Принципът на работа на термистора. Какво е термистор и употребата му в електрониката

И се състои от полупроводников материал, който при лека промяна на температурата значително променя съпротивлението си. Обикновено термисторите имат отрицателни температурни коефициенти, което означава, че тяхното съпротивление намалява с повишаване на температурата.

Общи характеристики на термистора

Думата "термистор" е съкратена за пълния термин: термично чувствителен резистор. Това устройство е точен и лесен за използване сензор за всякакви температурни промени. Като цяло има два вида термистори: с отрицателен температурен коефициент и с положителен температурен коефициент. Най-често първият тип се използва за измерване на температурата.

Обозначението на термистора в електрическата верига е показано на снимката.

Термисторите са направени от метални оксиди с полупроводникови свойства. По време на производството тези устройства получават следната форма:

с форма на диск;
сърцевина;
сферична като перла.

Работата на термистора се основава на принципа на силна промяна в съпротивлението с малка промяна в температурата. В същото време при дадена сила на тока във веригата и постоянна температура се поддържа постоянно напрежение.

За да се използва устройството, то се свързва към електрическа верига, например към мост на Wheatstone, и се измерват токът и напрежението в устройството. Според простия закон на Ом R=U/I определя съпротивлението. След това те разглеждат кривата на съпротивлението спрямо температурата, която може да се използва, за да се каже точно на каква температура съответства полученото съпротивление. Когато температурата се промени, стойността на съпротивлението се променя рязко, което прави възможно определянето на температурата с висока точност.

Термисторен материал

Материалът на по-голямата част от термисторите е полупроводникова керамика. Производственият процес включва синтероване на прахове от метални нитриди и оксиди при високи температури. Резултатът е материал, чийто оксиден състав има обща формула (AB) 3 O 4 или (ABC) 3 O 4, където A, B, C са метални химични елементи. Най-често използваните са манган и никел.

Ако се очаква термисторът да работи при температури по-ниски от 250 °C, тогава керамичният състав включва магнезий, кобалт и никел. Керамиката от този състав показва стабилност на физичните свойства в определения температурен диапазон.

Важна характеристика на термисторите е тяхната специфична проводимост (реципрочната стойност на съпротивлението). Проводимостта се контролира чрез добавяне на малки концентрации литий и натрий към полупроводниковата керамика.

Процес на производство на инструменти

Сферичните термистори се изработват чрез нанасянето им върху два платинени проводника при висока температура (1100 °C). След това проводникът се нарязва, за да се придаде необходимата форма на контактите на термистора. За запечатването на сферичното устройство се нанася стъклено покритие.

При дисковите термистори процесът на създаване на контакти се състои в нанасяне върху тях на метална сплав от платина, паладий и сребро и след това запояване към покритието на термистора.

Разлика от платинените детектори

В допълнение към полупроводниковите термистори има и друг вид температурен детектор, чийто работен материал е платина. Тези детектори променят своето съпротивление линейно с температурните промени. За термисторите тази зависимост на физическите величини има съвсем различен характер.

Предимствата на термисторите в сравнение с платиновите аналози са следните:

По-висока чувствителност на съпротивление при температурни промени в целия работен диапазон.
Високо ниво на стабилност на инструмента и повторяемост на получените показания.
Малък размер, който ви позволява бързо да реагирате на температурни промени.

Термисторно съпротивление

Стойността на тази физическа величина намалява с повишаване на температурата и е важно да се вземе предвид работният температурен диапазон. За температурни граници от -55 °C до +70 °C се използват термистори със съпротивление 2200 - 10000 ома. За по-високи температури се използват устройства със съпротивление над 10 kOhm.

За разлика от платинените детектори и термодвойки, термисторите нямат специфични криви на съпротивление спрямо температура и има голямо разнообразие от криви, от които да избирате. Това се дължи на факта, че всеки термисторен материал, като температурен сензор, има своя собствена крива на съпротивление.

Стабилност и точност

Тези устройства са химически стабилни и не се разграждат с времето. Термисторните сензори са едни от най-точните устройства за измерване на температурата. Точността на техните измервания в целия работен диапазон е 0,1 - 0,2 °C. Моля, обърнете внимание, че повечето инструменти работят в температурен диапазон от 0°C до 100°C.

Основни параметри на термисторите

Следните физически параметри са основни за всеки тип термистор (имената са обяснени на английски):

R 25 - съпротивление на устройството в ома при стайна температура (25 °C). Можете просто да проверите тази характеристика на термистора с помощта на мултицет.
Допустимо отклонение на R 25 - толерансът за отклонение на съпротивлението на устройството от зададената му стойност при температура 25 °C. По правило тази стойност не надвишава 20% от R25.
Макс. Steady State Current - максималната стойност на тока в ампери, която може да тече през устройството за дълго време. Превишаването на тази стойност заплашва бърз спад на съпротивлението и в резултат на това повреда на термистора.
Прибл. R на макс. Ток - тази стойност показва стойността на съпротивлението в омове, което устройството придобива, когато през него преминава максимален ток. Тази стойност трябва да бъде с 1-2 порядъка по-малка от съпротивлението на термистора при стайна температура.
Разсейване. Коеф. - коефициент, който показва температурната чувствителност на устройството към мощността, която поглъща. Този коефициент показва количеството мощност в mW, което трябва да бъде погълнато от термистора, за да може неговата температура да се повиши с 1 °C. Тази стойност е важна, защото показва колко енергия трябва да се изразходва, за да загрее устройството до работните му температури.
Термична времева константа. Ако термисторът се използва като ограничител на пусковия ток, важно е да знаете колко време ще отнеме да се охлади след изключване на захранването, за да бъде готов, когато бъде включен отново. Тъй като температурата на термистора след изключване намалява по експоненциален закон, се въвежда концепцията за „термична времева константа“ - времето, през което температурата на устройството ще намалее с 63,2% от разликата между работната температура на устройството и температурата на околната среда.
Макс. Капацитет на натоварване в μF - количеството капацитет в микрофаради, което може да бъде разредено през дадено устройство, без да го повреди. Тази стойност е посочена за конкретно напрежение, например 220 V.

Как да проверите термистора за функционалност?

За да проверите грубо термистора за неговата работоспособност, можете да използвате мултицет и обикновен поялник.

Първата стъпка е да включите режима за измерване на съпротивлението на мултиметъра и да свържете изходните контакти на термистора към клемите на мултиметъра. В този случай полярността няма значение. Мултиметърът ще покаже определено съпротивление в ома, трябва да се запише.

След това трябва да включите поялника и да го донесете до един от изходите на термистора. Внимавайте да не изгорите устройството. По време на този процес трябва да наблюдавате показанията на мултиметъра, той трябва да показва плавно намаляващо съпротивление, което бързо ще се установи на някаква минимална стойност. Минималната стойност зависи от вида на термистора и температурата на поялника, обикновено е няколко пъти по-малка от стойността, измерена в началото. В този случай можете да сте сигурни, че термисторът работи правилно.

