半導体をベースに、大幅に 抵抗力を減らす気温が下がったとき。 このデータに基づいてできることは、 温度を測るマイクロコントローラーが理解できる形式で。
サーミスタ製造の主材料（マイナス極付き） TKS*) 多結晶酸化物半導体（ 金属酸化物).
サーミスタタイプ（プラスあり）もあります。 TKS* ) – 肯定者。 彼らはそれを理解します チタンと相まって バリウムセラミックスそして 希土類金属。 多くの 抵抗を増やすで 温度上昇。 主な用途 – 温度安定化トランジスタデバイス。
サーミスタが発明される サミュエル・ルーベン (サミュエル・ルーベン )V 1930 年。
サーミスタはマイクロエレクトロニクスで次の用途に使用されます。 コントロール気温、厳しい 業界、モバイル測定 デバイス、 実行する 保護機能コンデンサなどの高い充電電流からスイッチング電源を保護します。
コンピューターのコンポーネントでよく見られます。
プロセッサー、電源システム、チップセット、その他のコンポーネントの温度を測定できます。 これらは非常に信頼性がありますが、温度が数十度、またはマイナスに変化した場合に工場で欠陥が発生することは珍しくありません。
独自のサーミスタもあります 内蔵ヒーター。 これらは、手動で加熱をオンにし、抵抗の変化について抵抗器から信号を送信するために使用されます。 電源制御ネットワーク（切断されると、抵抗器の加熱が停止し、抵抗が変化します）。
フォームそして 寸法サーミスターは異なる場合があります (ディスク、ビーズ、シリンダーなど)。
主な特徴 半導体サーミスタは次のとおりです。 TKS* ,範囲労働者 温度、最大 許容電力散乱、公称値 抵抗.
サーミスタ (ほとんど) 丈夫なさまざまな温度、機械的、 摩耗と損傷時々、そして攻撃的なものへの特定の治療を伴う 化学環境.
* 抵抗の温度係数
温度センサーは最も一般的に使用されるデバイスの 1 つです。 その主な目的は、温度を感知して信号に変換することです。 センサーにはさまざまな種類があります。 最も一般的なものは熱電対とサーミスターです。
種類
温度の検出と測定は非常に重要な活動であり、単純な家庭用から産業用まで多くの用途があります。 温度センサーは、温度データを収集し、人間が判読できる形式で表示するデバイスです。 温度センシング市場は、半導体および化学産業での研究開発ニーズにより継続的に成長しています。
熱センサーには主に 2 つのタイプがあります。
- 接触。 これらは、熱電対、充填システム温度計、温度センサー、バイメタル温度計です。
- 非接触センサー。 これらの赤外線デバイスは、液体や気体から放出される光線と赤外線の熱出力を検出できるため、防衛分野で大きな可能性を秘めています。
熱電対 (バイメタル デバイス) は、2 つの異なるタイプのワイヤ (または撚り合わされたワイヤ) で構成されます。 熱電対の動作原理は、2 つの金属の膨張速度が互いに異なるという事実に基づいています。 一方の金属が他方よりも膨張し、膨張していない金属の周囲で曲がり始めます。
サーミスタは抵抗器の一種であり、その抵抗値は温度によって決まります。 後者は通常 100°C まで使用されますが、熱電対は高温用に設計されており、それほど正確ではありません。 熱電対回路はミリボルト出力を提供し、サーミスター回路は高電圧出力を提供します。
重要！サーミスタの主な利点は、熱電対よりも安価であることです。 文字通りペニーで購入でき、使い方も簡単です。
動作原理
通常、サーミスタは敏感であり、熱抵抗も異なります。 加熱されていない導体では、材料を構成する原子が規則的なパターンで配置され、長い列を形成する傾向があります。 半導体が加熱されると、活性な電荷キャリアの数が増加します。 利用可能な電荷キャリアが多ければ多いほど、材料の導電性は高くなります。
抵抗と温度の曲線は常に非線形特性を示します。 サーミスターは、摂氏 -90 ～ 130 度の温度範囲で最もよく機能します。
重要！サーミスタの動作原理は、金属と温度の間の基本的な相関関係に基づいています。 これらは硫化物、酸化物、ケイ酸塩、ニッケル、マンガン、鉄、銅などの半導体化合物から作られており、わずかな温度変化さえも感知できます。
電子は、印加された電場によって押されて、原子と衝突するまでに比較的長い距離を移動できます。 衝突により動きが遅くなり、電気的な「抵抗」が減少します。 温度が高くなると原子の動きが激しくなり、特定の原子が通常の「待機」位置からわずかにずれると、通過する電子と衝突する可能性が高くなります。 この「速度の低下」は、電気抵抗の増加として現れます。
詳細については。物質が冷えると、電子は最も価数の低い殻に落ち着き、励起されなくなるため、移動が少なくなります。 この場合、ある電位から別の電位への電子の移動に対する抵抗が減少します。 金属の温度が上昇すると、電子の流れに対する金属の抵抗が増加します。
