Remiantis puslaidininkiais, žymiai sumažinti savo pasipriešinimą kai temperatūra nukrenta. Remdamiesi šiais duomenimis galite išmatuoti temperatūrą mikrovaldikliams suprantama forma.
Pagrindinė medžiaga termistoriaus gamybai (su neigiamu TKS*) tarnauja kaip polikristalinio oksido puslaidininkiai ( metalo oksidai).
Taip pat yra termistorių tipas (su teigiamais TKS* ) – posistoriai. Jie juos gauna titano kartu su bario keramika Ir reta žemė metalai. Daug padidinti atsparumą adresu temperatūros padidėjimas. Pagrindinė programa - temperatūros stabilizavimas tranzistoriniai įtaisai.
Išrastas termistorius Samuelis Rubenas (Samuelis Rubenas ) V 1930 metų.
Termistoriai naudojami mikroelektronikoje kontrolė temperatūra, sunki industrija, mobilus matavimas prietaisai, atlikti apsaugos funkcija maitinimo šaltinių perjungimas iš didelių kondensatorių įkrovimo srovių ir kt.
Labai dažnai randama kompiuterių komponentuose.
Leidžia matuoti procesorių, maitinimo sistemų, mikroschemų rinkinių ir kitų komponentų temperatūrą. Jie gana patikimi, nors neretai pasitaiko gamyklinių defektų, kai temperatūra pasislenka keliomis dešimtimis laipsnių ar net į neigiamą.
Taip pat yra termistorių su savo įmontuotas šildymas. Jie naudojami rankiniu būdu įjungti šildymą ir siųsti signalą iš rezistoriaus apie pasipriešinimo pasikeitimą arba į maitinimo valdymas tinklas (atjungus rezistorius nustos šildyti ir pakeis varžą).
Formos Ir matmenys Termistoriai gali būti skirtingi (diskai, karoliukai, cilindrai ir kt.).
Pagrindinės charakteristikos puslaidininkiniai termistoriai yra: TKS* ,diapazonas darbininkų temperatūros, maksimalus leistina galia sklaida, vardinė pasipriešinimas.
Termistoriai (dauguma) atsparusįvairioms temperatūroms, mechaninėms, iki nusidėvėjimą karts nuo karto ir su tam tikru gydymu iki agresyvios cheminė aplinka.
* Atsparumo temperatūrai koeficientas
Temperatūros jutiklis yra vienas iš dažniausiai naudojamų prietaisų. Pagrindinis jo tikslas yra pajusti temperatūrą ir paversti ją signalu. Yra daug skirtingų tipų jutiklių. Labiausiai paplitę yra termopora ir termistorius.
Rūšys
Temperatūros aptikimas ir matavimas yra labai svarbi veikla, kurią galima pritaikyti daugybei – nuo paprastų buitinių iki pramoninių. Temperatūros jutiklis yra įrenginys, kuris renka temperatūros duomenis ir rodo juos žmogui suprantamu formatu. Temperatūros jutiklių rinka nuolat auga dėl puslaidininkių ir chemijos pramonės tyrimų ir plėtros poreikių.
Šilumos jutikliai dažniausiai būna dviejų tipų:
- Kontaktas. Tai termoporos, užpildytos sistemos termometrai, temperatūros jutikliai ir bimetaliniai termometrai;
- Bekontakčiai jutikliai. Šie infraraudonųjų spindulių įrenginiai turi didelį potencialą gynybos sektoriuje, nes gali aptikti skysčių ir dujų skleidžiamų optinių ir infraraudonųjų spindulių šiluminę galią.
Termopora (bimetalinis įtaisas) susideda iš dviejų skirtingų tipų laidų (ar net susuktų) kartu. Termoporos veikimo principas grindžiamas tuo, kad dviejų metalų išsiplėtimo greičiai skiriasi vienas nuo kito. Vienas metalas plečiasi labiau nei kitas ir pradeda lenktis aplink nesiplečiantį metalą.
Termistorius yra rezistoriaus tipas, kurio varžą lemia jo temperatūra. Pastaroji paprastai naudojama iki 100°C, o termopora skirta aukštesnei temperatūrai ir nėra tokia tiksli. Termoporos grandinės suteikia milivoltų išėjimus, o termistorių grandinės – aukštos įtampos išėjimus.
Svarbu! Pagrindinis termistorių privalumas yra tai, kad jie yra pigesni nei termoporos. Juos galima įsigyti tiesiog už centus ir juos lengva naudoti.
Veikimo principas
Termistoriai paprastai yra jautrūs ir turi skirtingą šiluminę varžą. Nešildomame laidininke atomai, sudarantys medžiagą, yra linkę išsidėstyti teisinga tvarka, sudarydami ilgas eilutes. Kai puslaidininkis kaitinamas, aktyvių krūvininkų skaičius didėja. Kuo daugiau krūvininkų, tuo laidesnė medžiaga.
Atsparumo ir temperatūros kreivė visada rodo netiesinę charakteristiką. Termistorius geriausiai veikia temperatūros diapazone nuo -90 iki 130 laipsnių Celsijaus.
Svarbu! Termistoriaus veikimo principas pagrįstas pagrindine koreliacija tarp metalų ir temperatūros. Jie yra pagaminti iš puslaidininkinių junginių, tokių kaip sulfidai, oksidai, silikatai, nikelis, manganas, geležis, varis ir kt., ir gali jausti net nedidelius temperatūros pokyčius.
