Die Entwicklung der Elektronik nimmt jedes Jahr Fahrt auf. Aber trotz neuer Erfindungen arbeiten Geräte, die zu Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelt wurden, zuverlässig in elektrischen Schaltkreisen. Ein solches Gerät ist ein Thermistor. Form und Zweck dieses Elements sind so vielfältig, dass nur erfahrene Elektrofachkräfte es schnell im Stromkreis finden können. Um zu verstehen, was ein Thermistor ist, können Sie nur Kenntnisse über den Aufbau und die Eigenschaften von Leitern, Dielektrika und Halbleitern besitzen.
Inhalt
- Beschreibung des Gerätes
- Thermistorklassifizierung
- Technische Eigenschaften und Funktionsprinzip
Beschreibung des Gerätes
Temperatursensoren sind in der Elektrotechnik weit verbreitet. Fast alle Mechanismen verwenden analoge und digitale Thermometer-Mikroschaltungen, Thermoelemente, Widerstandssensoren und Thermistoren. Das Präfix im Gerätenamen weist darauf hin, dass es sich bei einem Thermistor um ein temperaturabhängiges Gerät handelt. Die Wärmemenge in der Umgebung ist der dominierende Indikator bei seiner Arbeit. Durch Erwärmung oder Abkühlung ändern sich die Parameter des Elements, es entsteht ein Signal, das zur Weiterleitung an Regel- oder Messeinrichtungen zur Verfügung steht.
Ein Thermistor ist ein elektronisches Gerät, bei dem die Temperatur- und Widerstandswerte umgekehrt zusammenhängen.
Es gibt auch einen anderen Namen dafür - Thermistor. Aber das ist nicht ganz richtig, denn tatsächlich Thermistor ist eine der Arten von Thermistoren. Eine Wärmeänderung kann den Widerstand eines Widerstandselements auf zwei Arten beeinflussen: entweder erhöhen oder verringern.
Daher werden RTDs nach Temperaturkoeffizienten in PTC (positiv) und NTC (negativ) unterteilt. РТС - Widerstände werden als Kaltleiter und NTC - Thermistoren bezeichnet.
Der Unterschied zwischen RTS- und NTC-Geräten besteht in der Veränderung ihrer Eigenschaften unter klimatischen Bedingungen. Der Widerstand von Kaltleitern ist direkt proportional zur Wärmemenge in der Umgebung. Wenn die NTC-Geräte erhitzt werden, sinkt ihr Wert.
Somit führt eine Erhöhung der Temperatur des Kaltleiters zu einer Erhöhung seines Widerstands und des Thermistors - zu einem Abfall.
Ansicht eines Thermistors in elektrischen Schaltplänen ähnlich einem gewöhnlichen Widerstand. Eine Besonderheit ist eine geneigte Gerade, die das Element durchkreuzt. Dies zeigt, dass der Widerstand nicht konstant ist, sondern sich je nach Temperaturanstieg oder -abfall in der Umgebung ändern kann.
Die Hauptsubstanz für die Erstellung von Posstoren ist Bariumtitanat. Die Herstellungstechnologie von NTC-Bauelementen ist aufgrund der Mischung verschiedener Substanzen komplexer: Halbleiter mit Verunreinigungen und glasartige Übergangsmetalloxide.
Thermistorklassifizierung
Die Abmessungen und das Design von Thermistoren sind unterschiedlich und hängen von ihrem Anwendungsbereich ab.
Die Form der Thermistoren kann ähneln:
-
flacher Teller; - Scheibe;
- Kernel;
- Unterlegscheibe;
- eine Tube;
- Korn;
- Zylinder.
Die kleinsten perlförmigen Thermistoren. Ihre Abmessungen betragen weniger als 1 Millimeter und die Eigenschaften der Elemente sind stabil. Der Nachteil ist die Unmöglichkeit der gegenseitigen Substitution in elektrischen Schaltungen.
Klassifizierung von Thermistoren nach der Gradzahl in Kelvin:
- superhohe Temperatur - von 900 bis 1300;
- Hochtemperatur - von 570 bis 899;
- mittlere Temperatur - von 170 bis 510;
- niedrige Temperatur - bis zu 170.
Die maximale Erwärmung, obwohl für Thermoelemente zulässig, beeinträchtigt deren Funktion durch eine Verschlechterung der Qualität und das Auftreten eines erheblichen Fehlers in den Indikatoren.
Technische Eigenschaften und Funktionsprinzip
Die Auswahl eines Thermistors für einen Kontroll- oder Messmechanismus erfolgt nach den nominalen Pass- oder Referenzdaten. Das Funktionsprinzip, die grundlegenden Eigenschaften und Parameter von Thermistoren und Kaltleitern sind ähnlich. Aber es gibt einige Unterschiede.
RTS - Elemente werden anhand von drei definierenden Indikatoren bewertet: Temperatur- und statische Volt-Ampere-Kennlinie, thermischer Widerstandskoeffizient (TCR).
Der Thermistor hat eine breitere Liste.
Zusätzlich zu den Parametern ähnlich dem Posistor sind die Indikatoren wie folgt:
- Nennwiderstand;
- Verlustfaktoren, Energieempfindlichkeit und Temperatur;
- Zeitkonstante;
- Temperatur und Leistung auf das Maximum.
Von diesen Indikatoren sind die wichtigsten, die die Auswahl und Bewertung eines Thermistors beeinflussen:
- Nennwiderstand;
- thermischer Widerstandskoeffizient;
- Energieverschwendung;
- Betriebstemperaturbereich.
Der Nennwiderstand wird bei einer bestimmten Temperatur (meistens zwanzig Grad Celsius) bestimmt. Sein Wert in modernen Thermistoren reicht von mehreren Zehntausend bis Hunderttausenden von Ohm.
Ein gewisser Fehler im Wert des Nennwiderstands ist akzeptabel. Sie darf nicht mehr als 20 % betragen und muss in den Passdaten des Geräts angegeben werden.
TCS ist hitzeabhängig. Er legt den Betrag der Widerstandsänderung fest, wenn die Temperatur um eine Teilung schwankt. Der Index in seiner Bezeichnung gibt die Grad Celsius bzw. Kelvin zum Zeitpunkt der Messung an.
Die Wärmeabgabe des Teils erfolgt aufgrund des Stromflusses, wenn es an einen Stromkreis angeschlossen wird. Die Verlustleistung ist der Wert, bei dem sich das Widerstandselement von 20 Grad Celsius auf die maximal zulässige Temperatur erwärmt.
Das Betriebstemperaturintervall zeigt einen solchen Wert an, bei dem das Gerät lange Zeit ohne Fehler und Schäden arbeitet.
Das Funktionsprinzip von thermischen Widerständen beruht auf der Änderung ihres Widerstands unter Wärmeeinfluss.
Dies geschieht aus mehreren Gründen:
- aufgrund der Phasenumwandlung;
- Ionen mit variabler Wertigkeit tauschen Elektronen stärker aus;
- die Konzentration geladener Teilchen in einem Halbleiter ist anders verteilt.
Thermistoren werden in komplexen Geräten verwendet, die in Industrie, Landwirtschaft, Automobilelektronik verwendet werden. Sie finden sich auch in Geräten, die eine Person im Alltag umgeben - Waschmaschinen, Geschirrspüler, Kühlschränke und andere Geräte mit Temperaturregelung.