デザインの特徴
サーミスタはその性質上アナログであり、次の 2 つのタイプに分類されます。
- 金属（ポジター）、
- 半導体（サーミスタ）。
PTC抵抗器
サーミスタには特定の要件があるため、どんな電流導体でもサーミスタの材料として使用できるわけではありません。 製造用の材料には高い TCS が必要です。
銅とプラチナは、コストが高いにもかかわらず、このような要件に適しています。 実際には、TCM サーミスタの銅サンプルが広く使用されており、抵抗の温度依存性の直線性がはるかに高くなります。 欠点は、抵抗率が低いことと酸化が速いことです。 この点で、銅ベースの熱抵抗の用途は 180 度以下に限定されています。
PTC 抵抗は、高い電力損失によって加熱されたときに電流を制限するように設計されています。 したがって、電流を減らすためにAC回路内で直列に配置されます。 それらは（文字通りどれも）電流が多すぎると熱くなります。 これらのデバイスは、ヒューズなどの回路保護デバイスや、CRT モニター コイルの消磁回路のタイマーとして使用されます。
詳細については。ポジスターとは何ですか? 温度に応じて電気抵抗が増加する素子をポジスタ（PTC）といいます。
サーミスタ
負の温度係数を持つデバイス (温度が高くなると抵抗が小さくなる) を NTC サーミスタと呼びます。
詳細については。すべての半導体は、温度が上昇または下降すると抵抗が変化します。 これは彼らの過敏性を示しています。
NTC サーミスタは、突入電流リミッタ、自動調整式過電流保護装置、自動調整式発熱体として広く使用されています。 通常、これらのデバイスは交流回路内に並列に設置されます。
これらは、自動車、飛行機、エアコン、コンピューター、医療機器、保育器、ヘアドライヤー、コンセント、デジタルサーモスタット、ポータブルヒーター、冷蔵庫、オーブン、ストーブ、その他のさまざまな電化製品など、あらゆる場所に存在します。
サーミスタはブリッジ回路に使用されます。
仕様
サーミスターはバッテリーの充電に使用されます。 それらの主な特徴は次のとおりです。
- 高感度、抵抗温度係数は金属の10〜100倍です。
- 広い動作温度範囲。
- 小さいサイズ;
- 使いやすく、抵抗値は0.1〜100KΩの間で選択できます。
- 優れた安定性。
- 重度の過負荷。
デバイスの品質は、応答時間、精度、他の物理的環境要因の変化に対する気取らないことなどの標準特性の観点から測定されます。 使用を検討する際には、寿命と測定範囲も考慮すべき重要な特性です。
応用分野
サーミスタはそれほど高価ではないので、簡単に入手できます。 応答が速く、信頼性の高い使用が可能です。 以下にデバイスのアプリケーション例を示します。
気温センサー
車の温度センサーは NTC サーミスタであり、適切に校正されていればそれ自体が非常に正確です。 この装置は通常、車のグリルまたはバンパーの後ろに設置されており、自動空調システムのカットオフポイントを決定するために使用されるため、非常に正確である必要があります。 後者は 1 度ずつ調整可能です。
車の温度センサー
サーミスタはモータ巻線に内蔵されています。 通常、このセンサーは温度リレー (コントローラー) に接続され、「自動温度保護」を提供します。 エンジン温度がリレーに設定された設定値を超えると、エンジンが自動的に停止します。 それほど重要ではないアプリケーションでは、表示付きの過熱アラームをトリガーするために使用されます。
火災センサー
消火装置は自分で作ることができます。 スターターから借りたサーミスターまたはバイメタルストリップから回路を組み立てます。 このようにして、自家製温度センサーの動作に基づいてアラームをトリガーできます。
エレクトロニクスでは、温度などの何かを常に測定する必要があります。 このタスクは、半導体をベースにした電子部品であるサーミスタによって最もよく達成されます。 物理量の変化を検出し、電気量に変換します。 これらは、出力信号の抵抗の増加を示す一種の尺度です。 デバイスには 2 種類あります。ポジスタの場合は温度が上昇すると抵抗も増加しますが、サーミスタの場合は逆に抵抗が減少します。 これらは動作が反対であり、動作原理は同じである要素です。
ビデオ
エレクトロニクスでは、常に測定または評価すべきものが存在します。 たとえば、温度。 この課題は、温度に応じて抵抗が変化する半導体をベースとした電子部品であるサーミスタによって成功裏に達成されます。
ここでは、サーミスタで発生する物理プロセスの理論については説明しませんが、実践に近づきます。図上のサーミスタの指定、その外観、いくつかの品種とその特徴を読者に紹介します。
回路図ではサーミスタはこのように表記されます。
適用範囲とサーミスタの種類に応じて、図上の指定は若干異なる場合があります。 しかし、その特徴的な刻印によっていつでもそれを識別することができます t または t° .