Ако съпротивлението на мултиметъра не се е променило или, обратно, е спаднало рязко, тогава устройството е неподходящо за употреба.

Имайте предвид, че тази проверка е груба. За да тествате точно устройство, е необходимо да измерите два показателя: неговата температура и съответното съпротивление и след това да сравните тези стойности с посочените от производителя.

Области на използване

Във всички области на електрониката, в които е важно да се следят температурните условия, се използват термистори. Тези области включват компютри, високо прецизно оборудване в промишлени предприятия и устройства за предаване на различни данни. По този начин термисторът на 3D принтер се използва като сензор, който следи температурата на нагревателната маса или печатащата глава.

Една често срещана употреба на термистор е за ограничаване на пусковия ток, като например при включване на компютър. Факт е, че в момента на включване на захранването стартовият кондензатор, който има голям капацитет, се разрежда, създавайки огромен ток в цялата верига. Този ток може да изгори цялата микросхема, така че във веригата е включен термистор.

Когато беше включено, това устройство беше на стайна температура и имаше огромно съпротивление. Това съпротивление ви позволява ефективно да намалите токовия скок по време на стартиране. След това устройството се нагрява поради преминаващия през него ток и отделянето на топлина и съпротивлението му рязко намалява. Калибрирането на термистора е такова, че работната температура на компютърния чип води до практически нулево съпротивление на термистора и не се получава спад на напрежението в него. След изключване на компютъра термисторът бързо се охлажда и възстановява съпротивлението си.

По този начин използването на термистор за ограничаване на пусковия ток е рентабилно и доста просто.

Примери за термистори

В момента има широка гама от продукти в продажба, ето характеристиките и областите на приложение на някои от тях:

Термисторът B57045-K, монтиран на гайка, има номинално съпротивление от 1 kOhm с 10% толеранс. Използва се като сензор за измерване на температура в потребителската и автомобилната електроника.
Дисковото устройство B57153-S има максимално допустим ток от 1,8 A със съпротивление от 15 ома при стайна температура. Използва се като ограничител на стартов ток.

Термисторът е полупроводников компонент със зависимо от температурата електрическо съпротивление. Изобретен през 1930 г. от учения Самуел Рубен, до ден днешен този компонент се използва широко в технологиите.

Термисторите са изработени от различни материали, които са доста високи - значително превъзхождат металните сплави и чистите метали, тоест от специални, специфични полупроводници.

Самият основен резистивен елемент се получава чрез прахова металургия, обработка на халкогениди, халогениди и оксиди на определени метали, като им се придават различни форми, например формата на дискове или пръти с различни размери, големи шайби, средни тръби, тънки плочи, малки перли , с размери от няколко микрона до десетки милиметри .

Според характера на корелацията между съпротивлението на елемента и неговата температура, Термисторите се делят на две големи групи - позистори и термистори. PTC термисторите имат положителен TCS (поради тази причина PTC термисторите се наричат още PTC термистори), а термисторите имат отрицателен TCS (следователно се наричат NTC термистори).

Термисторът е резистор, зависим от температурата, изработен от полупроводников материал, който има отрицателен температурен коефициент и висока чувствителност, позисторът езависим от температурата резистор с положителен коефициент.По този начин, с повишаване на температурата на тялото на позистора, неговото съпротивление също се увеличава, а с повишаване на температурата на термистора, съпротивлението му съответно намалява.

Материалите за термисторите днес са: смеси от поликристални оксиди на преходни метали като кобалт, манган, мед и никел, съединения от тип III-V, както и легирани стъкловидни полупроводници като силиций и германий и някои други вещества. Забележителни са позисторите, направени от твърди разтвори на базата на бариев титанат.

Термисторите обикновено могат да бъдат класифицирани в:

Нискотемпературен клас (работна температура под 170 K);

Среден температурен клас (работна температура от 170 K до 510 K);

Високотемпературен клас (работна температура от 570 К и повече);

Отделен клас на висока температура (работна температура от 900 K до 1300 K).

Всички тези елементи, както термистори, така и позистори, могат да работят при различни климатични външни условия и при значителни физически външни и токови натоварвания. Въпреки това, при тежки термични циклични условия, техните първоначални термоелектрични характеристики се променят с времето, като номиналното съпротивление при стайна температура и температурния коефициент на съпротивление.

Има и комбинирани компоненти напр термистори с индиректно нагряване. Корпусите на такива устройства съдържат самия термистор и галванично изолиран нагревателен елемент, който задава началната температура на термистора и съответно първоначалното му електрическо съпротивление.

Тези устройства се използват като променливи резистори, управлявани от напрежението, приложено към нагревателния елемент на термистора.

В зависимост от това как е избрана работната точка на характеристиката ток-напрежение на даден компонент, се определя и режимът на работа на термистора във веригата. А самата характеристика ток-напрежение е свързана с конструктивните характеристики и температурата, приложена към тялото на компонента.

За контролиране на температурните промени и за компенсиране на динамично променящите се параметри, като протичащ ток и приложено напрежение в електрически вериги, които се променят след промени в температурните условия, се използват термистори с работна точка, зададена в линейния участък на характеристиката ток-напрежение.

Но работната точка традиционно се задава на падащия участък на характеристиката ток-напрежение (NTC термистори), ако термисторът се използва например като стартово устройство, реле за време, в система за проследяване и измерване на интензитета на микровълново излъчване, в пожароизвестителни системи, в инсталации за контрол на потока на насипни вещества и течности.

Най-популярни днес среднотемпературни термистори и позистори с TKS от -2,4 до -8,4% на 1 K. Те работят в широк диапазон от съпротивления от единици ома до единици мегаоми.

Има позистори със сравнително нисък TCR от 0,5% до 0,7% на 1 K, направени на базата на силиций. Тяхното съпротивление се променя почти линейно. Такива позистори се използват широко в системи за стабилизиране на температурата и в системи за активно охлаждане на силови полупроводникови ключове в различни съвременни електронни устройства, особено мощни. Тези компоненти се вписват лесно в електрически схеми и не заемат много място на платките.

Типичният позистор има формата на керамичен диск; понякога няколко елемента са монтирани последователно в един корпус, но по-често - в един дизайн със защитно емайлово покритие. PTC резисторите често се използват като предпазители за защита на електрически вериги от претоварване на напрежение и ток, както и температурни сензори и автоматично стабилизиращи елементи, поради тяхната непретенциозност и физическа стабилност.

Термисторите се използват широко в много области на електрониката, особено когато прецизният контрол на температурата е важен. Това се отнася за оборудване за предаване на данни, компютърно оборудване, високопроизводителни процесори и високо прецизно промишлено оборудване.

