Co to jest termistor: charakterystyka i parametry, zasada działania i klasyfikacja

Rozwój elektroniki z roku na rok nabiera tempa. Jednak pomimo nowych wynalazków urządzenia zaprojektowane na początku XX wieku działają niezawodnie w obwodach elektrycznych. Jednym z takich urządzeń jest termistor. Forma i przeznaczenie tego elementu są tak różnorodne, że tylko doświadczeni elektrycy mogą szybko znaleźć go w obwodzie. Aby zrozumieć, czym jest termistor, wystarczy posiadać wiedzę na temat struktury i właściwości przewodników, dielektryków i półprzewodników.

Opis urządzenia

Czujniki temperatury są szeroko stosowane w elektrotechnice. Prawie wszystkie mechanizmy wykorzystują mikroukłady termometrów analogowych i cyfrowych, termopary, czujniki rezystancyjne i termistory. Prefiks w nazwie urządzenia wskazuje, że termistor jest urządzeniem zależnym od wpływu temperatury. Dominującym wskaźnikiem w jego pracy jest ilość ciepła w otoczeniu. Pod wpływem nagrzewania lub chłodzenia zmieniają się parametry elementu, pojawia się sygnał, który jest dostępny do przesłania do mechanizmów kontrolnych lub pomiarowych.

Termistor to urządzenie elektroniczne, w którym wartości temperatury i rezystancji są odwrotnie proporcjonalne.

Jest też na to inna nazwa - termistor. Ale to nie jest do końca poprawne, ponieważ w rzeczywistości termistor jest jednym z typów termistora. Zmiana ciepła może wpływać na rezystancję elementu rezystancyjnego na dwa sposoby: zwiększając ją lub zmniejszając.

Dlatego czujniki RTD są podzielone według współczynnika temperaturowego na PTC (dodatnie) i NTC (ujemne). РТС - rezystory nazywane są pozystorami, a NTC - termistorami.

Różnica między urządzeniami RTS i NTC polega na zmianie ich właściwości pod wpływem warunków klimatycznych. Opór pozystorów jest wprost proporcjonalny do ilości ciepła w otoczeniu. Gdy urządzenia NTC są podgrzewane, jego wartość spada.

Tak więc wzrost temperatury pozystora doprowadzi do wzrostu jego rezystancji, a termistora do spadku.

Widok termistora na schematach elektrycznych podobny do zwykłego rezystora. Charakterystyczną cechą jest nachylona linia prosta, która przecina element. Tym samym pokazując, że rezystancja nie jest stała, ale może się zmieniać w zależności od wzrostu lub spadku temperatury w otoczeniu.

Główną substancją do tworzenia pozystorów jest tytanian baru. Technologia wytwarzania urządzeń NTC jest bardziej złożona ze względu na mieszanie różnych substancji: półprzewodników z zanieczyszczeniami oraz szklistych tlenków metali przejściowych.

Klasyfikacja termistorów

Wymiary i konstrukcja termistorów są różne i zależą od obszaru ich zastosowania.

Kształt termistorów może przypominać:

• płaski talerz;
• dysk;
• jądro;
• pralka;
• rura;
• koralik;
• cylinder.

Najmniejsze termistory w kształcie kulek. Ich wymiary nie przekraczają 1 milimetra, a charakterystyka elementów jest stabilna. Wadą jest brak możliwości wzajemnej substytucji w obwodach elektrycznych.

Klasyfikacja termistorów według liczby stopni w kelwinach:

• bardzo wysoka temperatura - od 900 do 1300;
• wysoka temperatura - od 570 do 899;
• średnia temperatura - od 170 do 510;
• niska temperatura - do 170.

Maksymalne nagrzewanie, choć dopuszczalne dla termoelementów, wpływa na ich działanie pogarszając jakość i pojawienie się znacznego błędu we wskaźnikach.

Charakterystyka techniczna i zasada działania

Wybór termistora do mechanizmu kontrolnego lub pomiarowego odbywa się zgodnie z nominalnym paszportem lub danymi referencyjnymi. Zasada działania, podstawowe charakterystyki i parametry termistorów i pozystorów są podobne. Ale są pewne różnice.

RTS - elementy oceniane są za pomocą trzech definiujących wskaźników: charakterystyka temperaturowa i statyczna woltamperowa, współczynnik cieplny rezystancji (TCR).

Termistor ma szerszą listę.

Oprócz parametrów podobnych do pozystora wskaźniki są następujące:

• rezystancja nominalna;
• czynniki rozpraszania, wrażliwość na energię i temperatura;
• stała czasowa;
• temperatura i moc do maksimum.

Spośród tych wskaźników główne, które wpływają na wybór i ocenę termistora to:

• rezystancja nominalna;
• współczynnik cieplny oporu;
• rozpraszanie mocy;
• Zakres temperatury pracy.

Opór nominalny określany jest w określonej temperaturze (najczęściej dwadzieścia stopni Celsjusza). Jego wartość w nowoczesnych termistorach waha się od kilkudziesięciu do setek tysięcy omów.

Dopuszczalny jest pewien błąd wartości rezystancji nominalnej. Może wynosić nie więcej niż 20% i musi być wskazane w danych paszportowych urządzenia.

TCS zależy od ciepła. Określa wielkość zmiany rezystancji, gdy temperatura waha się o jedną działkę. Indeks w jego oznaczeniu wskazuje liczbę stopni Celsjusza lub Kelvina w momencie pomiaru.

Uwalnianie ciepła na części pojawia się z powodu przepływu prądu przez nią, gdy jest ona podłączona do obwodu elektrycznego. Moc rozpraszania to wartość, przy której element rezystancyjny nagrzewa się od 20 stopni Celsjusza do maksymalnej dopuszczalnej temperatury.

Przedział temperatury pracy pokazuje taką wartość, przy której urządzenie pracuje przez długi czas bez błędów i uszkodzeń.

Zasada działania rezystancji termicznych opiera się na zmianie ich rezystancji pod wpływem ciepła.

Dzieje się tak z kilku powodów:

• z powodu przemian fazowych;
• jony o zmiennej walencyjnej wymianie elektronów bardziej energicznie;
• Inaczej rozkłada się koncentracja naładowanych cząstek w półprzewodniku.

Termistory znajdują zastosowanie w skomplikowanych urządzeniach, które znajdują zastosowanie w przemyśle, rolnictwie, obwodach elektroniki samochodowej. Znajdują się również w urządzeniach, które otaczają człowieka na co dzień – pralkach, zmywarkach, lodówkach i innych urządzeniach z regulacją temperatury.