サーミスタの主な特徴は TKS です。 TKSは 抵抗温度係数。 温度が 1°C (摂氏 1 度) または 1 ケルビン変化したときに、サーミスタの抵抗がどのくらい変化するかを示します。
サーミスタにはいくつかの重要なパラメータがあります。 これは別の話なので引用しません。
写真はサーミスタMMT-4V(4.7kΩ)です。 これをマルチメータに接続し、ホットエアガンやはんだごてなどで加熱すると、温度の上昇とともに抵抗が低下することが確認できます。
サーミスタはほぼどこにでもあります。 時々、これまで気づかなかったこと、注意を払わなかったことに驚くことがあります。 IKAR-506充電器から基板を覗いて探してみましょう。
こちらが最初のサーミスターです。 SMD ケースに入っており、サイズが小さいため、小さな基板にはんだ付けされ、アルミニウム製ラジエーターに取り付けられ、主要なトランジスタの温度を制御します。
2番。 これはいわゆる NTC サーミスタ ( JNR10S080L）。 これらについて詳しく説明します。 始動電流を制限するのに役立ちます。 それはおかしいです。 サーミスタのように見えますが、保護素子として機能します。
何らかの理由で、サーミスタについて話すとき、通常は温度の測定と制御に使用されると考えられています。 セキュリティデバイスとしての用途を発見したことが判明しました。
サーミスタは車のアンプにも搭載されています。 こちらはスープラSBD-A4240アンプのサーミスターです。 ここではアンプの過熱保護回路が関係しています。
別の例を示します。 これは、DeWalt ドライバーの DCB-145 リチウムイオン バッテリーです。 あるいはむしろ、彼の「モツ」。 測定サーミスターはバッテリーセルの温度を制御するために使用されます。
彼はほとんど見えません。 シリコンシーラントが充填されています。 バッテリーを組み立てると、このサーミスターはリチウムイオンバッテリーセルの 1 つにしっかりと取り付けられます。
直接加熱と間接加熱。
加熱方法に応じて、サーミスタは 2 つのグループに分けられます。
直接加熱。 これは、サーミスタが外部の周囲空気またはサーミスタ自体を直接流れる電流によって加熱されるときです。 直熱式サーミスタは通常、温度測定または温度補償に使用されます。 このようなサーミスタは、温度計、サーモスタット、充電器 (ドライバーのリチウムイオン電池など) に使用されています。
間接加熱。 これは、サーミスタが近くの発熱体によって加熱されるときです。 同時に、それ自体と発熱体は電気的に接続されていません。 この場合、サーミスタの抵抗は、サーミスタではなく、発熱体を流れる電流の関数によって決まります。 間接加熱を備えたサーミスターは複合デバイスです。
NTCサーミスタとポジスタ。
温度に対する抵抗変化の依存性に基づいて、サーミスタは 2 つのタイプに分類されます。
PTC サーミスタ (別名) 肯定者).
