При ремонте бытовой техники приходится сталкиваться с большим разнообразием деталей и компонентов. Часто новички не знают, что такое терморезистор и какими они бывают. Это полупроводниковые компоненты, сопротивление которых изменяется под воздействием температуры. Благодаря этим свойствам они нашли широкий диапазон применений. Начиная от термометров, заканчивая ограничителями пускового тока. В этой статье мы ответим на все интересующие вас вопросы простыми словами.
Устройство и виды
Терморезистор – это полупроводниковый прибор, сопротивление которого зависит от его температуры. В зависимости от типа элемента сопротивление может повышаться или падать при нагреве. Различают два вида терморезисторов:
- NTC (Negative Temperature Coefficient) – с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС). Часто их называют «Термисторы».
- PTC (Positive Temperature Coefficient) – с положительным ТКС. Их также называют «Позисторы».
Важно! Температурный коэффициент электрического сопротивления – это зависимость сопротивления от температуры. Описывает, на сколько Ом или процентов от номинальной величины изменяется сопротивление элемента при повышении его температуры на 1 градус Цельсия. Например, у обычных положительный ТКС (при нагреве сопротивление проводников повышается).
Терморезисторы бывают низкотемпературными (до 170К), среднетемпературными (170-510К) и высокотемпературными (900-1300К). Корпус элемента может быть выполнен из пластика, стекла, металла или керамики.
Условное графическое обозначение терморезисторов на схеме напоминает обычные резисторы, а отличием является лишь то, что они перечеркнуты полосой и рядом указывается буква t.
Кстати, так обозначаются любые резисторы, сопротивление которых изменяется под воздействием окружающей среды, а род воздействующих величин и указывается буквой, t – температура.
Основные характеристики:
- Номинальное сопротивление при 25 градусах Цельсия.
- Максимальный ток или мощность рассеяния.
- Интервал рабочих температур.
Интересный факт : Терморезистор изобретен в 1930 году ученым Самюэлем Рубеном.
Давайте подробнее рассмотрим, как устроен и для чего нужен каждый из них.
NTC
Основные сведения
Сопротивление NTC-терморезисторов уменьшается при нагреве, их ТКС отрицательный. Зависимость сопротивления от температуры изображена на графике ниже.
Здесь вы можете убедиться, что при нагреве сопротивление NTC-терморезистора уменьшается.
Такие термисторы изготавливают из полупроводников. Принцип действия заключается в том, что с ростом температуры увеличивается концентрация носителей зарядов, электроны переходят в зону проводимости. Кроме полупроводников используются оксиды переходных металлов.
Обратите внимание на такой параметр как бета-коэффициент. Учитывается при использовании терморезистора для измерения температуры, для усреднения графика сопротивления от температуры и проведения расчетов с помощью микроконтроллеров. Бета-уравнение для приближения кривой изменения сопротивления термистора вы видите ниже.
Интересно: в большинстве случаев термисторы используют в диапазоне температур 25-200 градусов Цельсия. Соответственно могут использоваться для измерений в этих диапазонах, в то время как термопары работают и при 600 градусах Цельсия.
Где используется
Терморезисторы с отрицательным ТКС часто используют для ограничения пусковых токов электродвигателей, пусковых реле, для защиты от перегрева литиевых аккумуляторов и в блоках питания для уменьшения зарядных токов входного фильтра (емкостного).
На схеме выше приведен пример использования термистора в блоке питания. Такое применение называется прямым нагревом (когда элемент сам разогревается при протекании тока через него). На плате блока питания NTC-резистор выглядит следующим образом.
На рисунке ниже вы видите, как выглядит NTC-терморезистор. Он может отличаться размерам, формой, а реже и цветом, самый распространенный – это зелёный, синий и черный.
Ограничение пускового тока электродвигателей с помощью NTC-термистора получило широкое распространение в бытовой технике благодаря простоте реализации. Известно, что при пуске двигателя он может потреблять ток в разы и десятки раз превышающий его номинальное потребление, особенно если двигатель пускается не в холостую, а под нагрузкой.
Принцип работы такой схемы:
Когда термистор холодный его сопротивление велико, мы включаем двигатель и ток в цепи ограничивается активным сопротивлением термистора. Постепенно происходит разогрев этого элемента и его сопротивление падает, а двигатель выходит на рабочий режим. Термистор подбирается таким образом, чтобы в горячем состоянии сопротивление было приближено к нулю. На фото ниже вы видите сгоревший терморезистор на плате мясорубки Zelmer, где и используется такое решение.
Недостаток этой конструкции состоит в том, что при повторном пуске, когда термистор еще не остыл – ограничения тока не происходит.
Есть не совсем привычное любительское применение терморезистора для защиты ламп накаливания. На схеме ниже изображен вариант ограничения всплеска тока при включении таких лампочек.
Если терморезистор используется для измерения температуры – такой режим работы называют косвенным нагревом, т.е. он нагревается от внешнего источника тепла.
Интересно: у терморезисторов нет полярности, так что их можно использовать как в цепях постоянного, так и переменного тока не опасаясь переполюсовки.
Маркировка
Терморезисторы могут маркироваться как буквенным способом, так и содержать цветовую маркировку в виде кругов, колец или полос. При этом различают множество способов буквенной маркировки – это зависит от производителя и типа конкретного элемента. Один из вариантов:
На практике, если он применяется для ограничения пускового тока чаще всего встречаются дисковые термисторы, которые маркируются так:
Где первая цифра обозначает сопротивление при 25 градусах Цельсия – 5 Ом, а «20» — диаметр, чем он больше – тем большую мощность он может рассеять. Пример такого вы видите на рисунке ниже:
Для расшифровки цветовой маркировки можно воспользоваться таблицей, изображенной ниже.