Едно от най-простите и най-популярните приложения на термистор е ефективното ограничаване на пусковия ток. В момента, в който се подава напрежение към захранването от мрежата, възниква изключително рязък скок на значителен капацитет и в първичната верига протича голям заряден ток, който може да изгори диодния мост.

Този ток тук е ограничен от термистора, тоест този компонент на веригата променя съпротивлението си в зависимост от преминаващия през него ток, тъй като в съответствие със закона на Ом той се нагрява. След това термисторът възстановява първоначалното си съпротивление след няколко минути, веднага щом се охлади до стайна температура.

NTC и PTC термистори

В момента индустрията произвежда огромна гама от термистори, позистори и NTC термистори. Всеки отделен модел или серия се произвеждат за работа при определени условия и към тях се налагат определени изисквания.

Следователно простото изброяване на параметрите на позисторите и NTC термисторите няма да е от голяма полза. Ще поемем по малко по-различен маршрут.

Всеки път, когато се сдобиете с термистор с лесни за четене маркировки, трябва да намерите референтен лист или лист с данни за този модел термистор.

Ако не знаете какво е таблица с данни, съветвам ви да погледнете тази страница. Накратко, листът с данни съдържа информация за всички основни параметри на този компонент. Този документ изброява всичко, което трябва да знаете, за да приложите конкретен електронен компонент.

Имах този термистор в наличност. Разгледайте снимката. Отначало не знаех нищо за него. Имаше минимална информация. Съдейки по маркировката, това е PTC термистор, т.е. позистор. Така пише на него - PTC. Следва маркировката C975.

Първоначално може да изглежда, че е малко вероятно да се намери поне малко информация за този позистор. Но не висяйте носа си! Отворете браузъра, въведете фраза като тази в Google: „posistor c975“, „ptc c975“, „ptc c975 datasheet“, „ptc c975 datasheet“, „posistor c975 datasheet“. След това всичко, което остава, е да намерите листа с данни за този позистор. По правило таблиците с данни са форматирани като PDF файл.

От намерения лист с данни нататък PTC C975, научих следното. Произвежда се от EPCOS. Пълно заглавие B59975C0160A070(серия B599*5). Този PTC термистор се използва за ограничаване на тока при късо съединение и претоварване. Тези. Това е един вид предпазител.

Ще дам таблица с основните технически характеристики за серия B599*5, както и кратко обяснение какво означават всички тези цифри и букви.

Сега нека насочим вниманието си към електрическите характеристики на конкретен продукт, в нашия случай това е позистор PTC C975 (пълна маркировка B59975C0160A070). Разгледайте следната таблица.

I R - Номинален ток (mA). Номинален ток. Това е токът, който даден позистор може да издържи дълго време. Бих го нарекъл още работен, нормален ток. За позистора C975 номиналният ток е малко над половин ампер, по-точно 550 mA (0,55 A).

аз S - Комутационен ток (mA). Комутационен ток. Това е количеството ток, протичащ през позистора, при което неговото съпротивление започва рязко да нараства. По този начин, ако ток от повече от 1100 mA (1.1A) започне да тече през позистора C975, той ще започне да изпълнява своята защитна функция или по-скоро ще започне да ограничава тока, протичащ през себе си поради увеличаване на съпротивлението . Ток на превключване ( Аз С) и референтна температура ( Tref) са свързани, тъй като превключващият ток причинява нагряване на позистора и температурата му достига нивото Tref, при което съпротивлението на позистора нараства.

аз Smax - Максимален комутационен ток (А). Максимален комутационен ток. Както можем да видим от таблицата, за тази стойност е посочена и стойността на напрежението на позистора - V=Vmax. Това не е случайно. Факт е, че всеки позистор може да абсорбира определена мощност. Ако превиши допустимата граница, ще се провали.

Следователно напрежението също е посочено за максималния комутационен ток. В този случай то е равно на 20 волта. Умножавайки 3 ампера по 20 волта, получаваме мощност от 60 вата. Това е точно мощността, която нашият позистор може да поеме при ограничаване на тока.

аз р- Остатъчен ток (mA). Остатъчен ток. Това е остатъчният ток, който протича през позистора, след като се задейства и започва да ограничава тока (например при претоварване). Остатъчният ток поддържа позистора нагрят, така че да е в „топло“ състояние и действа като ограничител на тока, докато причината за претоварването не бъде отстранена. Както можете да видите, таблицата показва стойността на този ток за различни напрежения на позистора. Един за максимум ( V=Vmax), друг за номинален ( V=V R). Не е трудно да се досетите, че чрез умножаване на ограничаващия ток по напрежението, получаваме мощността, необходима за поддържане на нагряването на позистора в активирано състояние. За позистор PTC C975тази мощност е 1,62~1,7W.

Какво стана Р РИ RminСледната графика ще ни помогне да разберем.

R min - Минимално съпротивление (Ом). Минимално съпротивление. Най-малката стойност на съпротивлението на позистора. Минималното съпротивление, което съответства на минималната температура, след която започва диапазонът с положителен TCR. Ако разгледате подробно графиките за позисторите, ще забележите, че до стойността T RminНапротив, съпротивлението на позистора намалява. Тоест позистор при температури под T Rminсе държи като "много лош" NTC термистор и съпротивлението му намалява (леко) с повишаване на температурата.

R R - Номинално съпротивление (Ом). Номинално съпротивление. Това е съпротивлението на позистора при някаква предварително определена температура. Обикновено това 25°C(по-рядко 20°C). Просто казано, това е съпротивлението на позистор при стайна температура, което можем лесно да измерим с всеки мултицет.

Одобрения - буквално преведено това е одобрение. Тоест, одобрен е от такава и такава организация, която се занимава с контрол на качеството и т.н. Не се интересува особено.

Код за поръчка - сериен номер. Ето, мисля, че е ясно. Пълно етикетиране на продукта. В нашия случай това е B59975C0160A070.

От листа с данни за позистора PTC C975 научих, че може да се използва като самовъзстановяващ се предпазител. Например в електронно устройство, което в работен режим консумира ток не повече от 0,5A при захранващо напрежение 12V.

Сега нека поговорим за параметрите на NTC термисторите. Нека ви напомня, че NTC термисторът има отрицателен TCS. За разлика от позисторите, при нагряване съпротивлението на NTC термистора рязко пада.

Имах няколко NTC термистори на склад. Инсталирани са основно в захранвания и всякакви захранвания. Целта им е да ограничат стартовия ток. Спрях се на този термистор. Нека да разберем неговите параметри.

Единствените белези по тялото са както следва: 16D-9 F1. След кратко търсене в интернет успяхме да намерим лист с данни за цялата серия термистори MF72 NTC. По-конкретно, нашето копие е MF72-16D9. Тази серия термистори се използва за ограничаване на пусковия ток. Следващата графика ясно показва как работи NTC термистор.

В началния момент, когато устройството е включено (например импулсно захранване за лаптоп, адаптер, компютърно захранване, зарядно), съпротивлението на NTC термистора е високо и той поглъща токовия импулс. След това се затопля и устойчивостта му намалява няколко пъти.