それらの違いは何なのか見てみましょう。
NTC サーミスタの名前は、NTC - の略語から来ています。 負の温度係数 、または「負の抵抗係数」。 これらのサーミスタの特徴は、 加熱すると抵抗が減少します。 ちなみにNTCサーミスタを図で表すとこんな感じです。
図上のサーミスタの指定
ご覧のとおり、名称上の矢印はさまざまな方向を向いており、これは NTC サーミスタの主な特性を示しています。つまり、温度が上昇し (上矢印)、抵抗が減少します (下矢印)。 およびその逆。
実際には、どのスイッチング電源にも NTC サーミスタが搭載されています。 たとえば、このようなサーミスタはコンピュータの電源に使用されています。 IKAR 基板上の NTC サーミスタはすでに確認しましたが、そこでのみ灰緑色でした。
この写真は EPCOS の NTC サーミスタを示しています。 始動電流を制限するために使用されます。
NTC サーミスタの場合は、原則として 25°C での抵抗値 (このサーミスタの場合は 8 オーム) と最大動作電流が表示されます。 通常、これは数アンペアです。
この NTC サーミスタは、220V の主電源電圧入力に直列に取り付けられます。 図を見てください。
負荷と直列に接続されているため、消費される電流はすべて負荷を流れます。 NTC サーミスタは、電解コンデンサの充電によって発生する突入電流を制限します (図 C1)。 充電電流の突入により、整流器のダイオード (VD1 ～ VD4 のダイオード ブリッジ) が故障する可能性があります。
電源がオンになるたびにコンデンサが充電され、NTC サーミスタに電流が流れ始めます。 NTC サーミスタはまだ加熱する時間がないため、抵抗が高くなります。 NTC サーミスタに電流が流れると、サーミスタが加熱されます。 その後、サーミスタの抵抗は減少し、デバイスが消費する電流の流れを実質的に妨げなくなります。 したがって、NTC サーミスタのおかげで、電気機器の「スムーズな起動」を保証し、整流ダイオードを故障から保護することができます。
スイッチング電源がオンになっている間、NTC サーミスタが「加熱」状態にあることは明らかです。
回路内のいずれかの要素が故障すると、通常、消費電流が急激に増加します。 同時に、NTC サーミスタが一種の追加ヒューズとして機能し、最大動作電流を超えるために故障する場合もよくあります。
充電器の電源の主要なトランジスタの故障により、このサーミスターの最大動作電流 (最大 4A) を超え、サーミスターが焼損しました。
PTC抵抗器。 PTCサーミスタ。
サーミスタ、 加熱すると抵抗が増加する、ポジスターと呼ばれます。 これらは PTC サーミスタでもあります (PTC - 正の温度係数 、「正の抵抗係数」)。
ポジスタは NTC サーミスタほど普及していないことに注意してください。
PTC 抵抗は、あらゆるカラー CRT TV (受像管付き) の基板上で簡単に検出できます。 そこで消磁回路に取り付けられます。 自然界には、二端子ポジスターと三端子ポジスターの両方が存在します。
写真は、キネスコープの消磁回路に使用される二端子ポジスタの代表的なものです。
ポジスタの作動流体は、ハウジング内のスプリング端子間に設置されます。 実際、これはポジスタそのものです。 外見上は、側面に接触層がスプレーされたタブレットのように見えます。
すでに述べたように、ポジスタは受像管、あるいはそのマスクを消磁するために使用されます。 地球磁場や外部磁石の影響によりマスクが磁化され、キネスコープ画面上のカラー画像が歪んだり斑点が現れたりします。
おそらく誰もが、テレビの電源が入ったときの特徴的な「カラン」という音を覚えているでしょう。これは、消磁ループが機能する瞬間です。
2 端子ポジスタに加えて、3 端子ポジスタも広く使用されています。 これらのように。
2 端子のものとの違いは、1 つのハウジングに取り付けられた 2 つの「ピル」ポジスタで構成されていることです。 これらの「タブレット」はまったく同じに見えます。 しかし、そうではありません。 1 つの錠剤が他の錠剤よりわずかに小さいという事実に加えて、低温 (室温) での耐性も異なります。 1 つのタブレットの抵抗は約 1.3 ～ 3.6 kOhm ですが、もう 1 つのタブレットは 18 ～ 24 Ohm しかありません。
3端子ポジスタも2端子ポジスタと同様にキネスコープの消磁回路に使用されますが、接続回路が若干異なります。 ポジスタが突然故障すると、これは頻繁に発生し、テレビ画面に不自然な色の表示を持つスポットが表示されます。
そしてコンデンサー。 マークされていないため、識別が困難です。 外観上、SMD サーミスタはセラミック SMD コンデンサに非常に似ています。
サーミスタ内蔵。
