www.wikidata.uk-ua.nina.az

Терморезистор Терморези стор термі стор напівпровідниковий резистор активний електричний опір якого залежить від темпера

Терморезистор

Терморези́стор, термі́стор — напівпровідниковий резистор, активний електричний опір якого залежить від температури; терморезистори випускаються у вигляді стрижнів, трубок, дисків, шайб і намистинок; розміри варіюються від декількох мкм до декількох см.

Термістори різної форми
Не плутати з термічним (тепловим) опором.

Термісторами також називають термометри, в яких температура визначається за зміною електричного опору.

Історія Редагувати

Перший термістор з негативним температурним коефіцієнтом був створений у 1833 році Майклом Фарадеєм, який виявив напівпровідникову поведінку сульфіду срібла. Фарадей помітив, що опір сульфіду срібла різко зменшується при підвищенні температури (цей дослід був також першим документованим спостереженням напівпровідникового матеріалу).

Оскільки перші термістори були складними у виготовленні і застосування технології було обмеженим, промислове виробництво терморезисторів почалося лише після 1930 року. Перший життездатний комерційний зразок термістора був винайдений Самуелем Рубеном у 1930 році (патент США U.S. Patent 2 021 491).

Загальний опис Редагувати

Датчик температури на основі термістора
Умовне позначення на електричній схемі
Вольт-амперна характеристика (ВАХ) для позистора
Залежність опору термістора від температури. 1: для R<0.2: для R>0

Для термістора характерні великий температурний коефіцієнт опору (ТКО) (у десятки раз перевищує цей коефіцієнт для металів), простота використання, здатність працювати в різних кліматичних умовах при значних механічних навантаженнях, стабільність характеристик у часі.

Терморезистори виготовляють у вигляді стрижнів, трубок, дисків, шайб, намистинок і тонких пластинок переважно методами порошкової металургії. Їхні розміри можуть варіюватися в межах від 1—10 мкм до 1—2 см.

Основними параметрами терморезистора є: номінальний опір, температурний коефіцієнт опору, інтервал робочих температур, максимально припустима потужність розсіювання.

Розрізняють терморезистори з негативним (NTC-термістори, від англ. «Negative Temperature Coefficient») і позитивним (PTC-термістори, від англ. «Positive Temperature Coefficient», або просто — позистори) температурним коефіцієнтом опору (ТКО). Терморезистори з негативним ТКО виготовляють із суміші полікристалічних оксидів перехідних металів (наприклад, MnO, CoO, NiO, CuO), легованих Ge і Si, напівпровідників типу AIII BV, скловидних напівпровідників і інших матеріалів.

Розрізняють терморезистори низькотемпературні (розраховані на роботу при температурах нижче 170 К), середньотемпературні (170—510 К) і високотемпературні (вище 570 К). Крім того, існують терморезистори, призначені для роботи при 4,2 К и нижче й при 900—1300 К. Найбільш широко використовуються середньотемпературні терморезистори із ТКО від — 2,4 до —8,4 %/ К і номінальним опором 1—106 Ом.

Режим роботи терморезисторів залежить від того, на якій ділянці статичної вольт-амперної характеристики (ВАХ) обрана робоча точка. У свою чергу ВАХ залежить як від конструкції, розмірів і основних параметрів терморезистора, так і від температури теплопровідності навколишнього середовища, тепловому зв'язку між терморезистором і середовищем. Терморезистори з робочою точкою на початковій (лінійній) ділянці ВАХ використовуються для виміру й контролю температури й компенсації температурних змін параметрів електричних кіл і електронних приладів. Терморезистори з робочою точкою на спадній ділянці ВАХ (з негативним опором) застосовуються як пускові реле, реле часу, вимірники потужності електрогмагнітного випромінювання на НВЧ, стабілізатори температури й напруги. Режим роботи терморезистора, при якому робоча точка перебуває також на спадаючій ділянці ВАХ (при цьому використовується залежність опору терморезистора від температури й теплопровідності навколишнього середовища), характерний для терморезисторів, застосовуваних у системах теплового контролю й пожежної сигналізації, регулювання рівня рідких і сипучих середовищ; дія таких терморезисторів заснована на виникненні релейного ефекту в ланцюзі з терморезистором при зміні температури навколишнього середовища або умов теплообміну терморезистора з середовищем.