Из-за обилия вариантов маркировки можно ошибиться в расшифровке, поэтому для точности расшифровки лучше искать техническую документацию к конкретному компоненту на сайте производителя.
PTC
Основные сведения
Позисторы, как было сказано, имеют положительный ТКС, то есть их сопротивление повышается при нагреве. Их изготавливают на основе титаната бария (BaTiO 3). У позистора такой график температуры и сопротивления:
Кроме этого нужно обратить внимание на его вольтамперную характеристику:
Рабочий режим зависит от выбора рабочей точки позистора на ВАХ, например:
- Линейный участок используется для измерения температуры;
- Нисходящий участок используется в пусковых реле, измерения мощности ЭМИ на СВЧ, противопожарной сигнализации и прочего.
На видео ниже рассказывается, что такое позисторы:
Где применяется
Сфера применения позисторов достаточно широка. В основном они используются в схемах защиты оборудования и устройств от перегрева или , реже для измерения температуры, а также в качестве автостабилизирующих нагревательного элемента. Кратко перечислим примеры использования:
Терморезисторы – это группа устройств, способных преобразовать температуру в электрический сигнал, который считывают посредством измерения падения напряжения или силы тока в цепи, где он установлен. Или же они сами по себе могут являться регулирующим органом, если это позволяют сделать его параметры. Простота и доступность этих устройств позволяет их широко использовать как для профессионального конструирования приборов, так и для радиолюбительской практики.
Наверняка вы не знаете:
Терморезисторы. Принцип работы
Терморезистор - это полупроводниковый прибор (его изготавливают из полупроводниковых материалов с большим отрицательным температурным коэффициентом), в котором используется зависимость электрического сопротивления полупроводников от температуры.
Изменение сопротивления Rт полупроводника при изменении температуры характеризуется зависимостью:
Rт= Аехр (В/Т).
Где: А - постоянная, зависящая от физических свойств полупроводника, размеров и формы терморезистора; В - постоянная, зависящая от физических свойств полупроводника; Т - температура терморезистора, °С. Температурный коэффициент α полупроводникового терморезистора отрицательный.
Он достигает значений от 2,5 до 4% °С, что в 6-10 раз больше температурного коэффициента металлов, и зависит от температуры:
α = В/Т^2.
На рис. 1 показано устройство терморезисторов серий ММТ и КМТ. Терморезисторы типов ММТ-1 и КМТ-1 (рис. 1, а) представляют собой полупроводниковый стержень 1, покрытый эмалевой краской, с контактными колпачками 2 и выводами 3. Эти выводы терморезисторов могут быть использованы только в сухих помещениях. Терморезисторы типов ММТ-4 и КМТ-4 (рис. 1, б) смонтированы в металлический корпус 6 и герметизированы. Они могут быть применены в условиях любой влажности и любой среды, не являющейся агрессивной по отношению к корпусу. Герметизация осуществляется стеклом 8 и оловом 9. Стержень 5 в терморезисторе типа ММТ-4 обернут металлической фольгой 4. Токоотвод 7 выполнен из никелевой проволоки. Эти терморезисторы выпускаются на номинальные значения сопротивления от 1 до 200 кОм (при 20 °С) и могут быть использованы для работы в диапазоне температур от -100 до 129°С.
Действие термометров сопротивления основано на свойстве проводников менять электрическое сопротивление при изменении температуры. В качестве материала для изготовления термометров сопротивления используют только чистые металлы: платину в виде тонкой проволоки диаметром 0,05- 0,07 мм для измерения температур до 630°С и медь, никель или железо в виде проволоки диаметром 0,1 мм для измерения температур 100-150 °С.
Существуют следующие способы намотки материала термометров сопротивления:
На стеклянную пластинку в целях сохранности элемента, имеющего остроугольные вырезы по бокам, расстояние между зубцами которых равно 0,5-1 мм;
На стеклянную трубку в целях сохранности элемента его заключают в тонкостенную пружинящую металлическую трубку с асбестовыми подушками;
На слюдяную или фарфоровую крестовину.
Наиболее широко применяют платину и медь.
Термометры сопротивления используют в приборах контроля и автоматического регулирования температуры. В них, кроме чувствительного элемента, есть источник тока и измерительный мост. Схема уравновешенного моста постоянного тока показана на рис. 2.
Перемещая движок реостата Rз, приводят мост в уравновешенное состояние, при котором гальванометр G фиксирует отсутствие тока в диагонали моста (Iт=0). Rз=const.
Таким образом, на равнозначных режимах величина Rз пропорциональна измеряемому сопротивлению Rt, зависящему от температуры. Уравновешивания моста может быть осуществлено автоматически. Для этого сопротивление резистора меняется под воздействием стрелки нуль гальванометра G.
Наряду с уравновешенными измерительными мостами применяются и неуравновешенные, характеризующиеся большей надежностью, но меньшей точностью из-за влияний колебаний напряжения источника.
Термометр сопротивления платиновый типа ТСП-972 (рис. 3) предназначен для измерения температуры от -10 до +120°С при относительной влажности до 98%.