内蔵サーミスタは電子機器にも積極的に使用されています。 こて先温度制御機能を備えたはんだ付けステーションをお持ちの場合は、発熱体に薄膜サーミスターが組み込まれています。 サーミスターは熱風はんだ付けステーションのヘアドライヤーにも組み込まれていますが、それは別の要素です。
電子機器では、サーミスター、温度ヒューズ、サーマルリレー（KSDタイプなど）とともに積極的に使用されており、これらも電子機器で簡単に見つけることができます。
サーミスタについて理解したところで、次は次の時間です。
NTCサーミスタおよびPTCサーミスタ
現在、業界では多種多様なサーミスタ、ポジスタ、NTC サーミスタが製造されています。 個々のモデルまたはシリーズは、特定の条件で動作するように製造されており、特定の要件が課されます。
したがって、ポジスタと NTC サーミスタのパラメータを列挙するだけではほとんど意味がありません。 少し違うルートをたどります。
読みやすいマーキングが付いたサーミスタを入手するたびに、このサーミスタ モデルのリファレンス シートまたはデータシートを見つける必要があります。
データシートが何なのかわからない場合は、このページを参照することをお勧めします。 一言で言えば、データシートにはこのコンポーネントのすべての主要パラメータに関する情報が含まれています。 このドキュメントには、特定の電子コンポーネントを適用するために知っておく必要があるすべてのことが記載されています。
このサーミスタは在庫がありました。 写真を見てください。 最初、私は彼のことを何も知りませんでした。 最低限の情報はありました。 マーキングから判断すると、これはPTCサーミスタ、つまりポジスタです。 そこにはそう書いてあります - PTC。 以下はC975のマーキングです。
最初は、この実証者に関する少なくとも何らかの情報を見つけることができる可能性は低いように思われるかもしれません。 ただし、鼻をぶら下げないでください。 ブラウザを開き、Google に「posistor c975」、「ptc c975」、「ptc c975 データシート」、「ptc c975 データシート」、「posistor c975 データシート」のような語句を入力します。 次に残っているのは、このポジスタのデータシートを見つけることだけです。 原則として、データシートは PDF ファイル形式で作成されます。
見つかったデータシートから PTC C975, 以下のことを学びました。 エプコス社製です。 完全なタイトル B59975C0160A070(B599*5シリーズ)。 この PTC サーミスタは、短絡および過負荷時の電流を制限するために使用されます。 それらの。 これは一種のヒューズです。
B599*5 シリーズの主な技術的特徴を表に示し、これらの数字と文字の意味について簡単に説明します。
ここで、特定の製品の電気的特性に注目してみましょう。この場合、それは PTC C975 ポジスタ (フルマーキング B59975C0160A070) です。 次の表を見てください。
I R - 定格電流 (mA)。 定格電流。 これは、特定のポジスタが長時間耐えることができる電流です。 動作している、通常の電流とも言えます。 C975 ポジスタの場合、定格電流は 0.5 アンペア強、具体的には 550 mA (0.55A) です。
は - スイッチング電流 (mA)。 スイッチング電流。 これは、抵抗が急激に増加し始めるポジスタを流れる電流の量です。 したがって、1100 mA (1.1A) を超える電流が C975 ポジスタに流れ始めると、C975 ポジスタはその保護機能を発揮し始めます。むしろ、抵抗の増加により自身を流れる電流を制限し始めます。 。 スイッチング電流 ( は) および基準温度 ( トレフ) が接続されているのは、スイッチング電流によってポジスタが加熱され、その温度が次のレベルに達するためです。 トレフ、ポジスターの抵抗が増加します。
私はスマックス - 最大スイッチング電流 (A)。 最大スイッチング電流。 表からわかるように、この値については、ポジスタの電圧値も示されています。 V=Vmax。 これは偶然ではありません。 実際のところ、どのようなポジスタでも特定の力を吸収できるということです。 許容値を超えると失敗します。
したがって、最大スイッチング電流の電圧も規定されています。 この場合、それは 20 ボルトに等しくなります。 3 アンペアに 20 ボルトを掛けると、60 ワットの電力が得られます。 これはまさに、電流を制限するときにポジスタが吸収できる電力です。
私は - 残留電流 (mA)。 残留電流。 これは、ポジスタがトリガーされた後、ポジスタを通って流れ、電流を制限し始める残留電流です (たとえば、過負荷中)。 残留電流はポジスタを加熱して「温かい」状態に保ち、過負荷の原因が解消されるまで電流制限器として機能します。 ご覧のとおり、表はポジスタのさまざまな電圧に対するこの電流の値を示しています。 最大値は 1 つ ( V=Vmax)、もう 1 つは公称 ( V=VR）。 限界電流と電圧を乗算することで、ポジスタの加熱を活性化状態に維持するために必要な電力が得られることを推測するのは難しくありません。 ポジスタの場合 PTC C975この電力は1.62~1.7Wです。