Elektronas, stumiamas taikomo elektrinio lauko, gali nukeliauti gana didelius atstumus, kol susidurs su atomu. Dėl susidūrimo sulėtėja jo judėjimas, todėl sumažės elektrinis „pasipriešinimas“. Esant aukštesnei temperatūrai, atomai juda daugiau, o kai konkretus atomas šiek tiek nukrypsta nuo įprastos „stovėjusios“ padėties, didesnė tikimybė, kad jis susidurs su praeinančiu elektronu. Šis „lėtėjimas“ pasireiškia kaip elektros varžos padidėjimas.
Informacijai. Kai medžiaga atvėsta, elektronai nusėda žemiausio valentingumo apvalkaluose, tampa nesužadinami, todėl juda mažiau. Tokiu atveju mažėja pasipriešinimas elektronų judėjimui iš vieno potencialo į kitą. Didėjant metalo temperatūrai, didėja metalo atsparumas elektronų srautui.
Dizaino elementai
Pagal savo pobūdį termistoriai yra analoginiai ir skirstomi į du tipus:
- metalas (posistoriai),
- puslaidininkiniai (termistoriai).
PTC rezistoriai
Ne bet kokie srovės laidininkai gali būti naudojami kaip medžiaga termistoriams, nes šie įrenginiai turi tam tikrus reikalavimus. Medžiaga jų gamybai turi turėti aukštą TCS.
Varis ir platina yra tinkami tokiems reikalavimams, nepaisant didelių sąnaudų. Praktikoje plačiai naudojami TCM termistorių variniai pavyzdžiai, kuriuose varžos priklausomybės nuo temperatūros tiesiškumas yra daug didesnis. Jų trūkumas yra maža varža ir greita oksidacija. Šiuo atžvilgiu vario pagrindu pagamintos šiluminės varžos naudojamos ribotai, ne daugiau kaip 180 laipsnių.
PTC rezistoriai skirti apriboti srovę, kai šildoma dėl didesnės galios išsklaidymo. Todėl jie nuosekliai dedami į kintamosios srovės grandinę, kad sumažintų srovę. Jie (pažodžiui bet kuris iš jų) įkaista nuo per didelės srovės. Šie įtaisai naudojami grandinės apsaugos įtaisuose, pvz., saugikliuose, kaip laikmatis CRT monitoriaus ritių išjungimo grandinėje.
Informacijai. Kas yra posistorius? Prietaisas, kurio elektrinė varža didėja priklausomai nuo temperatūros, vadinamas pozistoriumi (PTC).
Termistoriai
Įrenginys su neigiamu temperatūros koeficientu (tai yra, kai aukštesnė temperatūra, tuo mažesnė varža) vadinamas NTC termistoriumi.
Informacijai. Visi puslaidininkiai turi skirtingą varžą, kai temperatūra didėja arba mažėja. Tai rodo jų padidėjusį jautrumą.
NTC termistoriai plačiai naudojami kaip įsijungimo srovės ribotuvai, savaime besireguliuojantys viršsrovių apsaugai ir savireguliuojantys kaitinimo elementai. Paprastai šie įrenginiai lygiagrečiai montuojami kintamosios srovės grandinėje.
Jų galima rasti visur: automobiliuose, lėktuvuose, oro kondicionieriuose, kompiuteriuose, medicinos įrangoje, inkubatoriuose, plaukų džiovintuvuose, elektros lizduose, skaitmeniniuose termostatuose, nešiojamuose šildytuvuose, šaldytuvuose, orkaitėse, viryklėse ir kituose įvairiuose prietaisuose.
Termistorius naudojamas tilto grandinėse.
Specifikacijos
Termistoriai naudojami akumuliatorių įkrovimui. Pagrindinės jų savybės yra šios:
- Didelis jautrumas, temperatūros atsparumo koeficientas yra 10-100 kartų didesnis nei metalo;
- Platus darbinės temperatūros diapazonas;
- Mažas dydis;
- Lengva naudoti, varžos vertę galima pasirinkti tarp 0,1 ~ 100KΩ;
- Geras stabilumas;
- Didelė perkrova.
Prietaiso kokybė matuojama pagal standartines charakteristikas, tokias kaip atsako laikas, tikslumas ir nepretenzingumas kitų fizinių aplinkos veiksnių pokyčiams. Gyvenimo trukmė ir matavimo diapazonas yra keletas kitų svarbių savybių, į kurias reikia atsižvelgti svarstant naudojimą.
Taikymo sritis
Termistoriai nėra labai brangūs ir gali būti lengvai prieinami. Jie greitai reaguoja ir yra patikimi naudoti. Žemiau pateikiami įrenginio programų pavyzdžiai.
Oro temperatūros jutiklis
Automobilio temperatūros jutiklis yra NTC termistorius, kuris pats yra labai tikslus tinkamai sukalibruotas. Įrenginys paprastai yra už automobilio grotelių arba buferio ir turi būti labai tikslus, nes jis naudojamas automatinių klimato kontrolės sistemų atjungimo taškui nustatyti. Pastarieji reguliuojami 1 laipsnio žingsniais.
Automobilio temperatūros jutiklis
Termistorius yra įmontuotas į variklio apviją. Paprastai šis jutiklis yra prijungtas prie temperatūros relės (valdiklio), kad būtų užtikrinta "Automatinė temperatūros apsauga". Kai variklio temperatūra viršija nustatytą relėje nustatytą vertę, variklis automatiškai išsijungia. Mažiau svarbiose programose jis naudojamas perkaitimo aliarmui su indikacija suaktyvinti.
Gaisro jutiklis
Galite patys pasigaminti gaisro gesinimo prietaisą. Surinkite grandinę iš termistoriaus arba bimetalinių juostelių, pasiskolintų iš starterio. Tokiu būdu galite įjungti aliarmą, pagrįstą naminio temperatūros jutiklio veikimu.