Принцип действия основан на свойстве платины изменять свое сопротивление в зависимости от температуры. Измерение сопротивления термометра фиксируется вторичным прибором, имеющим шкалу в градусах Цельсия. Термометр типа ТСП-972 состоит из термоэлемента 1 и головки 2. Чувствительный элемент термометра представляет собой спираль из платиновой проволоки марки Пл-2 диаметром 0,05 мм, помещенную в канал каркаса. Каналы каркаса заполнены порошком безводной окиси алюминия и залиты глазурью. Концы спирали припаяны серебром к выводам из сплава, состоящего из иридия и родия.
Головка термометра сопротивления состоит из корпуса и крышки 3, соединенных болтами. Конструкция защитной арматуры сварная.
Термометр виброустойчивый и ударопрочный.
Часто в различных источниках питания возникает задача ограничить стартовый бросок тока при включении. Причины могут быть разные – быстрый износ контактов реле или выключателей, сокращение срока службы конденсаторов фильтра итд. Такая задача недавно возникла и у меня. В компьютере я использую неплохой серверный блок питания, но за счет неудачной реализации секции дежурного режима, происходит сильный ее перегрев при отключении основного питания. Из-за этой проблемы уже 2 раза пришлось ремонтировать плату дежурного режима и менять часть электролитов, находящихся рядом с ней. Решение было простое – выключать блок питания из розетки. Но оно имело ряд минусов – при включении происходил сильный бросок тока через высоковольтный конденсатор, что могло вывести его из строя, кроме того, уже через 2 недели начала обгорать вилка питания блока. Решено было сделать ограничитель бросков тока. Параллельно с этой задачей, у меня была подобная задача и для мощных аудио усилителей. Проблемы в усилителях те же самые – обгорание контактов выключателя, бросок тока через диоды моста и электролиты фильтра. В интернете можно найти достаточно много схем ограничителей бросков тока. Но для конкретной задачи они могут иметь ряд недостатков – необходимость пересчета элементов схемы для нужного тока; для мощных потребителей – подбор силовых элементов, обеспечивающих необходимые параметры для расчетной выделяемой мощности. Кроме того, иногда нужно обеспечить минимальный стартовый ток для подключаемого устройства, из-за чего сложность такой схемы возрастает. Для решения этой задачи есть простое и надежное решение – термисторы.
Рис.1 Термистор
Термистор – это полупроводниковый резистор, сопротивление которого резко изменяется при нагреве. Для наших целей нужны термисторы с отрицательным температурным коэффициентом – NTC термисторы. При протекании тока через NTC термистор он нагревается и его сопротивление падает.
Рис.2 ТКС термистора
Нас интересуют следующие параметры термистора:
Сопротивление при 25˚С
Максимальный установившийся ток
Оба параметра есть в документации на конкретные термисторы. По первому параметру мы можем определить минимальный ток, который пройдет через сопротивление нагрузки при подключении ее через термистор. Второй параметр определяется максимальной рассеиваемой мощностью термистора и мощность нагрузки должна быть такой, что бы средний ток через термистор не превысил это значение. Для надежной работы термистора нужно брать значение этого тока меньшее на 20 процентов от параметра, указанного в документации. Казалось бы, что проще – подобрать нужный термистор и собрать устройство. Но нужно учитывать некоторые моменты:
- Термистор достаточно долго остывает. Если выключить устройство и сразу включить опять, то термистор будет иметь низкое сопротивление и не выполнит свою защитную функцию.
- Нельзя соединять термисторы параллельно для увеличения тока – из-за разброса параметров ток через них будет сильно различаться. Но вполне можно соединять нужное к-во термисторов последовательно.
- При работе происходит сильный нагрев термистора. Греются также элементы рядом с ним.
- Максимальный установившийся ток через термистор должен ограничиваться его максимальной мощностью. Этот параметр указан в документации. Но если термистор используется для ограничения коротких бросков тока (например, при первоначальном включении блока питания и зарядке конденсатора фильтра), то импульсный ток может быть больше. Тогда выбор термистора ограничен его максимальной импульсной мощностью.
Энергия заряженного конденсатора определяется формулой:
E = (C*Vpeak²)/2
где E – энергия в джоулях, C – емкость конденсатора фильтра, Vpeak – максимальное напряжение, до которого зарядится конденсатор фильтра (для наших сетей можно взять значение 250В*√2 = 353В).
Если в документации указана максимальная импульсная мощность, то исходя из этого параметра можно подобрать термистор. Но, как правило, этот параметр не указан. Тогда максимальную емкость, которую безопасно можно зарядить термистором, можно прикинуть по уже рассчитанным таблицам для термисторов стандартных серий.
Я взял таблицу с параметрами термисторов NTC фирмы Joyin. В таблице указаны:
Rном - номинальное сопротивление термистора при температуре 25°С
Iмакс - максимальный ток через термистор (максимальный установившийся ток)
Смакс - максимальная емкость в тестовой схеме, которую разряжают на термистор без его повреждения (тестовое напряжение 350v)
Как проводится тестовое испытание, можно посмотреть на седьмой странице.