どうしたの R Rそして Rmin次のグラフは理解に役立ちます。
R分 - 最小抵抗 （オーム）。 最小限の抵抗。 ポジスタの最小抵抗値。 最小抵抗。これは、正の TCR の範囲が始まる最低温度に対応します。 ポジスターのグラフを詳しく調べると、次の値までのことがわかります。 T Rmin逆に、ポジスタの抵抗は減少します。 つまり、以下の温度でのポジスタ T Rmin「非常に悪い」NTC サーミスタのように動作し、温度が上昇すると抵抗が (わずかに) 減少します。
R R - 定格抵抗 （オーム）。 公称抵抗。 これは、事前に指定された温度におけるポジスタの抵抗です。 通常はこれ 25℃（頻度は低いものの 20℃）。 簡単に言うと、これは室温でのポジスタの抵抗であり、マルチメータで簡単に測定できます。
承認 - 文字通り翻訳すると、これは承認です。 つまり、品質管理などを行う某機関が承認しているものであり、特に関心はありません。
注文コード - シリアルナンバー。 ここで、それは明らかだと思います。 完全な製品ラベル。 この場合、それは B59975C0160A070 です。
PTC C975 ポジスタのデータシートから、これが自己リセット型ヒューズとして使用できることがわかりました。 たとえば、動作モードで 12V の電源電圧で 0.5A 以下の電流を消費する電子デバイスの場合です。
次に、NTC サーミスタのパラメータについて説明します。 NTC サーミスタには負の TCS があることを思い出してください。 ポジスタとは異なり、NTC サーミスタの抵抗は加熱されると急激に低下します。
NTCサーミスタをいくつか在庫していました。 主に電源やあらゆる種類のパワーユニットに搭載されていました。 それらの目的は、始動電流を制限することです。 このサーミスタに落ち着きました。 そのパラメータを調べてみましょう。
ボディのマーキングは次のとおりです。 16D-9 F1。 インターネットで少し検索した結果、MF72 NTC サーミスタの全シリーズのデータシートを見つけることができました。 具体的には、私たちのコピーは次のとおりです MF72-16D9。 この一連のサーミスタは、突入電流を制限するために使用されます。 次のグラフは、NTC サーミスタがどのように動作するかを明確に示しています。
デバイス (ラップトップのスイッチング電源、アダプター、コンピューターの電源、充電器など) の電源がオンになった最初の瞬間では、NTC サーミスターの抵抗が高く、電流パルスを吸収します。 その後、温度が上昇し、抵抗が数倍に減少します。
デバイスが動作して電流を消費している間、サーミスタは加熱された状態になり、その抵抗は低くなります。
このモードでは、サーミスタはそこを流れる電流に対して事実上抵抗を示しません。 電気製品が電源から切断されるとすぐに、サーミスターは冷えて、その抵抗は再び増加します。
NTCサーミスタMF72-16D9のパラメータと主な特性に注目してみましょう。 表を見てみましょう。
R25～ 25℃におけるサーミスタの公称抵抗 （オーム）。 周囲温度25℃におけるサーミスタ抵抗値。 この抵抗はマルチメーターで簡単に測定できます。 サーミスター MF72-16D9 の場合、これは 16 オームです。 実際には R25- これはと同じです R Rポジスタの場合は（定格抵抗）。
最大。 定常状態電流 - サーミスタ最大電流 (A)。 サーミスタが長時間耐えることができる、サーミスタを流れる最大可能電流。 最大電流を超えると、雪崩のような抵抗の低下が発生します。
約 最大のR 現在 - 最大電流時のサーミスタ抵抗 （オーム）。 最大電流が流れるときの NTC サーミスタ抵抗の概算値。 MF72-16D9 NTC サーミスタの場合、この抵抗は 0.802 オームです。 これは、温度 25°C (サーミスタが「低温」で、電流が流れていないとき) でのサーミスタの抵抗に比べて、ほぼ 20 分の 1 です。
消散する。 係数。 - エネルギー感度係数 (mW/℃)。 サーミスタの内部温度が 1°C 変化するには、一定量の電力を吸収する必要があります。 このパラメータは、サーミスタの温度変化に対する吸収電力 (mW) の比率を示します。 当社のサーミスタ MF72-16D9 の場合、このパラメータは 11 ミリワット/1°C です。
NTC サーミスタが加熱すると抵抗が低下することを思い出してください。 加熱するには、そこを流れる電流が消費されます。 したがって、サーミスタが電力を吸収します。 吸収された電力はサーミスタの加熱につながり、これにより NTC サーミスタの抵抗が 10 ～ 50 分の 1 に減少します。