Докато устройството работи и консумира ток, термисторът е в нагрято състояние и съпротивлението му е ниско.

В този режим термисторът практически не оказва съпротивление на протичащия през него ток. Веднага след като електрическият уред бъде изключен от източника на захранване, термисторът ще се охлади и съпротивлението му ще се увеличи отново.

Нека насочим вниманието си към параметрите и основните характеристики на NTC термистора MF72-16D9. Нека да разгледаме таблицата.

R 25 - Номинално съпротивление на термистора при 25°C (Ом). Устойчивост на термистора при околна температура 25°C. Това съпротивление може лесно да се измери с мултицет. За термистора MF72-16D9 това е 16 ома. Всъщност R 25- това е същото като Р Р(Номинално съпротивление) за позистор.

Макс. Стационарен ток - Максимален ток на термистора (А). Максималният възможен ток през термистора, който той може да издържи дълго време. Ако превишите максималния ток, ще настъпи лавинообразен спад на съпротивлението.

Прибл. R на макс. Текущ - Съпротивление на термистора при максимален ток (Ом). Приблизителна стойност на съпротивлението на NTC термистора при максимален ток. За NTC термистора MF72-16D9 това съпротивление е 0,802 Ohm. Това е почти 20 пъти по-малко от съпротивлението на нашия термистор при температура от 25°C (когато термисторът е „студен“ и не е натоварен с протичащ ток).

Разсейване. Коеф. - Фактор на енергийна чувствителност (mW/°C). За да се промени вътрешната температура на термистора с 1°C, той трябва да абсорбира определено количество мощност. Съотношението на абсорбираната мощност (в mW) към промяната в температурата на термистора е това, което показва този параметър. За нашия термистор MF72-16D9 този параметър е 11 миливата/1°C.

Нека ви напомня, че когато един NTC термистор се загрее, съпротивлението му пада. За да се загрее, се изразходва токът, протичащ през него. Следователно термисторът ще абсорбира енергия. Погълнатата мощност води до нагряване на термистора, а това от своя страна води до намаляване на съпротивлението на NTC термистора с 10 - 50 пъти.

Термична времева константа - Константа на времето за охлаждане (С). Времето, през което температурата на ненатоварен термистор ще се промени с 63,2% от температурната разлика между самия термистор и околната среда. Просто казано, това е времето, през което NTC термисторът има време да се охлади, след като токът спре да тече през него. Например, когато захранването е изключено от електрическата мрежа.

Макс. Капацитет на натоварване в μF - Максимален капацитет на разреждане . Тестова характеристика. Показва капацитета, който може да бъде разреден в NTC термистор през ограничителен резистор в тестова верига, без да го повреди. Капацитетът е посочен в микрофаради и за специфично напрежение (120 и 220 волта променлив ток (VAC)).

Толеранс на R 25 - Толерантност . Допустимо отклонение на съпротивлението на термистора при температура 25°C. В противен случай това е отклонение от номиналното съпротивление R 25. Обикновено толерансът е ±10 - 20%.

Това са всички основни параметри на термисторите. Разбира се, има и други параметри, които могат да бъдат намерени в таблиците с данни, но те, като правило, лесно се изчисляват от основните параметри.

Надявам се, че сега, когато попаднете на непознат за вас електронен компонент (не е задължително термистор), ще ви е лесно да разберете основните му характеристики, параметри и предназначение.

В електрониката винаги има какво да се измери или оцени. Например, температура. С тази задача успешно се справят термисторите - електронни компоненти, базирани на полупроводници, чието съпротивление варира в зависимост от температурата.

Тук няма да описвам теорията на физическите процеси, които се случват в термисторите, но ще се приближа до практиката - ще запозная читателя с обозначението на термистора на диаграмата, неговия външен вид, някои разновидности и техните характеристики.

На електрическите схеми термисторът е обозначен така.

В зависимост от обхвата на приложение и вида на термистора, неговото обозначение на диаграмата може да има леки разлики. Но винаги можете да го познаете по характерния надпис T или t° .

Основната характеристика на термистора е неговата TKS. TKS е температурен коефициент на съпротивление. Той показва с каква степен се променя съпротивлението на термистора, когато температурата се промени с 1°C (1 градус по Целзий) или 1 градус по Келвин.

Термисторите имат няколко важни параметъра. Няма да ги цитирам, това е отделна история.

Снимката показва термистора MMT-4V (4,7 kOhm). Ако го свържете към мултицет и го загреете например с пистолет за горещ въздух или накрайник за поялник, можете да се уверите, че съпротивлението му пада с повишаване на температурата.

Термисторите се намират почти навсякъде. Понякога се изненадвате, че не сте ги забелязали преди, не сте им обърнали внимание. Нека да разгледаме платката от зарядното устройство IKAR-506 и да се опитаме да ги намерим.

Ето го и първият термистор. Тъй като е в SMD кутия и има малък размер, той е запоен върху малка платка и монтиран на алуминиев радиатор - той контролира температурата на ключовите транзистори.

Второ. Това е така нареченият NTC термистор ( JNR10S080L). Ще ви разкажа повече за тези. Служи за ограничаване на стартовия ток. Забавно е. Прилича на термистор, но служи като защитен елемент.

По някаква причина, когато говорим за термистори, те обикновено смятат, че се използват за измерване и контрол на температурата. Оказва се, че те са намерили приложение като средства за сигурност.

Термисторите се монтират и в автомобилните усилватели. Ето и термистора в усилвателя Supra SBD-A4240. Тук той участва във веригата за защита от прегряване на усилвателя.

Ето още един пример. Това е DCB-145 литиево-йонна батерия от отвертка DeWalt. Или по-скоро неговите „вътрешности“. За контрол на температурата на клетките на батерията се използва измервателен термистор.

Той е почти невидим. Запълнена е със силиконов уплътнител. Когато батерията е сглобена, този термистор приляга плътно към една от клетките на литиево-йонната батерия.

Директно и индиректно отопление.

Според метода на нагряване термисторите се разделят на две групи:

Директно отопление. Това е, когато термисторът се нагрява от външен околен въздух или ток, който протича директно през самия термистор. Директно нагряваните термистори обикновено се използват или за измерване на температура, или за температурна компенсация. Такива термистори могат да бъдат намерени в термометри, термостати, зарядни устройства (например за литиево-йонни батерии в отвертки).

Индиректно нагряване. Това е, когато термисторът се нагрява от близкия нагревателен елемент. В същото време самият той и нагревателният елемент не са електрически свързани помежду си. В този случай съпротивлението на термистора се определя от функцията на тока, протичащ през нагревателния елемент, а не през термистора. Термисторите с индиректно нагряване са комбинирани устройства.

NTC термистори и позистори.

Въз основа на зависимостта на промяната на съпротивлението от температурата, термисторите се разделят на два вида:

PTC термистори (известни още като позитори).