Несколько слов о параметре Смакс – в документации показано, что в тестовой схеме конденсатор разряжается через термистор и ограничительный резистор, на котором выделяется дополнительная энергия. Поэтому максимальная безопасная емкость, которую сможет зарядить термистор без такого сопротивления, будет меньше. Я поискал информацию в зарубежных тематических форумах и посмотрел типовые схемы с ограничителями в виде термисторов, на которые приведены данные. Исходя из этой информации, можно взять коэффициент для Смакс в реальной схеме 0.65, на который умножить данные из таблицы.
|
Наименование |
Rном, |
Iмакс, |
Смакс, |
|
|
д иаметр 8мм |
||||
|
диаметр 10мм |
||||
|
диаметр 13мм |
||||
|
диаметр 15мм |
||||
|
диаметр 20мм |
||||
Таблица параметров NTC термисторов фирмы Joyin
Соединяя несколько одинаковых NTC термисторов последовательно, мы уменьшаем требования к максимальной импульсной энергии каждого из них.
Приведу пример. Например, нам необходимо подобрать термистор для включения блока питания компьютера. Максимальная мощность потребления компьютера – 700 ватт. Мы хотим ограничить стартовый ток величиной 2-2.5А. В блоке питания установлен конденсатор фильтра 470мкФ.
Считаем действующее значение тока:
I = 700Вт/220В = 3.18А
Как писал выше, для надежной работы термистора, выберем максимальный установившийся ток из документации на 20% больше этой величины.
Iмакс = 3.8А
Считаем нужное сопротивление термистора для стартового тока 2.5А
R = (220В*√2)/2.5А = 124 Ом
Из таблицы находим нужные термисторы. 6 штук последовательно включенных термисторов JNR15S200L подходят нам по Iмакс , общему сопротивлению. Максимальная емкость, которую они могут зарядить будет равна 680мкФ*6*0.65=2652мкФ, что даже больше, чем нам нужно. Естественно, при понижении Vpeak , понижаются и требования к максимальной импульсной мощности термистора. Зависимость у нас от квадрата напряжения.
И последний вопрос по поводу выбора термисторов. Что, если мы подобрали необходимые по максимальной импульсной мощности термисторы, но они нам не подходят по Iмакс (постоянная нагрузка для них слишком велика), либо в самом устройстве нам не нужен источник постоянного нагрева? Для этого мы применим простое решение – добавим в схему еще один выключатель параллельно термистору, который включим после зарядки конденсатора. Что я и сделал в своем ограничителе. В моем случае параметры такие – максимальная мощность потребления компьютера 400вт, ограничение стартового тока – 3.5А, конденсатор фильтра 470мкФ. Я взял 6 штук термисторов 15d11 (15 ом). Схема приведена ниже.
Рис. 3 Схема ограничителя
Пояснения по схеме. SA1 отключает фазовый провод. Светодиод VD2 служит для индикации работы ограничителя. Конденсатор C1 сглаживает пульсации и светодиод не мерцает с частотой сети. Если он вам не нужен, то уберите из схемы C1, VD6, VD1 и просто соедините параллельно светодиод и диод по аналогии элементов VD4, VD5. Для индикации процесса зарядки конденсатора, параллельно термисторам включен светодиод VD4. В моем случае при зарядке конденсатора блока питания компьютера, весь процесс занимает менее секунды. Итак, собираем.
Рис.4 Набор для сборки
Индикацию питания я собрал непосредственно в крышке от выключателя, выкинув из нее китайскую лампу накаливания, которая бы прослужила недолго.
Рис. 5 Индикация питания
Рис.6 Блок термисторов
Рис. 7 Собранный ограничитель
На этом можно было бы закончить, если бы через неделю работы не вышли из строя все термисторы. Выглядело это так.
Рис. 8 Выход из строя NTC термисторов
Несмотря на то, что запас по допустимой величине емкости был очень большой – 330мкФ*6*0.65=1287мкФ.
Термисторы брал в одной известной фирме, причем разных номиналов – все брак. Производитель неизвестен. Либо китайцы заливают в большие корпуса термисторы меньших диаметров, либо качество материалов очень плохое. В итоге купил даже меньшего диаметра - SCK 152 8мм. То же Китай, но уже фирменные. По нашей таблице допустимая емкость 100мкФ*6*0.65=390мкФ, что даже немного меньше, чем нужно. Тем не менее, все работает отлично.
Здесь приведены характеристики малогабаритных терморезисторов которые могут применяться в устройствах контроля температуры ПК и разрабатываемых Вами конструкциях.
Терморезисторы или термисторы (ТР) - полупроводниковые резисторы с нелинейной Вольт Амперной Характеристикой (ВАХ), которые имеют явно выраженную зависимость электро сопротивления от температуры. Производятся терморезисторы с отрицательным и положительным Температурным Коэффициентом Сопротивления (ТКС).
Номинальное сопротивление R н - электрическое сопротивление, значение которого обозначено на корпусе или указано в нормативной документации, измеренное при определенной температуре окружающей среды (обычно 20º С). Значения устанавливаются по ряду Е6 либо Е12.
Температурный коэффициент сопротивления ТКС - характеризует, как и обычно, изменение (обратимое) сопротивления на один градус Кельвина или Цельсия.
Максимально допустимая мощность рассеяния P max - наибольшая мощность, которую длительное время может рассеивать ТР, не вызывая необратимых изменений характеристик. При этом его температура не должна превышать максимальную рабочую температуру.
Коэффициент температурной чувствительности В - определяет характер температурной зависимости данного типа ТР. Известен как постоянная В, зависящая от физических свойств полупроводникового материала, из которого выполнен термочувствительный элемент.
Постоянная времени t - характеризует тепловую инерционность.