Виготовляються також терморезистори спеціальної конструкції — з непрямим підігрівом. У таких терморезисторах є обмотка підігріву, ізольована від напівпровідникового резистивного елемента (якщо при цьому потужність, що виділяється в резистивному елементі, мала, то тепловий режим терморезистора визначається температурою підігрівника, тобто струмом у ньому). Таким чином, з'являється можливість змінювати стан терморезистора, не міняючи струм через нього. Такий терморезистор використовується як змінний резистор, керований електрично на відстані.

З терморезисторів з позитивним температурним коефіцієнтом найбільший інтерес являють терморезистори, виготовлені із твердих розчинів на основі BaTiO3. Такі терморезистори звичайно називають позисторами. Відомі терморезистори з невеликим позитивним температурним коефіцієнтом (0,5—0,7 %/ К), виконані на основі кремнію з електронною провідністю; їхній опір змінюється з температурою приблизно за лінійним законом. Такі терморезистори використовуються, наприклад, для температурної стабілізації електронного обладнання на транзисторах.

Варто відзначити, що графік зображений на малюнку «Вольт-амперна характеристика (ВАХ) для позистора» незручний, тому що неправильно розташовані осі — потрібно поміняти їх місцями. Для одержання ВАХ термістора графік необхідно повернути вліво на 90 градусів й інвертувати по вертикалі.

Рівняння Стейнхарта—Харта Редагувати

Для точних вимірювань температури в широкому діапазоні значень крива залежності має бути описана більш детально, ніж це робить лінійна залежність. Найчастіше для цього використовується рівняння Стейнхарта—Харта, яке дає наближення третього порядку і має такий вигляд:

де:

Для вираження опору як функції температури, вище поданий вираз може бути поданий як:

де

Похибка рівняння Стейнхарта—Харта, як правило, менша за 0.02 °C при вимірюванні температури в діапазоні 200 °C.

Застосування Редагувати

На основі термісторів розроблені системи і пристрої дистанційного та централізованого вимірювання і регулювання температури, пожежної сигналізації та теплового контролю, температурної компенсації різних елементів електричного кола, вимірювання вакууму та швидкості руху рідин і газів та ін., також термістори часто використовуються для обмеження пускових струмів імпульсних блоків живлення.

Див. також Редагувати

Примітки Редагувати

  1. 1833 - First Semiconductor Effect is Recorded. Computer History Museum. Процитовано 26 жовтня 2014. 
  2. McGee, Thomas (1988). Chapter 9. Principles and Methods of Temperature Measurement. John Wiley & Sons. с. 203. 
  3. Jones, Deric P., ред. (2009). Biomedical Sensors. Momentum Press. с. 12. 
  4. (англ). Agilent Application Note. Agilent Semiconductor. Архів оригіналу за 24 серпня 2009. Процитовано 22 червня 2015. 