Нека да разберем каква е разликата между тях.

NTC термисторите получават името си от съкращението NTC - Отрицателен температурен коефициент , или "Коефициент на отрицателно съпротивление". Особеността на тези термистори е, че При нагряване съпротивлението им намалява. Между другото, така е показан NTC термисторът на диаграмата.

Обозначаване на термистора на диаграмата

Както можете да видите, стрелките на обозначението са в различни посоки, което показва основното свойство на NTC термистора: температурата се повишава (стрелка нагоре), съпротивлението пада (стрелка надолу). И обратно.

На практика можете да намерите NTC термистор във всяко импулсно захранване. Например, такъв термистор може да се намери в компютърно захранване. Вече видяхме NTC термистора на платката IKAR, само че там беше сиво-зелен.

Тази снимка показва NTC термистор от EPCOS. Използва се за ограничаване на стартовия ток.

За NTC термисторите по правило се посочва неговото съпротивление при 25°C (за този термистор това е 8 ома) и максималният работен ток. Обикновено това са няколко ампера.

Този NTC термистор е монтиран последователно на входа за мрежово напрежение 220V. Разгледайте диаграмата.

Тъй като е свързан последователно с товара, целият консумиран ток преминава през него. NTC термисторът ограничава пусковия ток, който възниква поради зареждането на електролитни кондензатори (на диаграма C1). Ударът на зарядния ток може да доведе до повреда на диодите в токоизправителя (диоден мост на VD1 - VD4).

Всеки път, когато захранването се включи, кондензаторът започва да се зарежда и токът започва да тече през NTC термистора. Съпротивлението на NTC термистора е високо, тъй като все още не е имал време да се нагрее. Протичайки през NTC термистора, токът го загрява. След това съпротивлението на термистора намалява и практически не пречи на потока на тока, консумиран от устройството. По този начин, благодарение на NTC термистора, е възможно да се осигури "плавно стартиране" на електрическото устройство и да се защитят токоизправителните диоди от повреда.

Ясно е, че докато импулсното захранване е включено, NTC термисторът е в „загрято“ състояние.

Ако някои елементи във веригата се повредят, тогава консумацията на ток обикновено се увеличава рязко. В същото време често има случаи, когато NTC термисторът служи като вид допълнителен предпазител и също се повреди поради превишаване на максималния работен ток.

Повредата на ключовите транзистори в захранването на зарядното доведе до превишаване на максималния работен ток на този термистор (max 4A) и той изгоря.

PTC резистори. PTC термистори.

термистори, чието съпротивление нараства при нагряване, се наричат позистори. Те също са PTC термистори (PTC - Положителен температурен коефициент , "Положителен коефициент на съпротивление").

Струва си да се отбележи, че позисторите са по-малко разпространени от NTC термисторите.

PTC резисторите са лесни за откриване на платката на всеки цветен CRT телевизор (с кинескоп). Там се монтира във веригата за размагнитване. В природата има както дву-терминални позистори, така и три-терминални.

Снимката показва представител на двутерминален позистор, който се използва във веригата за размагнитване на кинескоп.

Работната течност на позистора е монтирана вътре в корпуса между пружинните клеми. Всъщност това е самият позистор. Външно изглежда като таблет с контактен слой, напръскан отстрани.

Както вече казах, позисторите се използват за демагнетизиране на кинескопа или по-скоро на неговата маска. Поради магнитното поле на Земята или влиянието на външни магнити, маската се магнетизира, цветното изображение на екрана на кинескопа се изкривява и се появяват петна.

Вероятно всеки си спомня характерния „звън“ звук, когато телевизорът се включи - това е моментът, в който работи веригата за размагнитване.

В допълнение към двуизводните позистори, широко се използват триизводни позитори. Като тези.

Разликата им от двутерминалните е, че се състоят от два позистора „хапче“, които са монтирани в един корпус. Тези „таблети“ изглеждат абсолютно еднакви. Но това не е вярно. Освен, че едната таблетка е малко по-малка от другата, устойчивостта им на студено (на стайна температура) е различна. Единият таблет има съпротивление от около 1,3 ~ 3,6 kOhm, докато другият има само 18 ~ 24 Ohm.

Тритерминални позистори също се използват в схемата за демагнетизиране на кинескопа, като двутерминални, но тяхната схема на свързване е малко по-различна. Ако позисторът внезапно се повреди и това се случва доста често, тогава на телевизионния екран се появяват петна с неестествен цветен дисплей.

И кондензатори. Не са маркирани, което затруднява идентифицирането им. На външен вид SMD термисторите са много подобни на керамичните SMD кондензатори.

Вградени термистори.

Вградените термистори също се използват активно в електрониката. Ако имате станция за запояване с контрол на температурата на върха, тогава в нагревателния елемент е вграден тънкослоен термистор. Термисторите се вграждат и в сешоара на станциите за запояване с горещ въздух, но там това е отделен елемент.

Струва си да се отбележи, че в електрониката, заедно с термисторите, активно се използват термични предпазители и термични релета (например тип KSD), които също са лесни за намиране в електронните устройства.

Сега, когато сме запознати с термисторите, време е.

1. КАКВО Е ТОВА?
Термисторът е полупроводников резистор, който използва температурната зависимост на съпротивлението на полупроводника.
Термисторите се характеризират с голям температурен коефициент на съпротивление (TCR), чиято стойност надвишава тази на металите десетки и дори стотици пъти.
Термисторите са проектирани много просто и се произвеждат в различни форми и размери

За да си представите повече или по-малко физическата основа на работата на този радиокомпонент, първо трябва да се запознаете със структурата и свойствата на полупроводниците (вижте моята статия „Полупроводников диод“).
Бързо напомняне. Полупроводниците съдържат два вида свободни носители на електрически заряд: „-“ електрони и „+“ дупки. При постоянна температура на околната среда те спонтанно се образуват (дисоциация) и изчезват (рекомбинация). Средна концентрация на свободни носители в полупроводник остава непроменена - това е динамично равновесие. Когато температурата се промени, това равновесие се нарушава: ако температурата се повиши, тогава концентрацията на носители се увеличава (проводимостта се увеличава, съпротивлението намалява), а ако намалява, тогава концентрацията на свободните носители също намалява (проводимостта намалява, съпротивлението се увеличава).
Зависимостта на съпротивлението на полупроводника от температурата е показана на графиката.
Както можете да видите, ако температурата клони към абсолютната нула (-273.2C), тогава полупроводникът става почти идеален диелектрик. Ако температурата се увеличи значително, тогава, напротив, тя става почти идеален проводник. Но най-важното е, че R (T) зависимостта на полупроводника е силно изразена в диапазона на обикновените температури, да речем, от -50C до +100C (можете да го вземете малко по-широк).

Термисторът е изобретен от Самуел Рубен през 1930 г.