Elektronikoje visada reikia ką nors matuoti, pavyzdžiui, temperatūrą. Šią užduotį geriausiai atlieka termistorius – elektroninis komponentas, pagrįstas puslaidininkiais. Prietaisas aptinka fizikinio dydžio pokytį ir paverčia jį elektriniu kiekiu. Jie yra tam tikras išėjimo signalo didėjančios varžos matas. Įrenginiai būna dviejų tipų: posistoriams, kylant temperatūrai, varža taip pat didėja, o termistoriams atvirkščiai – mažėja. Tai elementai, kurių veikimas yra priešingas, o veikimo principas identiškas.
Vaizdo įrašas
Elektronikoje visada yra ką pamatuoti ar įvertinti. Pavyzdžiui, temperatūra. Šią užduotį sėkmingai atlieka termistoriai – elektroniniai komponentai puslaidininkių pagrindu, kurių varža kinta priklausomai nuo temperatūros.
Čia neaprašysiu fizinių procesų, vykstančių termistoriuose, teorijos, o priartėsiu prie praktikos - supažindinsiu skaitytoją su termistoriaus žymėjimu diagramoje, jo išvaizda, kai kuriomis veislėmis ir jų ypatybėmis.
Grandinės schemose termistorius žymimas taip.
Priklausomai nuo termistoriaus taikymo srities ir tipo, jo žymėjimas diagramoje gali šiek tiek skirtis. Bet jūs visada galite jį atpažinti pagal būdingą užrašą t arba t° .
Pagrindinė termistoriaus charakteristika yra jo TKS. TKS yra atsparumo temperatūros koeficientas. Rodo, kiek pasikeičia termistoriaus varža, kai temperatūra pasikeičia 1°C (1 laipsniu pagal Celsijų) arba 1 laipsniu Kelvino.
Termistoriai turi keletą svarbių parametrų. Aš jų necituosiu; tai atskira istorija.
Nuotraukoje parodytas termistorius MMT-4V (4,7 kOhm). Jei prijungiate jį prie multimetro ir kaitinate, pavyzdžiui, karšto oro pistoletu ar lituoklio antgaliu, galite įsitikinti, kad kylant temperatūrai jo varža sumažės.
Termistoriai yra beveik visur. Kartais nustembate, kad anksčiau jų nepastebėjote, neatkreipėte į juos dėmesio. Pažvelkime į IKAR-506 įkroviklio plokštę ir pabandykime jas rasti.
Čia yra pirmasis termistorius. Kadangi jis yra SMD korpuse ir yra mažo dydžio, jis yra lituojamas ant nedidelės plokštės ir sumontuotas ant aliuminio radiatoriaus - jis kontroliuoja pagrindinių tranzistorių temperatūrą.
Antra. Tai vadinamasis NTC termistorius ( JNR10S080L). Papasakosiu daugiau apie tai. Jis skirtas apriboti paleidimo srovę. Tai juokinga. Jis atrodo kaip termistorius, bet tarnauja kaip apsauginis elementas.
Kažkodėl, kai kalbame apie termistorius, jie dažniausiai galvoja, kad jie naudojami temperatūrai matuoti ir valdyti. Pasirodo, jie rado pritaikymą kaip apsaugos priemones.
Termistoriai montuojami ir automobilių stiprintuvuose. Čia yra Supra SBD-A4240 stiprintuvo termistorius. Čia jis įtrauktas į stiprintuvo apsaugos nuo perkaitimo grandinę.
Štai dar vienas pavyzdys. Tai DCB-145 ličio jonų baterija iš DeWalt atsuktuvo. Tiksliau, jo „vidinės dalys“. Akumuliatoriaus elementų temperatūrai valdyti naudojamas matavimo termistorius.
Jis beveik nematomas. Jis užpildytas silikoniniu sandarikliu. Kai baterija surenkama, šis termistorius tvirtai priglunda prie vieno iš ličio jonų akumuliatoriaus elementų.
Tiesioginis ir netiesioginis šildymas.
Pagal šildymo būdą termistoriai skirstomi į dvi grupes:
Tiesioginis šildymas. Tai yra tada, kai termistorius šildomas išoriniu aplinkos oru arba srove, kuri teka tiesiai per patį termistorių. Tiesiogiai šildomi termistoriai paprastai naudojami temperatūros matavimui arba temperatūros kompensavimui. Tokių termistorių galima rasti termometruose, termostatuose, įkrovikliuose (pavyzdžiui, atsuktuvų ličio jonų akumuliatoriams).
Netiesioginis šildymas. Tai yra tada, kai termistorius šildo netoliese esantį kaitinimo elementą. Tuo pačiu metu jis ir šildymo elementas nėra elektra sujungti vienas su kitu. Šiuo atveju termistoriaus varža nustatoma pagal srovės, tekančios per šildymo elementą, o ne per termistorių, funkciją. Termistoriai su netiesioginiu šildymu yra kombinuoti įrenginiai.
NTC termistoriai ir posistoriai.
Atsižvelgiant į atsparumo pokyčio priklausomybę nuo temperatūros, termistoriai skirstomi į du tipus:
PTC termistoriai (dar žinomas kaip posistoriai).
Išsiaiškinkime, kuo jie skiriasi.
NTC termistoriai gavo savo pavadinimą iš santrumpos NTC - Neigiamas temperatūros koeficientas , arba „Neigiamas pasipriešinimo koeficientas“. Šių termistorių ypatumas yra tas Kaitinant jų varža mažėja. Beje, taip diagramoje nurodytas NTC termistorius.
Termistoriaus žymėjimas diagramoje
Kaip matote, žymėjimo rodyklės yra skirtingomis kryptimis, o tai rodo pagrindinę NTC termistoriaus savybę: temperatūra pakyla (rodyklė aukštyn), varža sumažėja (rodyklė žemyn). Ir atvirkščiai.