Література Редагувати


Джерела Редагувати

Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Терморезистор

Посилання Редагувати


Це незавершена стаття про електроніку.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Termorezi stor termi stor napivprovidnikovij rezistor aktivnij elektrichnij opir yakogo zalezhit vid temperaturi termorezistori vipuskayutsya u viglyadi strizhniv trubok diskiv shajb i namistinok rozmiri variyuyutsya vid dekilkoh mkm do dekilkoh sm Termistori riznoyi formiNe plutati z termichnim teplovim oporom Termistorami takozh nazivayut termometri v yakih temperatura viznachayetsya za zminoyu elektrichnogo oporu Zmist 1 Istoriya 2 Zagalnij opis 3 Rivnyannya Stejnharta Harta 4 Zastosuvannya 5 Div takozh 6 Primitki 7 Literatura 8 Dzherela 9 PosilannyaIstoriya RedaguvatiPershij termistor z negativnim temperaturnim koeficiyentom buv stvorenij u 1833 roci Majklom Faradeyem yakij viyaviv napivprovidnikovu povedinku sulfidu sribla Faradej pomitiv sho opir sulfidu sribla rizko zmenshuyetsya pri pidvishenni temperaturi cej doslid buv takozh pershim dokumentovanim sposterezhennyam napivprovidnikovogo materialu 1 Oskilki pershi termistori buli skladnimi u vigotovlenni i zastosuvannya tehnologiyi bulo obmezhenim promislove virobnictvo termorezistoriv pochalosya lishe pislya 1930 roku 2 Pershij zhittezdatnij komercijnij zrazok termistora buv vinajdenij Samuelem Rubenom u 1930 roci patent SShA U S Patent 2 021 491 3 Zagalnij opis Redaguvati nbsp Datchik temperaturi na osnovi termistora nbsp Umovne poznachennya na elektrichnij shemi nbsp Volt amperna harakteristika VAH dlya pozistora nbsp Zalezhnist oporu termistora vid temperaturi 1 dlya R lt 0 2 dlya R gt 0Dlya termistora harakterni velikij temperaturnij koeficiyent oporu TKO u desyatki raz perevishuye cej koeficiyent dlya metaliv prostota vikoristannya zdatnist pracyuvati v riznih klimatichnih umovah pri znachnih mehanichnih navantazhennyah stabilnist harakteristik u chasi Termorezistori vigotovlyayut u viglyadi strizhniv trubok diskiv shajb namistinok i tonkih plastinok perevazhno metodami poroshkovoyi metalurgiyi Yihni rozmiri mozhut variyuvatisya v mezhah vid 1 10 mkm do 1 2 sm Osnovnimi parametrami termorezistora ye nominalnij opir temperaturnij koeficiyent oporu interval robochih temperatur maksimalno pripustima potuzhnist rozsiyuvannya Rozriznyayut termorezistori z negativnim NTC termistori vid angl Negative Temperature Coefficient i pozitivnim PTC termistori vid angl Positive Temperature Coefficient abo prosto pozistori temperaturnim koeficiyentom oporu TKO Termorezistori z negativnim TKO vigotovlyayut iz sumishi polikristalichnih oksidiv perehidnih metaliv napriklad MnO CoO NiO CuO legovanih Ge i Si napivprovidnikiv tipu AIII BV sklovidnih napivprovidnikiv i inshih materialiv Rozriznyayut termorezistori nizkotemperaturni rozrahovani na robotu pri temperaturah nizhche 170 K serednotemperaturni 170 510 K i visokotemperaturni vishe 570 K Krim togo isnuyut termorezistori priznacheni dlya roboti pri 4 2 K i nizhche j pri 900 1300 K Najbilsh shiroko vikoristovuyutsya serednotemperaturni termorezistori iz TKO vid 2 4 do 8 4 K i nominalnim oporom 1 106 Om Rezhim roboti termorezistoriv zalezhit vid togo na yakij dilyanci statichnoyi volt ampernoyi harakteristiki VAH obrana robocha tochka U svoyu chergu VAH zalezhit yak vid konstrukciyi rozmiriv i osnovnih parametriv termorezistora tak i vid temperaturi teploprovidnosti navkolishnogo seredovisha teplovomu zv yazku mizh termorezistorom i seredovishem Termorezistori z robochoyu tochkoyu na pochatkovij linijnij dilyanci VAH vikoristovuyutsya dlya vimiru j kontrolyu temperaturi j kompensaciyi temperaturnih zmin parametriv elektrichnih kil i elektronnih priladiv Termorezistori z robochoyu tochkoyu na spadnij dilyanci VAH z negativnim oporom zastosovuyutsya yak puskovi rele rele chasu vimirniki potuzhnosti elektrogmagnitnogo viprominyuvannya na NVCh stabilizatori temperaturi j naprugi Rezhim roboti termorezistora pri yakomu robocha tochka perebuvaye takozh na spadayuchij dilyanci VAH pri comu vikoristovuyetsya zalezhnist oporu termorezistora vid temperaturi j teploprovidnosti navkolishnogo seredovisha harakternij dlya termorezistoriv zastosovuvanih u sistemah teplovogo kontrolyu j pozhezhnoyi signalizaciyi regulyuvannya rivnya ridkih i sipuchih seredovish diya takih termorezistoriv