2. ОСНОВНИ ПАРАМЕТРИ
2.1. Номинално съпротивление - съпротивление на термистора при 0°C (273.2K)
2.2. TKS е физическистойност, равна на относителната промяна в електрическото съпротивление на участък от електрическа верига или съпротивлението на вещество, когато температурата се промени с 1°C (1K).
Има термистори с отрицателен ( термистори) и положителен ( позитори) TKS. Те се наричат съответно NTC термистори (отрицателен температурен коефициент) и PTC термистори (положителен температурен коефициент). За позисторите с повишаване на температурата съпротивлението също се увеличава, но за термисторите е обратното: с повишаване на температурата съпротивлението намалява.
Стойността на TCS обикновено се дава в справочниците за температура от 20°C (293 K).

2.3. Диапазон на работната температура
Има нискотемпературни термистори (предназначени да работят при температури под 170 K), среднотемпературни (170–510 K) и високотемпературни (над 570 K). Освен това има термистори, проектирани да работят при 4,2 K и по-ниски и при 900–1300 K. Най-широко използваните са среднотемпературни термистори с TCR от -2,4 до -8,4%/K и номинално съпротивление от 1–106 ома .

Забележка. Във физиката се използва така наречената абсолютна температурна скала (термодинамична скала). Според него за отправна точка се приема най-ниската температура в природата (абсолютната нула). На тази скала температурата може да бъде само със знак "+". Няма отрицателна абсолютна температура. Обозначение: T, мерна единица 1K (Келвин). 1K=1°C, следователно формулата за преобразуване на температурата от скалата на Целзий в термодинамичната температурна скала е много проста: T=t+273 (приблизително) или, съответно, обратно: t=T-273. Тук t е температурата по скалата на Целзий.
Връзката между скалите на Целзий и Келвин е показана в

2.4. Номиналната разсейвана мощност е мощността, при която термисторът поддържа параметрите си в границите, определени от техническите спецификации по време на работа.

3. РЕЖИМ НА РАБОТА
Режимът на работа на термисторите зависи от коя част от статичната характеристика ток-напрежение (волт-амперна характеристика) е избрана работната точка. От своя страна характеристиката на напрежението зависи както от конструкцията, размерите и основните параметри на термистора, така и от температурата, топлопроводимостта на околната среда и топлинната връзка между термистора и околната среда. Термистори с работна точка в началния (линеен) участък на характеристиката ток-напрежение се използват за измерване и контрол на температурата и компенсиране на температурните промени в параметрите на електрически вериги и електронни устройства. Термисторите с работна точка в низходящата част на характеристиката ток-напрежение (с отрицателно съпротивление) се използват като стартови релета, релета за време, измерватели на мощност на електромагнитно излъчване в микровълнова печка, стабилизатори на температура и напрежение. Режимът на работа на термистора, при който работната точка също е в низходящата част на характеристиката ток-напрежение (това използва зависимостта на съпротивлението на термистора от температурата и топлопроводимостта на околната среда), е типичен за термисторите, използвани в топлинни системи. контрол и пожароизвестяване, регулиране нивото на течни и зърнести среди; действието на такива термистори се основава на появата на релеен ефект във веригата с термистора, когато температурата на околната среда се промени или условията на топлообмен между термистора и средата.
Има термистори със специален дизайн - с индиректно нагряване. Такива термистори имат нагрята намотка, изолирана от полупроводниковия резистивен елемент (ако мощността, освободена в резистивния елемент, е малка, тогава топлинният режим на термистора се определя от температурата на нагревателя и следователно от тока в него) . Така става възможно да се промени състоянието на термистора, без да се променя токът през него. Такъв термистор се използва като променлив резистор, управляван електрически от разстояние.
От термисторите с положителен температурен коефициент най-интересни са термисторите, направени от твърди разтвори на основата на BaTiO. Те се наричат позистори. Известни са термистори с малък положителен TCR (0,5–0,7%/K), направени на основата на силиций с електронна проводимост; тяхното съпротивление се променя с температурата приблизително линейно. Такива термистори се използват например за температурна стабилизация на електронни устройства, използващи транзистори.
На фиг. показва зависимостта на съпротивлението на термистора от температурата. Ред 1 - за TKS< 0, линия 2 - для ТКС > 0.

4. ПРИЛОЖЕНИЕ
При използване на термистори като сензори се разграничават два основни режима.
При първия режим температурата на термистора практически се определя само от околната температура. Токът, преминаващ през термистора, е много малък и практически не го нагрява.
Във втория режим термисторът се нагрява от тока, преминаващ през него, а температурата на термистора се определя от променящите се условия на топлообмен, например интензивността на обдухването, плътността на околната газова среда и др.
Тъй като термисторите имат отрицателен коефициент (NTC), а позисторите имат положителен коефициент (RTS), те ще бъдат съответно обозначени в диаграмите.

NTC термисторите са чувствителни към температурата полупроводникови резистори, чието съпротивление намалява с повишаване на температурата.

Приложение на NTC термистори

PTC термисторите са керамични компоненти, чието съпротивление незабавно се увеличава, когато температурата надхвърли допустимата граница. Тази функция ги прави идеални за различни приложения в модерно електронно оборудване.

Приложение на RTS термистори

Илюстрации за използване на термистори:

- температурни сензори за автомобили, в системи за регулиране скоростта на въртене на охладители, в медицински термометри

- в домашни метеорологични станции, климатици, микровълнови печки

- в хладилници, чайници, отопляеми подове

- в съдомиялни машини, сензори за разход на гориво на автомобили, сензори за воден поток

- в касети за лазерни принтери, системи за размагнитване на CRT монитори, вентилационни и климатични системи

5. Примери за любителски радио дизайни, използващи термистори

5.1. Термисторно устройство за защита на лампа с нажежаема жичка
За да ограничите първоначалния ток, понякога е достатъчно да свържете постоянен резистор последователно с лампата с нажежаема жичка. В този случай правилният избор на съпротивление на резистора зависи от мощността на лампите с нажежаема жичка и тока, консумиран от лампата. В техническата литература има информация за резултатите от измерването на токови удари през лампата в студено и топло състояние, когато е свързана последователно с лампата с ограничителен резистор. Резултатите от измерването показват, че токовите удари през нишката на лампа с нажежаема жичка са 140% от номиналния ток, протичащ през нишката в нагрято състояние и при условие, че съпротивлението на последователно свързания ограничителен резистор е 70-75% от номиналния съпротивление на лампата с нажежаема жичка в работно състояние. И от това следва, че токът на предварително загряване на нажежаемата жичка на лампата също е 70-75% от номиналния ток.

