Termistor is 'n toestel wat ontwerp is om temperatuur te meet, en bestaan uit 'n halfgeleiermateriaal, wat sy weerstand aansienlik verander met 'n klein verandering in temperatuur. Oor die algemeen het termistors negatiewe temperatuurkoëffisiënte, wat beteken dat hul weerstand afneem met toenemende temperatuur.
Algemene kenmerk van termistor
Die woord "termistor" is kort vir sy volle term: termies-sensitiewe weerstand. Hierdie toestel is 'n akkurate en maklik-om-te gebruik sensor vir enige temperatuurveranderinge. Oor die algemeen is daar twee tipes termistors: negatiewe temperatuurkoëffisiënt en positiewe temperatuurkoëffisiënt. Meestal word die eerste tipe gebruik om temperatuur te meet.
Die benaming van die termistor in die elektriese stroombaan word in die foto getoon.
Die materiaal van termistors is metaaloksiede met halfgeleier-eienskappe. Tydens produksie kry hierdie toestelle die volgende vorm:
- skyf;
- rod;
- bolvormig soos 'n pêrel.
Die termistor is gebaseer op die beginsel van sterkverandering in weerstand met 'n klein verandering in temperatuur. Terselfdertyd, by 'n gegewe stroomsterkte in die stroombaan en 'n konstante temperatuur, word 'n konstante spanning gehandhaaf.
Om die toestel te gebruik, word dit aan 'n elektriese stroombaan gekoppel, byvoorbeeld aan 'n Wheatstone-brug, en die stroom en spanning op die toestel word gemeet. Volgens Ohm se eenvoudige wet bepaal R=U/I die weerstand. Vervolgens kyk hulle na die kurwe van afhanklikheid van weerstand op temperatuur, waarvolgens dit moontlik is om presies te sê met watter temperatuur die resulterende weerstand ooreenstem. Wanneer die temperatuur verander, verander die weerstandswaarde dramaties, wat dit moontlik maak om die temperatuur met hoë akkuraatheid te bepaal.
Termistormateriaal
Die materiaal van die oorgrote meerderheid termistors is halfgeleierkeramiek. Die vervaardigingsproses bestaan uit sintering van poeiers van nitriede en metaaloksiede by hoë temperature. Die resultaat is 'n materiaal waarvan die oksiedsamestelling die algemene formule (AB)3O4 of (ABC)3 hetO4, waar A, B, C metaal-chemiese elemente is. Die mees algemene gebruik is mangaan en nikkel.
As daar verwag word dat die termistor teen temperature minder as 250 °C werk, dan is magnesium, kob alt en nikkel by die keramieksamestelling ingesluit. Keramiek van hierdie samestelling toon die stabiliteit van fisiese eienskappe in die gespesifiseerde temperatuurreeks.
'n Belangrike kenmerk van termistors is hul spesifieke geleidingsvermoë (die wederkerige van weerstand). Geleidingsvermoë word beheer deur klein by te voegkonsentrasies van litium en natrium.
Instrumentvervaardigingsproses
Sferiese termistors word gemaak deur dit op twee platinumdrade teen hoë temperatuur (1100°C) aan te bring. Die draad word dan gesny om die termistorkontakte te vorm. 'n Glasbedekking word op die sferiese instrument aangebring vir verseëling.
In die geval van skyftermistors, is die proses om kontakte te maak om 'n metaallegering van platinum, palladium en silwer daarop neer te sit, en dit dan aan die termistorbedekking te soldeer.
Verskil van platinumverklikkers
Behalwe halfgeleiertermistors, is daar nog 'n soort temperatuurdetektors waarvan die werkmateriaal platinum is. Hierdie detektors verander hul weerstand namate die temperatuur op 'n lineêre wyse verander. Vir termistors het hierdie afhanklikheid van fisiese hoeveelhede 'n heeltemal ander karakter.
Die voordele van termistors in vergelyking met platinum-eweknieë is soos volg:
- Hoër weerstandsensitiwiteit vir temperatuurveranderinge oor die hele bedryfsreeks.
- Hoë vlak van instrumentstabiliteit en herhaalbaarheid van lesings.
- Klein in grootte om vinnig op temperatuurveranderinge te reageer.
Termistorweerstand
Hierdie fisiese hoeveelheid neem af met toenemende temperatuur, en dit is belangrik om die bedryfstemperatuurreeks in ag te neem. Vir temperatuurgrense van -55 °C tot +70 °C word termistors met 'n weerstand van 2200 - 10000 ohm gebruik. Vir hoër temperature, gebruik toestelle met 'n weerstand groter as 10 kOhm.
Anders as platinumverklikkers en termokoppels, het termistors nie spesifieke standaarde vir weerstand teenoor temperatuurkrommes nie, en daar is 'n wye verskeidenheid weerstandskurwes om van te kies. Dit is omdat elke termistormateriaal, soos 'n temperatuursensor, sy eie weerstandskurwe het.
Stabiliteit en akkuraatheid
Hierdie instrumente is chemies stabiel en word nie mettertyd afgebreek nie. Termistorsensors is een van die mees akkurate temperatuurmeetinstrumente. Die akkuraatheid van hul metings oor die hele bedryfsreeks is 0,1 - 0,2 °C. Neem asseblief kennis dat die meeste toestelle binne 'n temperatuurreeks van 0 °C tot 100 °C werk.
Basiese parameters van termistors
Die volgende fisiese parameters is basies vir elke tipe termistor (dekodering van name in Engels word gegee):
- R25 - weerstand van die toestel in Ohms by kamertemperatuur (25 °С). Om hierdie termistor-eienskap na te gaan is eenvoudig met 'n multimeter.