Она равна времени, в течении которого сопротивление ТР изменяется на 63% при перенесении его из воздушной среды температурой 0º С в воздушную среду с температурой 100º С.
Терморезисторы с отрицательным ТКС
| Тип |
Диапазон номинальных сопротивлений при 20º С, кОм |
Допуск % |
Максимальная мощность 20º
С,
мВт |
Диапазон рабочих температур, º С |
ТКС при 20º
С,
%/º С |
Постоянная В, К |
Постоянная времени t
, сек |
Вид и область применения |
| КМТ-1 | 22 -:- 1000 | ±20 | 1000 | -60-:-180 | 4,2-:-8,4 | 3600 -:-7200 | 85 | С, Измерения Т |
| КМТ-4 | 22-:-1000 | ±20 | 650 | -60 -:- 125 | 4,2-:-8,4 | 3600 -:-7200 | 115 | С, Измерения Т |
| КМТ-8 | 0,1-:-10 | ± 10,±20 | 600 | -60-:-+70 | 4,2-:-8,4 | 3600-:-7200 | 909 |
Термо компенсация |
| КМТ-10 | 100-:-3300 | ± 20 | 250 в теч. 2сек | 0-:-125 | > 4,2 | > 3600 | 75 | C, Контроль Т |
| KMT-11 | 100 -:-3300 | ± 20 | 250 в теч. 2сек | 0-:-125 | > 4,2 | > 3600 | 10 | C, Контроль Т |
| КМТ-12 | 100Ом-:-10 | ± 30 | 700 | -60 -:-125 | 4,2 -:-8,4 | 3600-:-7200 | - | Д, Изм - Т Комп. |
| КМЕ-14 |
510,680, 910 Ом 160, 200, 330 КОм 4,3, 75 МОм при 150°С |
± 20 | 100 | -10-:-300 |
2,1-:-2,5 3,4-:-4,2 3,5-:-4,3 |
3690-:-4510 6120-:-7480 6300-:-7700 |
10-:-60 | Б, Измерения Т |
| КМТ-17в | 0,33-:-22 | ± 10,±20 | 300 | -60-:-155 | 4,2-:-7 | 3600-:-6000 | 30 | Д, Измерение Т |
| ММТ-1 | 12 - :- 220 | ±20 | 500 | -60 -:- 125 | 2,4 -:- 5 | 2060 -:- 4300 | 85 | С, Измерения Т |
| ММТ-4 | 1-:-220 | ±20 | 560 | -60 -:- 125 | 2,4 -:- 5 | 2060 -:- 4300 | 115 | С, Измерения Т |
| ММТ-6 | 10-:-100 | ± 20 | 50 | -60 -:- 125 | 2,4-:-5 | 2060-:-4300 | 35 | С, Измерение Т |
| ММТ-8 | 1 Ом -:- 1 | ± 10,±20 | 600 | -60 -:- 70 | 2,4 -:- 4 | 2060-:-3430 | 900 |
Термо компенсация |
| ММТ-9 | 10 Ом -:-4,7 | ± 10,±20 | 900 | -60 -:- 125 | 2,4-:-5 | 2060-:-4300 | - | Д |
| ММТ-12 | 0,0047 - 1 | ± 30 | 700 | -60 -:- 125 | 2,4-:-4 | 2060-3430 | - |
Д,Термо компенсация |
| ММТ-15 | 750Ом-:-1,21 | - | - | -60 -:- 125 | 2,6-:-4 | 2230-:-3430 | Д | |
| ММЕ-13 | 0,01 - 2,2 | ± 20 | 600 | -60 -:- 125 | 2,4-:-5 | 2060-4300 | - |
Д,
Термо компенсация |
| ПТ-1 | 400 Ом-:-900 Ом | - | - | -60 -:- 150 | 4,1-:-5,1 | 3500-:-4400 | - | Д, Измерение Т |
| ПТ-2 | 80 Ом-:- 400 Ом | ± 20 | - | -60 -:- 150 | 4,4-:-4,8 | 3800-:-4100 | - | Д, Измерение Т |
| ПТ-3 | 400 Ом-:- 900 Ом | ± 20 | - | -60 -:- 150 | 4,3-:-4,8 | 3700-:-4700 | - | Д, Измерение Т |
| ПТ-4 | 0,6-:-0,8 | - | - | -60-:-150 | 4,1-:4,9 | 3500-:-4200 | - | Д, Измерение Т |
| СТ3-14 | 1,5; 2,2 | ±20 | 30 | -60-:-125 | 3,2-:-4,2 | 2600-:-3600 | 4 | Б, Измерение Т |
| МКМТ-16 | 2,7; 5,1 | ± 30 | 40 | -60-:-125 | 3,8-:-4,2 | 3250-:-3600 | 10 | Б, Измерение Т |
| СТ1-18 | 1,5; 2,2; 22; 33; 1500; 2200 при 150º С | ±20 | 45 | -60-:-300 |
2,25-:-5 при 150º С |
4050-:-9000 | 1 | Б, Измерение Т |