Praktiškai NTC termistorių galite rasti bet kuriame perjungimo maitinimo šaltinyje. Pavyzdžiui, tokį termistorių galima rasti kompiuterio maitinimo šaltinyje. NTC termistorių jau matėme ant IKAR plokštės, tik ten jis buvo pilkai žalias.
Šioje nuotraukoje parodytas EPCOS NTC termistorius. Naudojamas paleidimo srovei apriboti.
NTC termistoriams, kaip taisyklė, nurodoma jo varža esant 25°C (šiam termistoriui tai yra 8 omai) ir didžiausia darbinė srovė. Paprastai tai yra keli amperai.
Šis NTC termistorius montuojamas nuosekliai prie 220 V tinklo įtampos įėjimo. Pažvelkite į diagramą.
Kadangi jis yra nuosekliai sujungtas su apkrova, visa sunaudota srovė teka per ją. NTC termistorius riboja įsijungimo srovę, kuri atsiranda dėl elektrolitinių kondensatorių įkrovimo (C1 diagramoje). Dėl įkrovimo srovės įsiveržimo gali sugesti lygintuvo diodai (diodų tiltelis VD1 - VD4).
Kiekvieną kartą, kai įjungiamas maitinimas, kondensatorius pradeda krautis, o srovė pradeda tekėti per NTC termistorių. NTC termistoriaus varža yra didelė, nes jis dar neturėjo laiko įkaisti. Tekant per NTC termistorių, srovė jį šildo. Po to termistoriaus varža mažėja ir praktiškai netrukdo įrenginio sunaudotai srovei. Taigi dėl NTC termistoriaus galima užtikrinti „tolygų elektros prietaiso paleidimą“ ir apsaugoti lygintuvo diodus nuo gedimų.
Akivaizdu, kad kol įjungtas perjungimo maitinimo šaltinis, NTC termistorius yra „šildomos“ būsenos.
Jei kuris nors grandinės elementas sugenda, srovės suvartojimas paprastai smarkiai padidėja. Tuo pačiu metu dažnai pasitaiko atvejų, kai NTC termistorius tarnauja kaip tam tikras papildomas saugiklis ir taip pat sugenda dėl maksimalios darbinės srovės viršijimo.
Įkroviklio maitinimo šaltinyje sugedus raktiniams tranzistorius, buvo viršyta maksimali šio termistoriaus darbinė srovė (max 4A) ir jis perdegė.
PTC rezistoriai. PTC termistoriai.
termistoriai, kurio varža kaitinant didėja, vadinami posistoriais. Jie taip pat yra PTC termistoriai (PTC - Teigiamas temperatūros koeficientas , „Teigiamas pasipriešinimo koeficientas“).
Verta paminėti, kad posistoriai yra mažiau paplitę nei NTC termistoriai.
PTC rezistorius lengva aptikti bet kokio spalvoto kineskopinio televizoriaus plokštėje (su vaizdo kineskopu). Ten jis sumontuotas išmagnetinimo grandinėje. Gamtoje yra ir dviejų gnybtų pozistorių, ir trijų gnybtų.
Nuotraukoje pavaizduotas dviejų gnybtų pozistoriaus, kuris naudojamas kineskopo išmagnetinimo grandinėje, atstovas.
Pozistoriaus darbinis skystis yra sumontuotas korpuso viduje tarp spyruoklių gnybtų. Tiesą sakant, tai yra pats pozistorius. Iš išorės ji atrodo kaip tabletė su kontaktiniu sluoksniu, užpurkštu ant šonų.
Kaip jau sakiau, posistoriai naudojami vaizdo vamzdžio, tiksliau, jo kaukės, išmagnetinimui. Dėl Žemės magnetinio lauko ar išorinių magnetų įtakos kaukė įmagnetinama, o spalvotas vaizdas kineskopo ekrane iškraipomas ir atsiranda dėmių.
Tikriausiai visi prisimena būdingą „žvangėjimo“ garsą, kai televizorius įsijungia - tai yra momentas, kai veikia išmagnetinimo kilpa.
Be dviejų gnybtų pozistorių, plačiai naudojami trijų gnybtų pozistoriai. Kaip ir šie.
Jų skirtumas nuo dviejų gnybtų yra tas, kad jie susideda iš dviejų "piliulių" pozistorių, kurie sumontuoti viename korpuse. Šios "tabletės" atrodo lygiai taip pat. Bet tai netiesa. Be to, kad viena tabletė yra šiek tiek mažesnė už kitą, jų atsparumas šaltai (kambario temperatūroje) skiriasi. Vienos tabletės varža yra apie 1,3 ~ 3,6 kOhm, o kitos - tik 18 ~ 24 Ohm.
Kineskopo išmagnetinimo grandinėje taip pat naudojami trijų gnybtų pozistoriai, kaip ir dviejų gnybtų, tačiau jų prijungimo grandinė šiek tiek skiriasi. Jei posistorius staiga sugenda ir tai atsitinka gana dažnai, televizoriaus ekrane atsiranda dėmės su nenatūralaus spalvoto ekrano ekranu.
Ir kondensatoriai. Jie nėra pažymėti, todėl sunku juos atpažinti. Išvaizda SMD termistoriai yra labai panašūs į keraminius SMD kondensatorius.
Integruoti termistoriai.
Integruoti termistoriai taip pat aktyviai naudojami elektronikoje. Jei turite litavimo stotelę su antgalio temperatūros reguliavimu, tada į šildymo elementą įmontuotas plonasluoksnis termistorius. Termistoriai taip pat yra įmontuoti į karšto oro litavimo stotelių plaukų džiovintuvą, tačiau ten tai yra atskiras elementas.