Основните предимства на веригата включват факта, че тя елиминира дори малки удари на ток през нишката на лампата с нажежаема жичка, когато е включена. Това се осигурява благодарение на монтирания в защитното устройство термистор. R3. В началния момент на свързване към мрежата термисторът R3 има максимално съпротивление, което ограничава тока, протичащ през този резистор. Когато термисторът постепенно се нагрява R3 неговото съпротивление постепенно намалява, причинявайки ток през лампата с нажежаема жичка и резистора R2 също се увеличава плавно. Схемата на устройството е проектирана по такъв начин, че когато лампата с нажежаема жичка достигне напрежение от 180-200 V през резистора R2 напрежението пада, което кара електромагнитното реле K1 да работи. В този случай контактите на релето KL1 и K1.2 са затворени.
Моля, обърнете внимание, че във веригата на лампата с нажежаема жичка има друг резистор, свързан последователно - R4, което също ограничава токовите удари и предпазва веригата от претоварване. Когато контактите на релето KL1 са затворени, управляващият електрод на тиристора е свързан VS1 към неговия анод, а това от своя страна води до отваряне на тиристора, който в крайна сметка заобикаля термистора R3, изключвайки го. Релейни контакти K1.2 байпасен резистор R4, което води до повишаване на напрежението на лампите с нажежаема жичка H2 и NZ, и нишките им започват да светят по-интензивно.
Устройството се свързва към променливотоково напрежение 220 V с честота 50 Hz с помощта на електрически конектор X1 тип "вилица". Включването и изключването на товара се осигурява от превключвател S1. На входа на устройството е монтиран предпазител F1, предпазващ входните вериги на устройството от претоварване и късо съединение поради неправилен монтаж. Включването на уреда в мрежата за променлив ток се контролира от HI тлеещ разряд индикаторна лампа, която светва веднага след включване. Освен това на входа на устройството е монтиран филтър, който предпазва от високочестотни смущения, които проникват в захранването на устройството.
При производството на устройства за защита на лампи с нажежаема жичка H2 и Нова Зеландия Използват се следните компоненти: тиристор VS1 тип KU202K; токоизправителни диоди VD1-4 тип KDYu5B; светлинен индикатор H1 тип TN-0.2-1; лампи с нажежаема жичка H2, NC тип 60W-220-240V; кондензатори S1-2 тип MBM-P-400V-0.1 µF, SZ - K50-3-10B-20 µF; резистори R1 тип VSA-2-220 kOhm, R2 - VSA-2-10 ома, R3 - MMT-9, R4 - домашен проводник със съпротивление 200 ома или тип C5-35-3BT-200 ома; електромагнитно реле К1тип RES-42 (паспорт RS4.569.151); електрически.конектор Тип щепсел X1 с електрически кабел; превключвател S1 тип P1T-1-1.
При сглобяване и ремонт на устройството могат да се използват други компоненти. Резисторите от тип BC могат да бъдат заменени с резистори от тип MLT, MT, S1-4, ULI; Кондензатори тип MBM - за K40U-9, MBGO, K42U-2, кондензатор тип K50-3 - за K50-6, K50-12, K50-16; електромагнитно реле тип RES-42 - на типове релета RES-9 (паспорт RS4.524.200), RVM-2S-110, RPS-20 (паспорт RS4.521.757); тип тиристор KU202K - на KU202L, KU202M, KU201K, KU201L; термистор от всяка серия.
За да настроите и настроите защитно устройство за лампа с нажежаема жичка, ще ви е необходим IP и автотрансформатор, който ви позволява да увеличите захранващото напрежение на променлив ток до 260 V. Напрежението се подава към входа на устройството X1 и се измерва в точки Аи B, използвайки автотрансформатор за настройка на напрежението на лампите с нажежаема жичка до 200 V. Вместо постоянен резистор R2 инсталирайте жичен променлив резистор тип PPZ-ZVt-20 Ohm. Плавно увеличаване на съпротивлението на резистора R2 маркира момента, в който реле K1 работи. Преди да направите тази настройка, термисторът R3 е свързан с късо съединител.
След проверка на напрежението на лампи с нажежаема жичка с временно затворени резистори R2 и R3 отстранете джъмперите, сменете резистора R2 с подходящо съпротивление, проверете времето на забавяне на електромагнитното реле, което трябва да бъде в рамките на 1,5-2 s. Ако времето за реакция на релето е значително по-дълго, тогава съпротивлението на резистора R2 трябва да се увеличи с няколко ома.
Трябва да се отбележи, че това устройство има значителен недостатък: включването и изключването му може да се извърши само след термистора R3 е напълно охладен след нагряване и е готов за нов цикъл на превключване. Времето за охлаждане на термистора е 100-120 s. Ако термисторът все още не е охладен, устройството ще работи със закъснение само поради резистора, включен във веригата R4.

5.2. Прости термостати в захранванията
Първо, термостатът. При избора на схема бяха взети предвид фактори като нейната простота, наличието на елементи (радиокомпоненти), необходими за монтаж, особено тези, използвани като температурни сензори, технологичност на монтажа и монтажа в корпуса на захранващия блок.
Според тези критерии схемата на В. Портунов се оказа най-успешната. Позволява ви да намалите износването на вентилатора и да намалите нивото на шума, създавано от него. Диаграмата на този автоматичен регулатор на скоростта на вентилатора е показана на фиг. . Температурният сензор е диоди VD1-VD4, свързани в обратна посока към основната верига на композитния транзистор VT1, VT2. Изборът на диоди като сензор определя зависимостта на техния обратен ток от температурата, която е по-изразена от аналогичната зависимост на съпротивлението на термисторите. В допълнение, стъкленият корпус на тези диоди ви позволява да правите без никакви диелектрични дистанционни елементи, когато инсталирате захранващи транзистори на радиатора. Разпространението на диодите и тяхната достъпност за радиолюбителите изиграха важна роля.

Резисторът R1 елиминира възможността от повреда на транзистори VTI, VT2 в случай на термична повреда на диодите (например, когато двигателят на вентилатора е задръстен). Неговото съпротивление се избира въз основа на максимално допустимата стойност на базовия ток VT1. Резисторът R2 определя прага на реакция на регулатора.
Трябва да се отбележи, че броят на диодите на температурния датчик зависи от статичния коефициент на пренос на ток на композитния транзистор VT1,VT2. Ако при съпротивлението на резистора R2, посочено в диаграмата, стайна температура и включено захранване, работното колело на вентилатора е неподвижно, броят на диодите трябва да се увеличи. Необходимо е да се гарантира, че след прилагане на захранващото напрежение, то уверено започва да се върти с ниска честота. Естествено, ако скоростта на въртене е твърде висока с четири сензорни диода, броят на диодите трябва да бъде намален.