- Toleransie van R25 - die waarde van die weerstandsafwykingtoleransie op die toestel vanaf sy gestelde waarde by 'n temperatuur van 25 °С. As 'n reël oorskry hierdie waarde nie 20% van R25.
- Maks. Gelykstroomstroom - maksimumdie waarde van die stroom in ampère wat vir 'n lang tyd deur die toestel kan vloei. Oorskryding van hierdie waarde dreig met 'n vinnige daling in weerstand en, as gevolg daarvan, mislukking van die termistor.
- Ongeveer. R van Max. Stroom - hierdie waarde toon die waarde van weerstand in Ohms, wat die toestel verkry wanneer die maksimum stroom daardeur gaan. Hierdie waarde moet 1-2 ordes van grootte minder wees as die weerstand van die termistor by kamertemperatuur.
- Verwyder. Coef. - 'n koëffisiënt wat die temperatuursensitiwiteit van die toestel toon vir die krag wat daardeur geabsorbeer word. Hierdie faktor dui die hoeveelheid drywing in mW aan wat die termistor moet absorbeer om sy temperatuur met 1 °C te verhoog. Hierdie waarde is belangrik omdat dit wys hoeveel krag jy moet spandeer om die toestel tot sy bedryfstemperatuur te verhit.
- Termiese tydkonstante. As die termistor as 'n aanloopstroombeperker gebruik word, is dit belangrik om te weet hoe lank dit sal neem om af te koel nadat die krag afgeskakel is om gereed te wees om dit weer aan te skakel. Aangesien die temperatuur van die termistor nadat dit afgeskakel is volgens 'n eksponensiële wet afneem, word die konsep van "Termiese Tyd Konstante" bekendgestel - die tyd waartydens die temperatuur van die toestel daal met 63,2% van die verskil tussen die bedryfstemperatuur van die toestel en die omgewingstemperatuur.
- Maks. Ladingskapasitansie in ΜF - die hoeveelheid kapasitansie in mikrofarads wat deur hierdie toestel ontslaan kan word sonder om dit te beskadig. Hierdie waarde word aangedui vir 'n spesifieke spanning,bv. 220 V.
Hoe om die termistor te toets vir werking?
Vir 'n rowwe ondersoek van die termistor vir sy diensbaarheid, kan jy 'n multimeter en 'n gewone soldeerbout gebruik.
Skakel eerstens die weerstandsmetingsmodus op die multimeter aan en koppel die uitsetkontakte van die termistor aan die multimeterterminale. In hierdie geval maak die polariteit nie saak nie. Die multimeter sal 'n sekere weerstand in ohm wys, dit moet aangeteken word.
Dan moet jy die soldeerbout inprop en dit na een van die termistor-uitgange bring. Wees versigtig om nie die toestel te verbrand nie. Tydens hierdie proses moet u die lesings van die multimeter waarneem, dit moet 'n gladde dalende weerstand toon, wat vinnig tot 'n minimum waarde sal sak. Die minimum waarde hang af van die tipe termistor en die temperatuur van die soldeerbout, gewoonlik is dit 'n paar keer minder as die waarde wat aan die begin gemeet is. In hierdie geval kan jy seker wees dat die termistor werk.
As die weerstand op die multimeter nie verander het nie of, inteendeel, skerp gedaal het, dan is die toestel ongeskik vir sy gebruik.
Let daarop dat hierdie tjek rof is. Vir akkurate toetsing van die toestel is dit nodig om twee aanwysers te meet: sy temperatuur en die ooreenstemmende weerstand, en dan hierdie waardes te vergelyk met dié wat deur die vervaardiger gestel word.
Aansoeke
Termistors word gebruik in alle areas van elektronika waarin dit belangrik is om temperatuurtoestande te monitor. Hierdie gebiede sluit inrekenaars, hoë-presisie toerusting vir industriële installasies en toestelle vir die oordrag van verskeie data. Dus, die 3D drukker termistor word gebruik as 'n sensor wat die temperatuur van die verwarming bed of drukkop beheer.
Een van die mees algemene gebruike vir 'n termistor is om instroomstroom te beperk, soos wanneer 'n rekenaar aangeskakel word. Die feit is dat op die oomblik dat die krag aangeskakel word, word die beginkapasitor, wat 'n groot kapasiteit het, ontlaai, wat 'n groot stroom in die hele stroombaan skep. Hierdie stroom is in staat om die hele skyfie te verbrand, so 'n termistor is by die stroombaan ingesluit.
Hierdie toestel het ten tyde van aanskakel kamertemperatuur en 'n groot weerstand gehad. Sulke weerstand kan die stroomoplewing effektief verminder wanneer dit begin. Verder word die toestel warm as gevolg van die stroom wat daardeur gaan en die vrystelling van hitte, en die weerstand daarvan neem skerp af. Die termistor se kalibrasie is so dat die werkstemperatuur van die rekenaarskyfie veroorsaak dat die termistor se weerstand feitlik nul is, en daar is geen spanningsval daaroor nie. Nadat die rekenaar afgeskakel is, koel die termistor vinnig af en herstel sy weerstand.
Die gebruik van 'n termistor om aanloopstroom te beperk is dus beide kostedoeltreffend en redelik eenvoudig.
Voorbeelde van termistors
Tans is 'n wye reeks produkte te koop, hier is die kenmerke en gebruiksareas van sommige daarvan:
- Termistor B57045-K met moerbevestiging, het 'n nominale weerstand van 1kOhm met 'n toleransie van 10%. Word gebruik as 'n temperatuurmetingsensor in verbruikers- en motorelektronika.
- B57153-S skyfinstrument, het 'n maksimum stroomaanslag van 1,8 A by 15 ohm by kamertemperatuur. Word gebruik as 'n aanloopstroombeperker.