Verta paminėti, kad elektronikoje kartu su termistoriais aktyviai naudojami šiluminiai saugikliai ir šiluminės relės (pavyzdžiui, KSD tipo), kurias taip pat nesunku rasti elektroniniuose įrenginiuose.
Dabar, kai esame susipažinę su termistoriais, atėjo laikas.
NTC ir PTC termistoriai
Šiuo metu pramonė gamina daugybę termistorių, pozistorių ir NTC termistorių. Kiekvienas atskiras modelis ar serija yra gaminama veikti tam tikromis sąlygomis ir jiems keliami tam tikri reikalavimai.
Todėl vien pozistorių ir NTC termistorių parametrų surašymas bus mažai naudingas. Mes eisime šiek tiek kitu maršrutu.
Kiekvieną kartą, kai į rankas paimate termistorių su lengvai įskaitomais ženklais, turite rasti šio termistoriaus modelio informacinį lapą arba duomenų lapą.
Jei nežinote, kas yra duomenų lapas, patariu pažvelgti į šį puslapį. Trumpai tariant, duomenų lape pateikiama informacija apie visus pagrindinius šio komponento parametrus. Šiame dokumente pateikiama viskas, ką reikia žinoti norint pritaikyti konkretų elektroninį komponentą.
Turėjau šį termistorių sandėlyje. Pažvelkite į nuotrauką. Iš pradžių nieko apie jį nežinojau. Informacijos buvo minimaliai. Sprendžiant iš žymėjimo, tai yra PTC termistorius, tai yra, pozistorius. Ant jo taip parašyta – PTC. Toliau pateikiamas ženklas C975.
Iš pradžių gali atrodyti, kad mažai tikėtina, kad bus galima rasti bent šiek tiek informacijos apie šį pozistorių. Bet nenukabink nosies! Atidarykite naršyklę, į Google įveskite tokią frazę: "posistor c975", "ptc c975", "ptc c975 datasheet", "ptc c975 datasheet", "posistor c975 datasheet". Belieka tik rasti šio pozistoriaus duomenų lapą. Paprastai duomenų lapai suformatuojami kaip PDF failas.
Iš rasto duomenų lapo toliau PTC C975, sužinojau štai ką. Jį gamina EPCOS. Visas pavadinimas B59975C0160A070(B599*5 serija). Šis PTC termistorius naudojamas apriboti srovę trumpųjų jungimų ir perkrovų metu. Tie. Tai savotiškas saugiklis.
Pateiksiu lentelę su pagrindinėmis B599*5 serijos techninėmis charakteristikomis, taip pat trumpai paaiškinsiu, ką reiškia visi šie skaičiai ir raidės.
Dabar atkreipkime dėmesį į konkretaus gaminio elektrines charakteristikas, mūsų atveju tai yra PTC C975 pozistorius (visas žymėjimas B59975C0160A070). Pažvelkite į šią lentelę.
aš R - Nominali srovė (mA). Nominali srovė. Tai srovė, kurią tam tikras pozistorius gali atlaikyti ilgą laiką. Taip pat pavadinčiau tai veikianti, normali srovė. C975 pozistoriaus vardinė srovė yra šiek tiek daugiau nei pusė ampero, konkrečiai 550 mA (0,55 A).
aš S - Perjungimo srovė (mA). Perjungimo srovė. Tai yra srovės, tekančios per pozistorių, kiekis, kuriam esant jo varža pradeda smarkiai didėti. Taigi, jei per C975 pozistorių pradės tekėti didesnė nei 1100 mA (1,1 A) srovė, jis pradės atlikti savo apsauginę funkciją, tiksliau, pradės riboti per save tekančią srovę dėl padidėjusio pasipriešinimo. . Perjungimo srovė ( aš S) ir etaloninę temperatūrą ( Tref) yra prijungti, nes dėl perjungimo srovės pozistorius įkaista ir jo temperatūra pasiekia lygį Tref, prie kurio padidėja pozistoriaus varža.
aš Smax - Didžiausia perjungimo srovė (A). Didžiausia perjungimo srovė. Kaip matome iš lentelės, šiai vertei taip pat nurodoma pozistoriaus įtampos vertė - V=Vmax. Tai nėra atsitiktinumas. Faktas yra tas, kad bet kuris posistorius gali sugerti tam tikrą galią. Jei jis viršys leistiną ribą, jis žlugs.
Todėl įtampa taip pat nurodoma maksimaliai perjungimo srovei. Šiuo atveju jis yra lygus 20 voltų. Padauginę 3 amperus iš 20 voltų, gauname 60 vatų galią. Būtent tokią galią mūsų posistorius gali sugerti ribodamas srovę.
aš r - Liekamoji srovė (mA). Liekamoji srovė. Tai yra liekamoji srovė, kuri teka per pozistorių, jam suveikiant, ir pradeda riboti srovę (pavyzdžiui, perkrovos metu). Liekamoji srovė palaiko pozistorių šildomą, kad jis būtų „šiltos“ būsenos ir veiktų kaip srovės ribotuvas, kol bus pašalinta perkrovos priežastis. Kaip matote, lentelėje parodyta šios srovės vertė skirtingoms pozistoriaus įtampoms. Vienas maksimaliai ( V=Vmax), kitas vardiniam ( V = V R). Nesunku atspėti, kad ribinę srovę padauginus iš įtampos gauname galią, reikalingą pozistoriaus šildymui palaikyti įjungtoje būsenoje. Pozistoriui PTC C975ši galia yra 1,62–1,7 W.
Kas nutiko R R Ir Rmin Toliau pateikta diagrama padės mums suprasti.
