского будет звучать как «тепловой резистор». Постепенно термин трансформировался в более благозвучное и лаконичное слово «термистор».
Конструктивно он состоит из корпуса и расположенного внутри чувствительного элемента.
Корпус выполняет защитную функцию. Он представляет собой стеклянный или керамический цилиндрический, дисковый либо таблеточный вариант. Реже применяется пластмасса или иные материалы.
Чувствительным элементом служит это полупроводник в форме диска, который обеспечивает высокую температурную чувствительность.
В качестве полупроводника используются оксиды переходных металлов: марганца, никеля, кобальта, титана, железа и их комбинации. Реже в ход идут сложные оксидные соединения на основе меди и других металлов. Иногда применяют карбиды, нитриды, сульфиды.
Для обеспечения электрических контактов служат тонкие проволочные выводы, присоединённые к полупроводниковому элементу, либо специальные контактные площадки.
К достоинствам термисторов по сравнению с другими типами температурных датчиков (термопарами, термосопротивлениями) можно отнести:
К недостаткам термисторных датчиков температуры можно отнести:
При грамотном подборе конкретного типа полупроводникового прибора под решаемую задачу удаётся достигать отличных результатов.
Что важно при подборе устройств?
Величина электрического сопротивления
Для обычных резисторов на основе металлических проводников электрическое сопротивление имеет постоянное или очень слабо зависящее от температуры значение. У термисторов значения сопротивления всегда варьируются при изменении температуры. Этот параметр является определяющим, так как термисторы находят своё применение в качестве высокоточных датчиков для измерения температуры, элементов систем терморегуляции и защиты от перегревов и т.д.
В зависимости от материала чувствительного элемента, диапазона рабочих температур и особенностей конструкции сопротивление термисторов может находиться в очень широком диапазоне значений - от единиц, десятков и сотен Ом до сотен кОм, МОм и даже ГОм.
2.2. Температурный коэффициент сопротивления (ТКС)
Этот параметр показывает, на сколько процентов изменится электрическое сопротивление материала при изменении температуры на 1℃. Для обычных металлических проводников ТКС составляет порядка 0,004 %/°С. У полупроводниковых материалов, используемых для изготовления чувствительных элементов термисторов, ТКС достигает -5...+5 %/°С.
Это означает, что термисторы обладают температурной чувствительностью (ТКС) в тысячи раз превосходящей металлы! Это свойство широко используется в различных областях: от научных исследований до автоматизации производственных процессов и безопасности функционирования ответственных технических объектов.
2.3. Максимальная рассеиваемая мощность
Любой термистор частично преобразует электрическую энергию в тепло, которое рассеивается в окружающую среду. При превышении допустимой величины это приводит к перегреву термистора выше максимальных значений и его выходу из строя.
Поэтому для каждого конкретного типоразмера термистора производители указывают максимальную мощность, которую устройство может рассеивать в виде тепла, не выходя при этом из строя в течение длительного времени. Параметр определяется габаритными размерами корпуса термистора, площадью поверхности, через которую происходит теплообмен с окружающей средой. Крупные по размерам термисторы могут рассеивать бóльшую мощность, не перегреваясь.
На максимально допустимую рассеиваемую мощность влияют теплопроводность материала корпуса и чувствительного элемента, температура окружающей среды и некоторые другие факторы.
2.4. Рабочий температурный диапазон
Эта характеристика представляет собой температурный интервал, в пределах которого все заявленные производителем электрические параметры данного типа термистора остаются стабильными. Желательно выбирать устройство с запасом по рабочему диапазону относительно предполагаемых условий эксплуатации.
В зависимости от вида температурной зависимости термисторы подразделяются на два больших класса.
ПТС, PTC - positive temperature coefficient характеризуются тем, что их сопротивление увеличивается с ростом температуры. У них положительный ТКС, порядка +4,5 % на градус Цельсия.
В паспортах и справочных материалах их сопротивление обычно указывают при температуре 25°C. Повышение температуры вызывает лавинообразный рост числа носителей заряда в полупроводнике и резкое увеличение сопротивления в десятки и сотни раз.
Положительные термисторы находят применение главным образом в датчиках температуры и в системах тепловой защиты (для сигнализации и предотвращения аварийных ситуаций, вызванных перегревом оборудования).
В ОТС, NTC - negative temperature coefficient сопротивление уменьшается при нагревании. Их ТКС отрицательный, около -4 % на градус Цельсия.
Сопротивление ОТС при 25°C обычно находится в пределах от 2-3 кОм до десятков и сотен кОм. При нагреве концентрация носителей в полупроводниковом элементе возрастает, что приводит к падению сопротивления в десятки/сотни раз.
Отрицательные термисторы часто используются совместно с нагревательными элементами для высокоточной термостабилизации и поддержания постоянной температуры различных устройств и узлов радиоэлектронной, электронной и электротехнической аппаратуры в заданных пределах.
Помимо разделения на положительные и отрицательные, термисторы подразделяют по исполнению корпуса, формы чувствительного элемента и ряда других признаков.
Различают:
Термисторы благодаря уникальным свойствам широко применяются на практике для измерения температуры, терморегулирования и термостабилизации, тепловой защиты, термокомпенсации
Термисторы используются в промышленных системах отопления, теплоснабжения и горячего водоснабжения для решения следующих задач.
Выполняется точное измерение температуры воды, пара или другой рабочей жидкости на входе и выходе в обменных аппаратах, в котлах и тепловых пунктах.
В случае неконтролируемого роста температуры в паровых котлах, бойлерах и др. оборудовании термисторы нужны для подачи аварийного сигнала на полное отключение подачи топлива во избежание взрывов и пожаров.
Совместно с нагревательными секциями термисторы позволяют точно поддерживать температуру теплоносителя в заданных пределах на участках разводки, в щитовых нагревателях, тепловых завесах и так далее.
Термисторы являются важным компонентом современных автоматизированных систем управления промышленным тепло- и водоснабжением различного назначения.