Elektroonika areng saab iga aastaga hoogu juurde. Kuid vaatamata uutele leiutistele töötavad 20. sajandi alguses konstrueeritud seadmed elektriahelates usaldusväärselt. Üks selline seade on termistor. Selle elemendi vorm ja eesmärk on nii mitmekesised, et ainult kogenud elektritöötajad leiavad selle vooluringist kiiresti. Et mõista, mis on termistor, võite omada ainult teadmisi juhtide, dielektrikute ja pooljuhtide struktuuri ja omaduste kohta.
Sisu
- Seadme kirjeldus
- Termistori klassifikatsioon
- Tehnilised omadused ja tööpõhimõte
Seadme kirjeldus
Temperatuuriandureid kasutatakse laialdaselt elektrotehnikas. Peaaegu kõik mehhanismid kasutavad analoog- ja digitaaltermomeetri mikroskeeme, termopaare, takistusandureid ja termistore. Seadme nimes olev eesliide näitab, et termistor on seade, mis sõltub temperatuuri mõjust. Soojuse hulk keskkonnas on tema töös domineeriv näitaja. Kuumutamise või jahutamise tõttu muutuvad elemendi parameetrid, ilmub signaal, mis on saadaval juhtimis- või mõõtemehhanismidele edastamiseks.
Termistor on elektrooniline seade, mille temperatuuri ja takistuse väärtused on pöördvõrdelises seoses.
Sellel on ka teine nimi - termistor. Kuid see pole täiesti õige, sest tegelikult termistor on üks termistori tüüpe. Soojuse muutus võib mõjutada takistusliku elemendi takistust kahel viisil: kas seda suurendades või vähendades.
Seetõttu jagatakse RTD-d temperatuurikoefitsiendi järgi PTC-ks (positiivne) ja NTC-ks (negatiivne). РТС - takisteid nimetatakse posistoriteks ja NTC - termistoriteks.
RTS- ja NTC-seadmete erinevus seisneb nende omaduste muutumises kliimatingimustega kokkupuutel. Posistoride takistus on otseselt võrdeline soojushulgaga keskkonnas. Kui NTC-seadmeid kuumutatakse, väheneb selle väärtus.
Seega põhjustab posistori temperatuuri tõus selle takistuse suurenemist ja termistoril - langust.
Termistori vaade elektrilistel skeemidel sarnane tavalisele takistile. Eripäraks on kallutatud sirgjoon, mis kriipsutab elemendi välja. Seega näidates, et takistus ei ole konstantne, vaid võib muutuda sõltuvalt temperatuuri tõusust või langusest keskkonnas.
Posistoride loomise põhiaine on baariumtitanaat. NTC-seadmete tootmistehnoloogia on keerukam erinevate ainete segunemise tõttu: lisanditega pooljuhid ja klaassiirdemetallide oksiidid.
Termistori klassifikatsioon
Termistoride mõõtmed ja disain on erinevad ning sõltuvad nende kasutusalast.
Termistoride kuju võib sarnaneda:
-
tasane plaat; - ketas;
- kernel;
- pesumasin;
- toru;
- rant;
- silinder.
Kõige väiksemad helmekujulised termistorid. Nende mõõtmed on alla 1 millimeetri ja elementide omadused on stabiilsed. Puuduseks on elektriahelate vastastikuse asendamise võimatus.
Termistoride klassifikatsioon kraadide arvu järgi kelvinites:
- ülikõrge temperatuur - 900 kuni 1300;
- kõrge temperatuur - 570 kuni 899;
- keskmine temperatuur - 170 kuni 510;
- madal temperatuur - kuni 170.
Maksimaalne kuumutamine, ehkki termoelementide puhul lubatav, mõjutab nende tööd kvaliteedi halvenemise ja indikaatorite olulise vea ilmnemise tõttu.
Tehnilised omadused ja tööpõhimõte
Juhtimis- või mõõtemehhanismi termistori valik toimub nominaalse passi või võrdlusandmete järgi. Termistoride ja posistoride tööpõhimõte, põhiomadused ja parameetrid on sarnased. Kuid on mõningaid erinevusi.
RTS - elemente hinnatakse kolme määrava näitajaga: temperatuur ja staatiline volt-ampri karakteristik, soojustakistustegur (TCR).
Termistoril on laiem nimekiri.
Lisaks posistoriga sarnastele parameetritele on indikaatorid järgmised:
- nominaalne takistus;
- hajumistegurid, energiatundlikkus ja temperatuur;
- ajakonstant;
- temperatuur ja võimsus maksimumini.
Nendest näitajatest on peamised, mis termistori valikut ja hindamist mõjutavad:
- nominaalne takistus;
- soojustakistustegur;
- võimsuse hajumine;
- töötemperatuuri vahemik.
Nimitakistus määratakse kindlal temperatuuril (kõige sagedamini kakskümmend kraadi Celsiuse järgi). Selle väärtus tänapäevastes termistorites ulatub mitmekümnest kuni sadade tuhandete oomideni.
Teatud viga nimitakistuse väärtuses on vastuvõetav. See ei tohi olla suurem kui 20% ja see tuleb märkida seadme passiandmetesse.
TCS sõltub kuumusest. See määrab takistuse muutuse suuruse, kui temperatuur kõigub ühe jaotuse võrra. Selle nimetuse indeks näitab Celsiuse või Kelvini kraadide arvu mõõtmise ajal.
Osale soojuse eraldumine ilmneb selle läbiva voolu tõttu, kui see on ühendatud elektriahelaga. Hajutatud võimsus on väärtus, mille juures takistuselement soojeneb 20 kraadi Celsiuse järgi maksimaalse lubatud temperatuurini.
Töötemperatuuri intervall näitab sellist väärtust, mille juures seade töötab pikka aega ilma vigade ja kahjustusteta.
Soojustakistuste tööpõhimõte põhineb nende takistuse muutumisel soojuse mõjul.
See juhtub mitmel põhjusel:
- faasimuutuse tõttu;
- muutuva valentsiga ioonid vahetavad elektrone jõulisemalt;
- laetud osakeste kontsentratsioon pooljuhis jaotub teistmoodi.
Termistoreid kasutatakse keerukates seadmetes, mida kasutatakse tööstuses, põllumajanduses, autode elektroonikaahelates. Neid leidub ka seadmetes, mis inimest igapäevaelus ümbritsevad – pesumasinad, nõudepesumasinad, külmikud ja muud temperatuuri reguleerimisega seadmed.