熱時定数 - 冷却時定数 (S)。 無負荷のサーミスタの温度が、サーミスタ自体と環境との温度差の 63.2% だけ変化する時間。 簡単に言うと、これは NTC サーミスタに電流が流れなくなった後、NTC サーミスタが冷却するまでの時間です。 たとえば、電源が主電源から切断された場合などです。
最大。 負荷容量 (μF) - 最大放電容量 。 テスト特性。 テスト回路内の制限抵抗を介してNTCサーミスタを損傷することなく放電できる静電容量を示します。 静電容量は、特定の電圧 (120 および 220 ボルトの交流 (VAC)) に対してマイクロファラッド単位で指定されます。
R25の許容差 - 許容範囲 。 温度25℃におけるサーミスタ抵抗の許容偏差。 それ以外の場合、これは公称抵抗からの逸脱です。 R25。 通常、許容誤差は ±10 ～ 20% です。
以上がサーミスタの主なパラメータです。 もちろん、データシートには他にもパラメータがありますが、それらは原則として主要なパラメータから簡単に計算できます。
なじみのない電子部品 (必ずしもサーミスタである必要はありません) に出会ったときに、その主な特性、パラメータ、目的を簡単に見つけられるようになることを願っています。
「サーミスタ」という言葉は一目瞭然です。THERMAL RESISTOR は、温度によって抵抗が変化するデバイスです。
サーミスタは主に非線形デバイスであり、多くの場合パラメータに大きな変動があります。 このため、経験豊富なエンジニアや回路設計者であっても、これらのデバイスを扱う際に多くの人が不便を感じます。 しかし、これらのデバイスを詳しく見てみると、サーミスタは実際には非常に単純なデバイスであることがわかります。
まず、温度によって抵抗が変化するすべてのデバイスがサーミスターと呼ばれるわけではないということを言わなければなりません。 例えば、 抵抗温度計、撚り線の小さなコイル、またはスパッタリングされた金属フィルムから作られます。 ただし、それらのパラメータは温度に依存しますが、サーミスタとは動作が異なります。 通常、「サーミスタ」という用語は温度に敏感なものに適用されます。 半導体デバイス。
サーミスタには、負の TCR (抵抗温度係数) と正の TCR という 2 つの主要なクラスがあります。
正の TCR を備えた製造サーミスタには、基本的に異なる 2 つのタイプがあります。 NTC サーミスタのように作られているものもあれば、シリコンで作られているものもあります。 より一般的な負の TCR サーミスタに焦点を当てて、正の TCR サーミスタについて簡単に説明します。 したがって、特別な指示がない限り、負の TCR を持つサーミスタについて説明します。
NTC サーミスタは高感度で狭い範囲の非線形デバイスであり、温度が上昇すると抵抗が減少します。 図 1 は、温度に応じた抵抗の変化を示す曲線を示しています。 抵抗の温度依存性。感度は約 4 ～ 5%/℃です。抵抗値の範囲は広く、抵抗の変化は 1 度あたり数オーム、さらにはキロオームに達することがあります。
R R o図1ネガティブ TCR サーミスタは非常に敏感であり、
度数は非線形です。 R o はオーム、キロオーム、メゴオームのいずれかです。
1-抵抗比 R/R o; 2- 温度 (℃)
サーミスタは本質的には半導体セラミックです。 それらは金属酸化物粉末 (通常はニッケル酸化物とマンガン酸化物) から作られ、場合によっては少量の他の酸化物が添加されます。 粉末酸化物を水およびさまざまな結合剤と混合して液体生地を作り、これに必要な形状を与え、1000℃以上の温度で焼成します。導電性の金属カバー (通常は銀) が溶接され、リード線が接続されます。 完成したサーミスタは通常、エポキシ樹脂またはガラスでコーティングされるか、他のハウジングに封入されます。
図より 2 サーミスタには多くの種類があることがわかります。
サーミスタには、直径 2.5 ～ 25.5 mm の円板やワッシャーの形状と、さまざまなサイズの棒の形状があります。
一部のサーミスタは、最初に大きなプレートとして作成され、次に正方形に切断されます。 非常に小さなビーズ サーミスタは、2 つの耐火チタン合金端子上に一滴の生地を直接焼き付け、その後サーミスタをガラスに浸してコーティングを作成することによって作られます。
代表的なパラメータ
サーミスタの典型的なパラメータはわずかであるため、「典型的なパラメータ」と言うのは完全に正しいわけではありません。 さまざまなサーミスタのタイプ、サイズ、形状、定格、許容差についても同様に多数の仕様が用意されています。 さらに、異なるメーカーが製造したサーミスタは互換性がないことがよくあります。