zasnovana na viniknenni relejnogo efektu v lancyuzi z termorezistorom pri zmini temperaturi navkolishnogo seredovisha abo umov teploobminu termorezistora z seredovishem Vigotovlyayutsya takozh termorezistori specialnoyi konstrukciyi z nepryamim pidigrivom U takih termorezistorah ye obmotka pidigrivu izolovana vid napivprovidnikovogo rezistivnogo elementa yaksho pri comu potuzhnist sho vidilyayetsya v rezistivnomu elementi mala to teplovij rezhim termorezistora viznachayetsya temperaturoyu pidigrivnika tobto strumom u nomu Takim chinom z yavlyayetsya mozhlivist zminyuvati stan termorezistora ne minyayuchi strum cherez nogo Takij termorezistor vikoristovuyetsya yak zminnij rezistor kerovanij elektrichno na vidstani Z termorezistoriv z pozitivnim temperaturnim koeficiyentom najbilshij interes yavlyayut termorezistori vigotovleni iz tverdih rozchiniv na osnovi BaTiO3 Taki termorezistori zvichajno nazivayut pozistorami Vidomi termorezistori z nevelikim pozitivnim temperaturnim koeficiyentom 0 5 0 7 K vikonani na osnovi kremniyu z elektronnoyu providnistyu yihnij opir zminyuyetsya z temperaturoyu priblizno za linijnim zakonom Taki termorezistori vikoristovuyutsya napriklad dlya temperaturnoyi stabilizaciyi elektronnogo obladnannya na tranzistorah Varto vidznachiti sho grafik zobrazhenij na malyunku Volt amperna harakteristika VAH dlya pozistora nezruchnij tomu sho nepravilno roztashovani osi potribno pominyati yih miscyami Dlya oderzhannya VAH termistora grafik neobhidno povernuti vlivo na 90 gradusiv j invertuvati po vertikali Rivnyannya Stejnharta Harta RedaguvatiDokladnishe Rivnyannya Stejnharta HartaDlya tochnih vimiryuvan temperaturi v shirokomu diapazoni znachen kriva zalezhnosti maye buti opisana bilsh detalno nizh ce robit linijna zalezhnist Najchastishe dlya cogo vikoristovuyetsya rivnyannya Stejnharta Harta yake daye nablizhennya tretogo poryadku i maye takij viglyad 1 T A B ln R C ln R 3 displaystyle 1 over T A B ln R C ln R 3 nbsp de T displaystyle T nbsp absolyutna temperatura u Kelvinah R displaystyle R nbsp opir pri temperaturi T Om A displaystyle A nbsp B displaystyle B nbsp C displaystyle C nbsp koeficiyenti Stejnharta Harta yaki variyuyutsya zalezhno vid tipu i modeli termistora i vid diapazonu temperatur Dlya virazhennya oporu yak funkciyi temperaturi vishe podanij viraz mozhe buti podanij yak R e x p x 1 2 y 1 3 x 1 2 y 1 3 displaystyle R mathrm exp left left x 1 over 2 y right 1 over 3 left x 1 over 2 y right 1 over 3 right nbsp de y 1 c a 1 T x b 3 c 3 y 2 2 displaystyle begin aligned y amp 1 over c left a 1 over T right x amp sqrt left frac b 3c right 3 left frac y 2 right 2 end aligned nbsp Pohibka rivnyannya Stejnharta Harta yak pravilo mensha za 0 02 C pri vimiryuvanni temperaturi v diapazoni 200 C 4 Zastosuvannya RedaguvatiNa osnovi termistoriv rozrobleni sistemi i pristroyi distancijnogo ta centralizovanogo vimiryuvannya i regulyuvannya temperaturi pozhezhnoyi signalizaciyi ta teplovogo kontrolyu temperaturnoyi kompensaciyi riznih elementiv elektrichnogo kola vimiryuvannya vakuumu ta shvidkosti ruhu ridin i gaziv ta in takozh termistori chasto vikoristovuyutsya dlya obmezhennya puskovih strumiv impulsnih blokiv zhivlennya Div takozh RedaguvatiTermometr oporu Rezistor Termopara TermostatPrimitki Redaguvati 1833 First Semiconductor Effect is Recorded Computer History Museum Procitovano 26 zhovtnya 2014 McGee Thomas 1988 Chapter 9 Principles and Methods of Temperature Measurement John Wiley amp Sons s 203 Jones Deric P red 2009 Biomedical Sensors Momentum Press s 12 Practical Temperature Measurements angl Agilent Application Note Agilent Semiconductor Arhiv originalu za 24 serpnya 2009 Procitovano 22 chervnya 2015 Literatura RedaguvatiSheftel I T Termorezistory Meklin Ye D Termorezistory Shashkov A G Termorezistori i yih zastosuvannya Girnichij enciklopedichnij slovnik u 3 t za red V S Bileckogo D Shidnij vidavnichij dim 2001 2004 Dzherela RedaguvatiVikishovishe maye multimedijni dani za temoyu TermorezistorTermorezistor Velikij tlumachnij slovnik suchasnoyi ukrayinskoyi movi z dod i dopov uklad i gol red V T Busel 5 te vid K Irpin Perun 2005 ISBN 966 569 013 2 Posilannya RedaguvatiTermistor Universalnij slovnik enciklopediya 4 te vid K Teka 2006 nbsp Ce nezavershena stattya pro elektroniku Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Termorezistor amp oldid 37307920