| СТ3-1 | 0,68 -:- 2,2 | ± 10, ±20 | 600 | -60 -:- 125 | 3,35 -:- 3,95 | 2870-:-3395 | 85 | С, Измерения Т |
| СТ3-14 | 1,5; 2,2 | ±20 | 30 | -60 -:- 125 | 3,2-:-4,2 | 2600-:-3600 | 4 | Б, Измерение Т |
| СТ3-17 | 33Ом-:-330 Ом | ± 10, ±20 | 300 | -60 -:- 100 | 3-:-4,5 | 2580-:-3850 | 30 | Д, Изм - Т Комп. |
| СТ3-18 | 0,68-:-3,3 | ±20 | 15 | -90-:-125 | 2,6-:-4,1 | 2250-:-3250 | 1 | Б, Измерение Т |
| СТ3-3 | 6,8; 8,2 | ± 10 | 150 | -90-:-125 | 2,8 -:- 3,2 | 1200 -:- 2400 | 35 | С, Измерения Т |
| СТ1-2 | 82, 91,100, 110 ом | ± 5 | 700 | -60-:-+85 | 4,4-:-4,9 | 3800-:-4200 | 60-:-100 | Д, Измерение Т |
| СТ1-17 | 330Ом-:-22 | ± 10, ±20 | 300 | -60-:-155 | 4,2-:-7 | 3600-:-6000 | 30 | Д, Изм - Т Комп. |
| СТ1-19 | 3,3-:-10 | ±20 | 60 | -60-:-300 |
2,35-:-4 при 150º С |
4230-:-7200 | 3 | Б, Измерение Т |
| СТ1-30 | 33 | - | < 120 ма ток подогрева | -60-:-85 | 4,2-:-5,1 | 3600-:-4400 | 6-:-12 | Измерение скоростей газов и жидкостей |
| СТ3-19 | 2,2; 10; 15 | ± 20 | 45 | -90-:-125 | 3,4-:-4,5 | 2900-:-3850 | 3 | Б, Измерение Т |
| СТ3-22 | 1 при 25°С | ± 30 | 8 | -60-:-85 | 3,1-:-4,2 | 2700-:-3700 | 15 | Б, Измерение Т |
| СТ3-23 | 2,2 Ом-:-4,7 Ом | ± 10, ±20 | - | 0-:-125 | 3,1-:-3,8 | 2600-:-3200 | - |
Д,
Термо компенсация |
| СТ3-25 | 1,5-:-6,8 | ± 20 | 8 | -100-:-125 | 3,05-:-4,3 | 2500-:-3700 | 0,4 | Б, Измерение Т |
| СТ3-28 | 150Ом-:-3,3 | ± 20 | - | -60 -:- 125 | 3-:-4,6 | 2580-:-3970 | - |
Д,
Термо компенсация |
| СТ4-2 | 2,1-:-3,0 | - | - | -60 -:- 125 | 4,2-:-4,8 | 3170-:-4120 | - | |
| CT4-15 | 880 Ом -1,12 | - | - | -60 -:- 125 | 3,4 -:-3,8 | 2350- 3250 | - | Д, Изм.Т, авто-трактон двигателей |
| СТ4-16 | 10-:-27 | ± 5; ± 10 | 150 | -60-:-155 | 3,45-:-4,45 | 2720-:-3960 | 30 | Б, Измерение Т |
| СТ4-16А | 6,8; 10; 15 | ± 1; ± 2; ± 5 | 180 | -60-:-+200 | 4,05-:-4,45 | 3250-:-4100 | Б, Измерение Т | |
| СТ4-17 | 1,5-:-2,2 | ± 10 | 500 | -80-:-+100 | 3,8-:-4,2 | 3260-:-3600 | 30 | Д, Измерение Т |
| СТ9-1А | 0,15-:-450 | - | 800 | -60-:-+100 | - | 1600-:-2000 | 110 | С, Термостаты |
| ТР-1 | 15; 33 | ± 10; ± 20 | 20; 50 | -60-:-+155 | 3,8-:-4,4 | 3200-:-3900 | 5-:-10 | Б, Измерение Т |
| ТР-2 | 15; 33 | ± 10; ± 20 | 20; 50 | -60-:-+155 | 3,8-:-4,4 | 3200-:-3900 | 5-:-10 | Б, Измерение Т |
| ТР-3 | 1,2; 12 | ± 10 | 1000 | -60 -:- 125 | 3,9-:-4,8 | 3470-:-4270 | - | Д, Датчик рег. Т |
| ТР-4 | 1 | ± 20 | 70 | -60-:-+200 | 1,8-:-2,2 | 1500-:-1960 | 3 | Б, Измерение Т |
ТР имеют разную конструкцию:
| Конструкция | Обозначение | Внешний вид |
| стержневые | С | |
| дисковые | Д |
 |
| бусинковые | Б |
 |
New!
Терморезисторы на основе монокристаллов полупроводникового
алмаза
типа ТРА-1, ТРА-2.
Это новые полупроводниковые приборы имеющие существенные преимущества по сравнению с ранее выпускавшимися терморезисторами.
