0 грн.
Зробити замовлення
Термістор - це напівпровідниковий прилад, у якого величина електричного опору суттєво залежить від температури. Порівняно із звичайними резисторами на основі металевих провідників, тут температурний коефіцієнт опору (ТКС) у тисячі разів вищий. Ця унікальна властивість дозволяє використовувати термістори для створення високоточних датчиків температури, систем терморегулювання та стабілізації температурних режимів у різних пристроях, систем запобігання аварійним ситуаціям, пов'язаним з перегріванням різних механізмів та агрегатів. Вирішується безліч завдань у найрізноманітніших галузях: від повсякденної побутової техніки до складних наукових приладів та промислового обладнання.
Слово «термістор» є неологізмом, утвореним від двох англійських слів: thermal - тепловий, що відноситься до тепла; resistor – резистивний елемент. Дослівний переклад з англійської буде звучати як «тепловий резистор». Поступово термін трансформувався в більш милозвучне та лаконічне слово "термістор".
Конструктивно він складається з корпусу та розташованого всередині чутливого елемента.
Корпус виконує захисну функцію. Він являє собою скляний чи керамічний циліндричний, дисковий або таблетковий варіант. Рідше застосовується пластмаса чи інші матеріали.
Чутливим елементом є напівпровідник у формі диска, який забезпечує високу температурну чутливість.
В якості напівпровідника використовуються оксиди перехідних металів: марганцю, нікелю, кобальту, титану, заліза та їх комбінації. Рідше йдуть складні оксидні сполуки на основі міді та інших металів. Іноді застосовують карбіди, нітриди, сульфіди.
Для забезпечення електричних контактів служать тонкі дротяні висновки, приєднані до напівпровідникового елемента, або спеціальні контактні майданчики.
До переваг термісторів у порівнянні з іншими типами температурних датчиків (термопарами, термоопірами) можна віднести:
До недоліків термісторних датчиків температури можна віднести:
При грамотному доборі конкретного типу напівпровідникового приладу під вирішуване завдання вдається досягати відмінних результатів.
Що важливо при виборі пристроїв?
Величина електричного опору
Для звичайних резисторів на основі металевих провідників електричний опір має постійне або дуже слабке залежно від температури значення. У термісторів значення опору завжди змінюються при зміні температури. Цей параметр є визначальним, оскільки термістори знаходять своє застосування як високоточні датчики для вимірювання температури, елементів систем терморегуляції та захисту від перегрівів тощо.
Залежно від матеріалу чутливого елемента, діапазону робочих температур та особливостей конструкції опір термісторів може перебувати в дуже широкому діапазоні значень - від одиниць, десятків та сотень Ом до сотень кОм, МОм і навіть ГОм.
2.2. Температурний коефіцієнт опору (ТКС)
Цей параметр показує, на скільки відсотків зміниться електричний опір матеріалу при зміні температури на 1℃. Для звичайних металевих провідників ТКС становить близько 0,004%/deg; У напівпровідникових матеріалів, які використовуються для виготовлення чутливих елементів термісторів, ТКС досягає -5...+5 %/°С.
Це означає, що термістори мають температурну чутливість (ТКС) у тисячі разів перевершує метали! Ця властивість широко використовується в різних галузях: від наукових досліджень до автоматизації виробничих процесів та безпеки функціонування відповідальних технічних об'єктів.
2.3. Максимальна потужність, що розсіюється
Будь-який термістор частково перетворює електричну енергію на тепло, яке розсіюється в навколишнє середовище. При перевищенні допустимої величини це призводить до перегріву термістора вище максимальних значень та його виходу з ладу.
Тому для кожного конкретного типорозміру термістора виробники вказують максимальну потужність, яку пристрій може розсіювати у вигляді тепла, не виходячи з ладу протягом тривалого часу. Параметр визначається габаритними розмірами корпусу термістора, площею поверхні, через яку відбувається теплообмін із навколишнім середовищем. Великі за розмірами термістори можуть розсіювати більшу потужність, не перегріючись.
На максимально допустиму потужність, що розсіюється, впливають теплопровідність матеріалу корпусу та чутливого елемента, температура навколишнього середовища та деякі інші фактори.
2.4. Робочий температурний діапазон
Ця характеристика є температурним інтервалом, в межах якого всі заявлені виробником електричні параметри даного типу термістора залишаються стабільними. Бажано вибирати пристрій із запасом по робочому діапазону щодо передбачуваних умов експлуатації.
Залежно від виду температурної залежності термістори поділяються на два великі класи.
ПТС, PTC - positive temperature coefficient характеризуються тим, що й опір збільшується зі зростанням температури. Вони мають позитивний ТКС, близько +4,5 % на градус Цельсія.
У паспортах та довідкових матеріалах їх опір зазвичай вказують при температурі 25°C. Підвищення температури викликає лавиноподібне зростання кількості носіїв заряду в напівпровіднику та різке збільшення опору в десятки та сотні разів.
Позитивні термістори знаходять застосування головним чином у датчиках температури та в системах теплового захисту (для сигналізації та запобігання аварійним ситуаціям, викликаним перегріванням обладнання).
В ОТС, NTC - negative temperature coefficient опір зменшується при нагріванні. Їхній ТКС негативний, близько -4 % на градус Цельсія.
Опір ОТС при 25 C зазвичай знаходиться в межах від 2-3 ком до десятків і сотень ком. При нагріванні концентрація носіїв у напівпровідниковому елементі зростає, що призводить до падіння опору в десятки/сотні разів.
Негативні термістори часто використовуються разом із нагрівальними елементами для високоточної термостабілізації та підтримання постійної температури різних пристроїв та вузлів радіоелектронної, електронної та електротехнічної апаратури в заданих межах.
Окрім поділу на позитивні та негативні, термістори підрозділяють на виконання корпусу, форми чутливого елемента та ряду інших ознак.
Розрізняють:
Термістори завдяки унікальним властивостям широко застосовуються на практиці для вимірювання температури, терморегулювання та термостабілізації, теплового захисту, термокомпенсації
Термістори використовуються в промислових системах опалення, теплопостачання та гарячого водопостачання для вирішення наступних завдань.
Виконується точний вимірювання температури води, пари або іншої робочої рідини на вході та виході в обмінних апаратах, котлах та теплових пунктах.
У разі неконтрольованого зростання температури в парових котлах, бойлерах та ін. обладнанні термістори потрібні для подачі аварійного сигналу на повне відключення подачі палива, щоб уникнути вибухів та пожеж.
Спільно з нагрівальними секціями термістори дозволяють точно підтримувати температуру теплоносія в заданих межах на ділянках розведення, у щитових нагрівачах, теплових завісах тощо.
Термістори є важливим компонентом сучасних автоматизованих систем управління промисловим тепло- та водопостачанням різного призначення.