R min - Minimalus pasipriešinimas (Om). Minimalus pasipriešinimas. Mažiausia pozistoriaus varžos vertė. Mažiausias pasipriešinimas, atitinkantis minimalią temperatūrą, po kurios prasideda diapazonas su teigiamu TCR. Jei išsamiai išnagrinėsite pozistorių grafikus, tai pastebėsite iki vertės T Rmin Priešingai, pozistoriaus varža mažėja. Tai yra, pozistorius esant žemesnei temperatūrai T Rmin elgiasi kaip "labai blogas" NTC termistorius ir jo varža mažėja (šiek tiek) didėjant temperatūrai.
R R - Vardinis atsparumas (Om). Nominali varža. Tai yra pozistoriaus varža esant tam tikrai anksčiau nurodytai temperatūrai. Paprastai tai 25°C(ne taip dažnai 20°С). Paprasčiau tariant, tai yra pozistoriaus varža kambario temperatūroje, kurią nesunkiai galime išmatuoti bet kokiu multimetru.
Patvirtinimai - pažodžiui išvertus, tai patvirtinimas. Tai yra, jis yra patvirtintas tokios ir tokios organizacijos, kuri užsiima kokybės kontrole ir tt Ne itin domisi.
Užsakymo kodas - serijos numeris. Čia, manau, aišku. Pilnas gaminio ženklinimas. Mūsų atveju tai yra B59975C0160A070.
Iš PTC C975 pozistoriaus duomenų lapo sužinojau, kad jį galima naudoti kaip savaime atsistatantį saugiklį. Pavyzdžiui, elektroniniame įrenginyje, kuris darbo režimu sunaudoja ne daugiau kaip 0,5 A srovę, kai maitinimo įtampa yra 12 V.
Dabar pakalbėkime apie NTC termistorių parametrus. Leiskite jums priminti, kad NTC termistorius turi neigiamą TCS. Skirtingai nei posistoriai, kaitinant, NTC termistoriaus varža smarkiai sumažėja.
Turėjau kelis NTC termistorius sandėlyje. Jie daugiausia buvo montuojami maitinimo šaltiniuose ir visų rūšių maitinimo blokuose. Jų paskirtis – apriboti paleidimo srovę. Apsistojau prie šio termistoriaus. Išsiaiškinkime jo parametrus.
Vieninteliai ženklai ant kūno yra tokie: 16D-9 F1. Po trumpos paieškos internete pavyko rasti visos MF72 NTC termistorių serijos duomenų lapą. Tiksliau, mūsų kopija yra MF72-16D9. Šios serijos termistoriai naudojami apriboti įsijungimo srovę. Toliau pateiktoje diagramoje aiškiai parodyta, kaip veikia NTC termistorius.
Pradiniu momentu, įjungus įrenginį (pavyzdžiui, nešiojamojo kompiuterio perjungiamas maitinimo šaltinis, adapteris, kompiuterio maitinimo šaltinis, įkroviklis), NTC termistoriaus varža yra didelė, jis sugeria srovės impulsą. Tada jis įšyla, o jo pasipriešinimas sumažėja kelis kartus.
Įrenginiui veikiant ir vartojant srovę, termistorius yra įkaitęs ir jo varža maža.
Šiuo režimu termistorius praktiškai nesipriešina per jį tekančiai srovei. Kai tik elektros prietaisas bus atjungtas nuo maitinimo šaltinio, termistorius atvės ir jo varža vėl padidės.
Atkreipkime dėmesį į NTC termistoriaus MF72-16D9 parametrus ir pagrindines charakteristikas. Pažvelkime į lentelę.
R 25 - Vardinė termistoriaus varža esant 25°C (Om). Termistoriaus varža esant 25°C aplinkos temperatūrai. Šį pasipriešinimą galima lengvai išmatuoti multimetru. Termistoriui MF72-16D9 tai yra 16 omų. Faktiškai R 25- tai tas pats kaip R R(Vardinė varža) pozistoriaus.
Maks. Pastovios būsenos srovė – Maksimali termistoriaus srovė (A). Didžiausia galima srovė per termistorių, kurią jis gali atlaikyti ilgą laiką. Jei viršysite maksimalią srovę, pasipriešinimas sumažės kaip lavina.
apytiksliai R iš maks. Dabartinis - Termistoriaus varža esant maksimaliai srovei (Om). Apytikslė NTC termistoriaus varžos vertė esant didžiausiam srovės srautui. Termistoriaus MF72-16D9 NTC ši varža yra 0,802 omo. Tai beveik 20 kartų mažesnė už mūsų termistoriaus varžą esant 25°C temperatūrai (kai termistorius „šaltas“ ir neapkrautas tekančios srovės).
Išsklaidyti. Koef. - Energijos jautrumo koeficientas (mW/°C). Kad termistoriaus vidinė temperatūra pasikeistų 1°C, jis turi sugerti tam tikrą galią. Šis parametras rodo sugertos galios (mW) ir termistoriaus temperatūros pokyčio santykį. Mūsų termistoriaus MF72-16D9 šis parametras yra 11 miliW/1°C.
Priminsiu, kad kai NTC termistorius įkaista, jo varža krenta. Norėdami jį sušildyti, sunaudojama per jį tekanti srovė. Todėl termistorius sugers galią. Dėl sugertos galios termistorius įkaista, o tai savo ruožtu sumažina NTC termistoriaus varžą 10–50 kartų.
Terminis laiko konstanta - Aušinimo laiko konstanta (S). Laikas, per kurį neapkrauto termistoriaus temperatūra pasikeis 63,2% temperatūrų skirtumo tarp paties termistoriaus ir aplinkos. Paprasčiau tariant, tai laikas, per kurį NTC termistorius turi laiko atvėsti, kai per jį nustoja tekėti srovė. Pavyzdžiui, kai maitinimas yra atjungtas nuo elektros tinklo.