Использование полупроводниковых монокристаллов алмаза в качестве термо чувствительных элементов (ТЧЭ) имеет существенные преимущества, которые определяются следующими его уникальными свойствами:
- полное отсутствие диффузионных эффектов (работоспособность) до температуры около 1000°С;
- исключительная стойкость к агрессивным средам и радиации;
- абсолютная твердость,
- малая инерционность.
| параметр | при | размерность | величина | Примечание | |
| TPA-1 | TPA-2 | ||||
| Номинальное сопротивление | 25° С | кОм | 0,01 - 10000 | Выпускаются по: ДИЛС.434121.001 ТУ, ОЖ0468051ТУ |
|
| Коэффициент температурной чувствительности | -200...+300° С | К | 300...2500 | 600...6000 | |
| Температурный коэффициент сопротивления | 25° C | %/град | -0,2...-2,3 | -0,5...-0,6 | |
| Максимальная рассеиваемая мощность | - | мВт | 500 | ||
| Диапазон рабочих температур | - | С | -200...+330 | ||
| Постоянная времени | - | сек | 1...5 | ||
| Пиковое ускорение многократного механического удара | - | g | 150 | ||
| Повышенное атмосферное давление | - | Па/кг*см 2 | 297200/3 | ||
| Атмосферные конденсированные осадки | - | иней, роса | |||
| Специальные факторы | - | группа | 4У | ||
Терморезисторы типа ТРА-1 и ТРА-2 могут применяться в следующих электронных устройствах:
- аналоговые и цифровые термометры с пределом измерения от - 60°С до 300°С (причем эксплуатация при максимальных значениях температуры в течение 500 часов не приводила к заметному изменению градуировки);
- термокомпенсированные генераторы частоты;
- терморегуляторы с различной мощностью нагревателей;
- расходомеры жидкости и газа термоанемометрического типа;
- сигнализаторы минимального уровня жидкостей,
- и другие где применяются ТР с отрицательным ТКС.
Стеклянный корпус и массивные по сравнению с алмазным кристаллом (~0,2…0,3 мм) существенно ограничивают максимальную рабочую температуру ТРА (< 400°С) и тепловую инерционность (> 1 с). При этом использование в качестве выводов медной проволоки диаметром 0,1 мм позволяет уменьшить постоянную времени примерно в 2 раза.
Разрабатываются опытные конструкции алмазных терморезисторов в бескорпусном исполнении, в которых размер кристалла составляет 0,5…0,6 мм, а диаметр серебряных выводов 0,05 - 0,1 мм. Для таких терморезисторов максимальная рабочая температура повышается до 600°С, и одновременно на порядок снижается тепловая инерционность.
Производитель:
ООО «Диамант», 601655, Владимирская обл., г. Александров, ул. Институтская 24, Полянский Е. В.
Терморезисторы прямого подогрева - стабилизаторы напряжения.
| Тип |
Ном. напряжение, В |
Диапазон стабилизации, В |
Макс. изменения напряжения, В |
Средний раб. ток, ма |
Рабочая область по току, ма |
Предельный ток (2с), ма |
| ТП 2/0,5 | 2 | 1,6-:-3 | 0,4 | 0,5 | 0,2-:-2 | 4 |
| ТП 2/2 | 2 | 1,6-:-3 | 0,4 | 2 | 0,4-:-6 | 12 |
| ТП 6/2 | 6 | 4,2-:-7,8 | 1,2 | 2 | 0,4-:-6 | 12 |
Терморезисторы с положительным ТКС, позисторы.
| Тип | Диапазон номинальных сопротивлений при 20º С, кОм |
Макс.
мощность, Вт |
Диапазон рабочих температур, º С |
Диапазон
температур положит. ТКС, º С |
Макс. ТКС
при 20º
С,
%/º С |
Кратность
изм. сопротивления в обл. положительного ТКС. |
Постоянная времени, сек |
Назначение |
| СТ5-1 | 0,02-:-0,15 | 0,7 | -20-:-+200 | 100-200 | 20 | 1000 | 20 | ПП сигнализация |
| СТ6-1А | 0,04-:-0,4 | 1,1 | -60-:-+155 | 40-:-155 | 10 | 1000 (при 25-140°С) | 20 | -"- |
| СТ6-1Б | 0,18; 0,27 | 0,8 | -60-:-+125 | 20-:-125 | 15 | 1000 (при 25-100°С) | 20 | -"- |
| СТ6-4Г | 5-:-25 | 0,8 | -60-:-+125 | -20-:-+125 | 2-:-6 | 5-:-15 | 40 | Д, Измерение Т |
| СТ6-6Б | 5-:-25 | 2,5 | -60-:-+125 | 20-:-125 | 15 | 1000 | 180 | - |
| СТ10-1 | 30-:-300 | 0,5 | -60-:-+175 | 100-:-175 | - | - | - | Термокомпенсация |
| СТ5-2-127В | 15-:-35 Ом | 3 | -60-:-+60 | 60-:-150 | 15 | 10000 (при 25-160°С) | - | Системы размагничивания масок кинескопов. |
| СТ5-2-220В | 20-:-50 Ом | 3 | -60-:-+85 | 60-:-150 | 15 | 10000 (при 25-160°С) | - |
Если Вам нужны параметры терморезисторы специального назначения - пишите .
Справочную таблицу в полном виде (формат pdf ) из приведенного ниже справочника можно скачать .
Справочную таблицу "Терморезисторы на основе монокристаллов полупроводникового алмаза" в формате pdf можно скачать отсюда.
Литература:
1. Справочник разработчика и конструктора РЭА, Элементная база, Книга II , Москва, изд ТОО"Прибор", 2000?
По материалам справочника и др.
источникам
подготовил А. Сорокин
2008 г.
1. Назначение. Типы терморезисторов
Терморезисторы относятся к параметрическим датчикам температуры, поскольку их активное сопротивление зависит от температуры. Терморезисторы называют также термометрами сопротивления или термосопротивлениями . Они применяются для измерения температуры в широком диапазоне от -270 до 1600 °С.