1 オームから 10 メグオーム以上の抵抗 (25 ℃ - サーミスタの抵抗が通常決定される温度) のサーミスタを購入できます。 抵抗はサーミスタのサイズと形状によって異なりますが、特定のタイプごとに抵抗定格は 5 ～ 6 桁異なる場合があり、これは酸化物の混合物を変更するだけで達成されます。 混合物を交換すると、抵抗値の温度依存性（R-Tカーブ）の種類も変化し、高温での安定性が変化します。 幸いなことに、高温での使用に十分な高い抵抗を備えたサーミスタは、より安定する傾向があります。安価なサーミスタは通常、かなり大きなパラメータ許容差を持っています。 たとえば、25℃での許容抵抗値は±20%から±5%の範囲で変化します。 温度が高くても低くても、パラメータの広がりはさらに大きくなります。 摂氏 1 度あたり 4% の感度を持つ一般的なサーミスタの場合、対応する測定温度許容範囲は、25 °C で約 ±5 °C ～ ±1.25 °C の範囲になります。高精度サーミスタについては、この記事で後ほど説明します。
以前、サーミスタは狭い範囲のデバイスであると言われました。 これについては説明が必要です。ほとんどのサーミスターは -80°C ～ 150°C の範囲で動作しますが、400°C 以上の温度で動作するデバイス (通常はガラスコーティングされている) もあります。 ただし、実際の目的では、サーミスタの感度が高いため、使用できる温度範囲が制限されます。 一般的なサーミスタの抵抗は、-80°C ～ +150°C の温度範囲で 10,000 倍または 20,000 倍も変化する可能性があり、この範囲の両端で正確な測定を提供する回路を設計するのが困難であることは容易に想像できます (ただし、レンジ切り替えが使用されます)。 サーミスタの抵抗は、0 度で定格され、数オームを超えません。
ほとんどのサーミスタは、内部でリード線を接続するためにはんだ付けを使用します。 明らかに、このようなサーミスタははんだの融点を超える温度の測定には使用できません。 はんだ付けを行わない場合でも、サーミスタのエポキシ コーティングは 200 °C 以下の温度でしか持続しません。それより高い温度では、リードが溶接または融着されたガラス コーティングされたサーミスタを使用する必要があります。
安定性の要件により、高温でのサーミスタの使用も制限されます。 サーミスタの構造は高温にさらされると変化し始めますが、変化の速度と性質は主に酸化物混合物とサーミスタの製造方法によって決まります。 エポキシでコーティングされたサーミスタでは、温度が 100°C 程度を超えるとドリフトが発生します。 このようなサーミスタが 150 ℃ で連続的に動作すると、ドリフトは年間数度測定される可能性があります。 低抵抗サーミスタ (たとえば、25 ℃ で 1000 オーム以下) はさらに悪い場合が多く、約 70 ℃ で動作するとドリフトが見られます。また、100 ℃ では信頼性が低くなります。
公差が大きい安価なデバイスは細部まで注意を払わずに製造されているため、さらに悪い結果が生じる可能性があります。 一方、適切に設計されたガラスコーティングされたサーミスタの中には、高温でも優れた安定性を備えているものもあります。 ガラス コーティングされたビーズ サーミスタは、最近導入されたガラス コーティングされたディスク サーミスタと同様に、非常に優れた安定性を備えています。 ドリフトは温度と時間の両方に依存することに注意してください。 たとえば、エポキシでコーティングされたサーミスタは、通常、150°C まで短時間加熱しても大きな変動なく使用できます。
サーミスタを使用する場合は、公称値を考慮する必要があります 一定の電力損失。 たとえば、エポキシでコーティングされた小型のサーミスタの散逸定数は、静止空気中で摂氏 1 度あたり 1 ミリワットです。 つまり、サーミスタの電力が 1 ミリワットの場合は内部温度が 1 ℃上昇し、2 ミリワットの場合は内部温度が 2 ℃上昇する、というようになります。 摂氏 1 度あたり 1 ミリワットの散逸定数を持つ 1 キロオームのサーミスタに 1 ボルトの電圧を印加すると、摂氏 1 度の測定誤差が生じます。 サーミスタを液体中に入れると、より多くの電力が消費されます。 上で述べた同じ小型のエポキシでコーティングされたサーミスタは、よく混合された油の中に置かれた場合、8 mW/°C を放散します。 大型のサーミスタは、小型のデバイスよりも安定した放散が優れています。 たとえば、ディスクまたはワッシャーの形をしたサーミスタは、空気中で 20 または 30 mW/o C の電力を放散できます。サーミスタの抵抗が温度に応じて変化するのと同じように、その放散電力もまた変化することを覚えておく必要があります。変化します。
サーミスタの方程式
サーミスタの動作を説明する正確な方程式はなく、近似的な方程式しかありません。 広く使用されている 2 つの近似方程式を考えてみましょう。
最初の近似式である指数関数は、限られた温度範囲、特に精度の低いサーミスタを使用する場合には非常に満足のいくものです。