Maks. Apkrovos talpa μF - Maksimalus iškrovimo pajėgumas . Bandymo charakteristika. Rodo talpą, kurią galima išleisti į NTC termistorių per ribojantį rezistorių bandymo grandinėje jo nepažeidžiant. Talpa nurodoma mikrofaradais ir tam tikrai įtampai (120 ir 220 voltų kintamoji srovė (VAC)).
R 25 tolerancija - Tolerancija . Leistinas termistoriaus varžos nuokrypis esant 25°C temperatūrai. Priešingu atveju tai yra nukrypimas nuo nominalios varžos R 25. Paprastai tolerancija yra ±10 - 20%.
Tai visi pagrindiniai termistorių parametrai. Žinoma, yra ir kitų parametrų, kuriuos galima rasti duomenų lapuose, tačiau jie, kaip taisyklė, nesunkiai apskaičiuojami iš pagrindinių parametrų.
Tikiuosi, kad dabar, kai susidursite su jums nepažįstamu elektroniniu komponentu (nebūtinai termistorius), jums bus nesunku sužinoti pagrindines jo charakteristikas, parametrus ir paskirtį.
Žodis „termistorius“ yra savaime aiškus: TERMINIS RESISTORIUS yra įtaisas, kurio varža kinta priklausomai nuo temperatūros.
Termistoriai dažniausiai yra netiesiniai įtaisai, kurių parametrai dažnai skiriasi. Štai kodėl daugelis, net patyrusių inžinierių ir grandinių projektuotojų, dirbdami su šiais įrenginiais patiria nepatogumų. Tačiau atidžiau pažvelgę į šiuos įrenginius, galite pastebėti, kad termistoriai iš tikrųjų yra gana paprasti įrenginiai.
Pirma, reikia pasakyti, kad ne visi įrenginiai, keičiantys atsparumą temperatūrai, vadinami termistoriais. Pavyzdžiui, varžiniai termometrai, kurie yra pagaminti iš mažų susuktos vielos ritinių arba iš purškiamų metalinių plėvelių. Nors jų parametrai priklauso nuo temperatūros, tačiau jie veikia kitaip nei termistoriai. Paprastai terminas "termistorius" taikomas temperatūrai jautriems puslaidininkis prietaisai.
Yra dvi pagrindinės termistorių klasės: neigiamas TCR (temperatūros pasipriešinimo koeficientas) ir teigiamas TCR.
Yra du iš esmės skirtingi gaminamų termistorių su teigiamu TCR tipai. Kai kurie yra pagaminti kaip NTC termistoriai, o kiti yra pagaminti iš silicio. Teigiami TCR termistoriai bus trumpai aprašyti, daugiausia dėmesio skiriant labiau paplitusiems neigiamiems TCR termistoriams. Taigi, jei nėra specialių nurodymų, mes kalbėsime apie termistorius su neigiamu TCR.
NTC termistoriai yra labai jautrūs, siauro diapazono, netiesiniai įrenginiai, kurių varža mažėja kylant temperatūrai. 1 paveiksle parodyta kreivė, rodanti atsparumo pokytį priklausomai nuo temperatūros ir yra tipiška atsparumo priklausomybė nuo temperatūros. Jautrumas yra apytiksliai 4-5%/o C. Atsparumo verčių diapazonas yra platus, o varžos pokytis gali siekti daug omų ir net kiloomų vienam laipsniui.
R R o1 pav Neigiami TCR termistoriai yra labai jautrūs ir reikšmingi
Laipsniai yra netiesiniai. R o gali būti omų, kiloomų arba megoomų:
1-varžos santykis R/R o; 2 - temperatūra o C
Termistoriai iš esmės yra puslaidininkinė keramika. Jie gaminami iš metalo oksido miltelių (dažniausiai nikelio ir mangano oksidų), kartais pridedant nedidelius kiekius kitų oksidų. Miltelių pavidalo oksidai maišomi su vandeniu ir įvairiais rišikliais, kad gautųsi skysta tešla, kuriai suteikiama reikiama forma ir degama aukštesnėje nei 1000 o C temperatūroje.Privirinama laidi metalinė danga (dažniausiai sidabrinė) ir sujungiami laidai. Sukomplektuotas termistorius dažniausiai yra padengtas epoksidine derva arba stiklu arba uždarytas kitame korpuse.
Iš pav. 2 matote, kad yra daug tipų termistorių.
Termistoriai yra diskų ir poveržlių, kurių skersmuo nuo 2,5 iki 25,5 mm, ir įvairių dydžių strypų formos.
Kai kurie termistoriai pirmiausia gaminami kaip didelės plokštės, o paskui supjaustomi kvadratais. Labai maži granulių termistoriai gaminami tiesiogiai sudegiant tešlos lašą ant dviejų ugniai atsparaus titano lydinio gnybtų ir panardinant termistorių į stiklą, kad susidarytų danga.
Tipiški parametrai
Sakyti „tipinius parametrus“ nėra visiškai teisinga, nes yra tik keli tipiniai termistorių parametrai. Yra vienodai daug įvairių termistorių tipų, dydžių, formų, įvertinimų ir leistinų nuokrypių specifikacijų. Be to, dažnai skirtingų gamintojų gaminami termistoriai nėra keičiami.