Если терморезистор нагревать проходящим через него электрическим током, то его температура будет зависеть от интенсивности теплообмена с окружающей средой. Так как интенсивность теплообмена зависит от физических свойств газовой или жидкой среды (например, от теплопроводности, плотности, вязкости), в которой находится терморезистор, от скорости перемещения терморезистора относительно газовой или жидкой среды, то терморезисторы используются и в приборах для измерения таких неэлектрических величин, как скорость, расход, плотность и др.
Различают металлические и полупроводниковые терморезисторы. Металлические терморезисторы изготовляют из чистых металлов: меди, платины, никеля, железа, реже из молибдена и вольфрама. Для большинства чистых металлов температурный коэффициент электрического сопротивления составляет примерно (4-6,5) 10 -3 1/°С, т. е. при увеличении температуры на 1 °С сопротивление металлического терморезистора увеличивается на 0,4-0,65 %. Наибольшее распространение получили медные и платиновые терморезисторы. Хотя железные и никелевые терморезисторы имеют примерно в полтора раза больший температурный коэффициент сопротивления, чем медные и платиновые, однако применяются они реже. Дело в том, что железо и никель сильно окисляются и при этом меняют свои характеристики. Вообще добавление в металл незначительного количества примесей уменьшает температурный коэффициент сопротивления. Сплавы металлов и окисляющиеся металлы имеют низкую стабильность характеристик. Однако при необходимости измерять высокие температуры приходится применять такие жаропрочные металлы, как вольфрам и молибден, хотя терморезисторы из них имеют характеристики, несколько отличающиеся от образца к образцу.
Широкое применение в автоматике получили полупроводниковые терморезисторы, которые для краткости называют термисторами . Материалом для их изготовления служат смеси оксидов марганца, никеля и кобальта; германий и кремний с различными примесями и др.
По сравнению с металлическими терморезисторами полупроводниковые имеют меньшие размеры в большие значения номинальных сопротивлений. Термисторы имеют на порядок больший температурный коэффициент сопротивления (до -6 10 -2 1/ºС). Но этот коэффициент - отрицательный, т. е. при увеличении температуры сопротивление термистора уменьшается. Существенный недостаток полупроводниковых терморезисторов по сравнению с металлическими - непостоянство температурного коэффициента сопротивления. С ростом температуры он сильно падает, т. е. термистор имеет нелинейную характеристику. При массовом производстве термисторы дешевле металлических терморезисторов, но имеют больший разброс характеристик.
2. Металлические терморезисторы
Сопротивление металлического проводника R зависит от температуры:
где С - постоянный коэффициент, зависящий от материала и конструктивных размеров проводника; α - температурный коэффициент сопротивления; е - основание натуральных логарифмов.
Абсолютная температура (К) связана с температурой в градусах Цельсия соотношением Т К= 273 + Т°С.
Определим
относительное изменение сопротивления
проводника при его нагреве. Пусть сначала
проводник находился при начальной
температуре Т
0
и
имел сопротивление
.
При нагреве до температурыT
его сопротивление
.
Возьмем отношение R
T
и R
0
:
(2)
Известно, что функцию вида e x можно разложить в степенной ряд:
Для
нашего случая
.
Так как величина α для меди сравнительно
мала и в диапазоне температур до +150 °С
может быть принята постоянной α = 4,3 10 -3
1/ºС, то и произведение
в этом диапазоне температур меньше
единицы. Поэтому не будет большой ошибкой
пренебречь при разложении членами ряда
второй степени и выше:
(3)
Выразим сопротивление при температуре T через начальное сопротивление при T 0
Медные терморезисторы выпускаются серийно и обозначаются ТСМ (термосопротивления медные) с соответствующей градуировкой: гр. 23 имеет сопротивление 53,00 Ом при 0 ºC; гр. 24 имеет сопротивление 100,00 Ом при 0 ºC. Медные терморезисторы выполняются из проволоки диаметром не менее 0,1 мм, покрытой для изоляции эмалью.
Для платиновых терморезисторов, которые применяются в более широком диапазоне температур, чем медные, следует учитывать зависимость температурного коэффициента сопротивления от температуры. Для этого берется не два, а три члена разложения в степенной ряд функции e x .
В диапазоне температур от -50 до 700 °С достаточно точной является формула
где для платины α = 3,94 10 -3 1/ºС, β = 5,8 10 -7 (1/ºС) 2 .
Платиновые терморезисторы выпускаются серийно и обозначаются ТСП (термосопротивления платиновые) с соответствующей градуировкой; гр. 20 имеет сопротивление 10,00 Ом при 0 °С, гр. 21 - 46,00 Ом; гр. 22 - 100,00 Ом. Платина применяется в виде неизолированной проволоки диаметром 0,05-0,07 мм.
В табл. 1 приведены зависимости сопротивления металлических терморезисторов от температуры; они называются стандартными градуировочными таблицами.
Таблица 1. Зависимость сопротивления терморезисторов от температуры
|
Температура, °С |
Сопротивление, Ом |
||||
|
Платиновые термометры сопротивления |
Медные термометры сопротивления |
||||
На рис. 1 показано устройство платинового термометра сопротивления. Сам терморезистор выполнен из платиновой проволоки 1 , намотанной на слюдяную пластину 2 с нарезкой. Слюдяные накладки 3 защищают обмотку и крепятся серебряной лентой 4. Серебряные выводы 5 пропущены через фарфоровые изоляторы 6. Термосопротивление помещается в металлический защитный чехол 7.
Рис.
1. Платиновый термометр сопротивления