Galite įsigyti termistorių, kurių varžos (esant 25 o C – temperatūrai, kuriai esant paprastai nustatoma termistoriaus varža) nuo vieno omo iki dešimties megaomų ar daugiau. Atsparumas priklauso nuo termistoriaus dydžio ir formos, tačiau kiekvienam konkrečiam tipui varžos įvertinimai gali skirtis 5-6 eilėmis, o tai pasiekiama tiesiog pakeitus oksidų mišinį. Keičiant mišinį, taip pat keičiasi varžos priklausomybės nuo temperatūros tipas (R-T kreivė), kinta stabilumas aukštoje temperatūroje. Laimei, termistoriai, kurių atsparumas yra pakankamai didelis, kad būtų galima naudoti aukštoje temperatūroje, taip pat yra stabilesni.Nebrangūs termistoriai paprastai turi gana didelius parametrų nuokrypius. Pavyzdžiui, leistinos varžos vertės esant 25 o C svyruoja nuo ± 20% iki ± 5%. Esant aukštesnei ar žemesnei temperatūrai, parametrų sklaida dar labiau padidėja. Įprasto termistoriaus, kurio jautrumas yra 4 % Celsijaus laipsniui, atitinkamos išmatuotos temperatūros tolerancijos svyruoja nuo maždaug ± 5 ° C iki ± 1,25 ° C esant 25 ° C. Didelio tikslumo termistoriai bus aptarti vėliau šiame straipsnyje.
Anksčiau buvo sakoma, kad termistoriai yra siauro diapazono įrenginiai. Tai reikia paaiškinti: dauguma termistorių veikia diapazone nuo -80°C iki 150°C, taip pat yra įrenginių (dažniausiai padengtų stiklu), kurie veikia 400°C ir aukštesnėje temperatūroje. Tačiau praktiniais tikslais didesnis termistorių jautrumas riboja jų naudingą temperatūros diapazoną. Įprasto termistoriaus varža gali skirtis 10 000 arba 20 000 kartų, kai temperatūra svyruoja nuo -80 ° C iki + 150 ° C. Galima įsivaizduoti, kaip sunku suprojektuoti grandinę, kuri užtikrintų tikslius matavimus abiejuose šio diapazono galuose (nebent naudojamas diapazono perjungimas). Termistoriaus varža, įvertinta nuliu laipsnių, neviršys kelių omų
Dauguma termistorių naudoja litavimą, kad prijungtų laidus iš vidaus. Akivaizdu, kad toks termistorius negali būti naudojamas temperatūroms, viršijančioms lydmetalio lydymosi temperatūrą, matuoti. Net ir be litavimo, termistorių epoksidinė danga išsilaiko tik esant ne aukštesnei nei 200 ° C temperatūrai. Aukštesnėms temperatūroms reikia naudoti stiklu dengtus termistorius su suvirintais arba lydytais laidais.
Stabilumo reikalavimai taip pat riboja termistorių naudojimą aukštoje temperatūroje. Termistorių struktūra pradeda keistis veikiant aukštai temperatūrai, o pokyčio greitį ir pobūdį daugiausia lemia oksidų mišinys ir termistoriaus gamybos būdas. Tam tikras epoksidine danga padengtų termistorių dreifas prasideda esant aukštesnei nei 100 °C temperatūrai. Jei toks termistorius nuolat veikia 150 o C temperatūroje, tai poslinkis gali būti matuojamas keliais laipsniais per metus. Mažos varžos termistoriai (pavyzdžiui, ne daugiau 1000 omų prie 25 o C) dažnai būna dar blogesni – jų dreifus galima pastebėti dirbant maždaug 70 o C temperatūroje. O 100 o C temperatūroje jie tampa nepatikimi.
Nebrangūs prietaisai su didesniais nuokrypiais gaminami mažiau dėmesio skiriant detalėms ir gali duoti dar blogesnių rezultatų. Kita vertus, kai kurie tinkamai suprojektuoti stiklu dengti termistoriai pasižymi puikiu stabilumu net aukštesnėje temperatūroje. Stiklo dengtų karoliukų termistoriai turi labai gerą stabilumą, kaip ir neseniai pristatyti stiklu dengti diskiniai termistoriai. Reikėtų atsiminti, kad dreifas priklauso ir nuo temperatūros, ir nuo laiko. Pavyzdžiui, paprastai galima naudoti epoksidine danga dengtą termistorių, kai jis trumpam įkaitinamas iki 150 °C be didelio dreifo.
Naudojant termistorius, reikia atsižvelgti į nominalią vertę nuolatinis galios išsklaidymas. Pavyzdžiui, mažo epoksidine danga dengto termistoriaus sklaidos konstanta yra vienas milivatas vienam Celsijaus laipsniui ramiame ore. Kitaip tariant, vienas milivatas termistoriaus galios padidina jo vidinę temperatūrą vienu laipsniu Celsijaus, o du milivatai – dviem laipsniais ir t.t. Jei vieno volto įtampą pritaikysite vieno kilogramo omų termistoriui, kurio sklaidos konstanta yra vienas milivatas vienam Celsijaus laipsniui, gausite vieno laipsnio Celsijaus matavimo paklaidą. Termistoriai išsklaido daugiau galios, jei jie nuleidžiami į skystį. Tas pats mažas epoksidine danga padengtas termistorius, minėtas aukščiau, išsklaido 8 mW/°C, kai įdedamas į gerai išmaišytą alyvą. Didesni termistoriai turi geresnį pastovų sklaidą nei mažesni įrenginiai. Pavyzdžiui, disko ar poveržlės pavidalo termistorius ore gali išsklaidyti 20 arba 30 mW/o C galią, reikia atsiminti, kad kaip termistoriaus varža kinta priklausomai nuo temperatūros, taip ir jo išsklaidyta galia. pokyčius.
Termistorių lygtys
Nėra tikslios lygties, kuri apibūdintų termistoriaus elgesį, yra tik apytikslės. Panagrinėkime dvi plačiai naudojamas apytiksles lygtis.
Pirmoji apytikslė lygtis, eksponentinė, yra gana patenkinama esant ribotiems temperatūros diapazonams, ypač naudojant mažo tikslumo termistorius.