Устройството е монтирано в корпуса на захранващия блок. Клемите на едноименните диоди VD1-VD4 са запоени заедно, поставяйки корпусите им в една и съща равнина близо един до друг.Полученият блок е залепен с лепило BF-2 (или друго топлоустойчиво, например епоксидно ) към радиатора на високоволтови транзистори от обратната страна. Транзистор VT2 с резистори R1, R2 и транзистор VT1, запоени към клемите му (фиг. 2), е инсталиран с изход на емитер в отвора „+12 V вентилатор“ на платката за захранване (преди това червеният проводник от вентилатора беше свързан там ). Настройката на устройството се свежда до избор на резистор R2 2.. 3 минути след включване на компютъра и загряване на захранващите транзистори. Временно заменяйки R2 с променлива (100-150 kOhm), изберете такова съпротивление, така че при номинално натоварване радиаторите на захранващите транзистори да се нагряват не повече от 40ºC.
За да избегнете токов удар (радиаторите са под високо напрежение!), можете да „измерите“ температурата само с докосване, след като изключите компютъра.
Проста и надеждна схема беше предложена от И. Лаврушов. Принципът на неговата работа е същият като в предишната схема, но като температурен сензор се използва NTC термистор (номиналът от 10 kOhm не е критичен). Транзисторът във веригата е от типа KT503. Както е установено експериментално, неговата работа е по-стабилна от другите видове транзистори. Препоръчително е да използвате многооборотен тример, който ще ви позволи по-точно да регулирате температурния праг на транзистора и съответно скоростта на вентилатора. Термисторът е залепен към диодния блок 12 V. Ако липсва, може да се замени с два диода. По-мощните вентилатори с консумация на ток над 100 mA трябва да бъдат свързани чрез комбинирана транзисторна верига (вторият транзистор KT815).

Диаграми на другите два, сравнително прости и евтини регулатори на скоростта на охлаждащия вентилатор на захранването, често се предоставят в Интернет (CQHAM.ru). Тяхната особеност е, че интегралният стабилизатор TL431 се използва като прагов елемент. Можете съвсем просто да „получите“ този чип, като разглобите стари ATX PC захранвания.
Автор на първата схема е Иван Шор. При повторение стана ясно, че е препоръчително да се използва многооборотен резистор със същата стойност като резистор за настройка R1. Термисторът е прикрепен към радиатора на охладения диоден модул (или към тялото му) с помощта на термопаста KPT-80.

Подобна схема, но с два паралелно свързани KT503 (вместо един KT815) на фиг. 5. При посочените номинални стойности на компонентите към вентилатора се подава 7V, което се увеличава, когато термисторът се нагрее. Транзисторите KT503 могат да бъдат заменени с внесени 2SC945, всички резистори с мощност 0,25 W.

По-сложна верига на регулатора на скоростта на охлаждащия вентилатор е успешно използвана в друго захранване. За разлика от прототипа, той използва "телевизионни" транзистори. Ролята на радиатора на регулируемия транзистор Т2 върху него се изпълнява от свободен участък от фолио, оставен от предната страна на платката. Тази схема позволява, в допълнение към автоматичното увеличаване на скоростта на вентилатора, когато радиаторът на охладените захранващи транзистори или диодният модул се нагрява, ръчно да се зададе минималната прагова скорост до максималната.

5.3. Електронен термометър с точност най-малко 0,1 °C.
Лесно е да го сглобите сами според диаграмата по-долу. В сравнение с живачен термометър, електрическият е много по-безопасен, освен това, ако използвате неинерционен термистор от типа STZ-19, времето за измерване е само 3 s.

Основата на веригата е DC мост R4, R5, R6, R8. Промяната на стойността на съпротивлението на термистора води до дисбаланс на моста. Напрежението на дисбаланса се сравнява с еталонното напрежение, взето от делителя-потенциометър R2. Токът, протичащ през R3, PA1, е право пропорционален на дисбаланса на моста и следователно на измерената температура. Транзисторите VT1 и VT2 се използват като ценерови диоди с ниско напрежение. Те могат да бъдат заменени с KT3102 с произволен буквен индекс. Настройката на устройството започва с измерване на съпротивлението на термистора при фиксирана температура от 20°C. След измерване на R8 от два резистора R6 + R7 е необходимо да изберете същата стойност на съпротивлението с висока точност. След това потенциометрите R2 и R3 се настройват на 1-ва средна позиция. За да калибрирате термометъра, можете да използвате следния метод. Като източник на референтна температура се използва контейнер с нагрята вода (по-добре е да изберете температура, по-близо до горната граница на измерване), чиято температура се контролира с референтен термометър.
След като включите захранването, изпълнете следните операции:
а) преместете превключвателя S2 в положение "КАЛИБРИРАНЕ" и използвайте резистор R8, за да поставите стрелката на нулевата скала;
б) поставете термистора в съд с вода, чиято температура трябва да бъде в рамките на измерените граници;
в) поставете превключвателя в положение "ИЗМЕРВАНЕ" и използвайте резистор R3, за да настроите стрелката на инструмента на стойността на скалата, която ще бъде равна на измерената стойност в съответствие с показанията на референтния термометър.
Операциите a), b), c) се повтарят няколко пъти, след което настройката може да се счита за завършена.

5.4. Приставка за мултиметър за измерване на температура

Проста приставка, съдържаща шест резистора, ви позволява да използвате цифров волтметър (или мултицет) за измерване на температура с разделителна способност 0,1 ° C и топлинна инерция от 10...15 s. С такава скорост може да се използва и за измерване на телесната температура. Не е необходимо да правите промени в измервателното устройство, а производството на приставката е достъпно и за начинаещи радиолюбители.
Като сензор е използван полупроводников термистор STZ-19 с номинално съпротивление 10 kOhm при t = 20°C. Заедно с допълнителния резистор R3 образува едната половина на измервателния мост. Втората половина на моста е делител на напрежение, направен от резистори R4 и R5. Последното нещо по време на калибрирането е да зададете първоначалната стойност на изходното напрежение. Мултиметърът се използва в режим на измерване на постоянно напрежение при 200 или 2000 mV. Чрез подходящ избор на съпротивлението на резистора R2 се променя чувствителността на измервателния мост.
Непосредствено преди измерване на температурата с променлив резистор R1, настройте захранващото напрежение на измервателната верига равно на това, при което е извършено първоначалното калибриране. Приставката за отчитане на измерената температура се включва с бутон SB1, а превключването от режим на измерване в режим на настройка на напрежението се извършва с бутон SB2.
Допълнителният резистор R3, свързан последователно с термистора, се изчислява по формулата R3 = Rtm(B - 2Tm)/(B + 2Tm), където RTm е съпротивлението на термистора в средата на температурния диапазон; B е константата на термистора; Tm е абсолютната температура в средата на обхвата на измерване T = t° + 273.
Тази стойност на R3 осигурява минимално отклонение на характеристиката от линейната.
Константата на термистора се определя чрез измерване на съпротивленията RT1 и RT2 на термистора при две температурни стойности T1 и T2 и последващо изчисление по формулата B = ln(RT1/RT2)/(1/T-1/T2).
Напротив, при известни параметри на термистор с отрицателен TCR, неговото съпротивление за определена температура T може да се определи по формулата Rt = R-r2oe(B/T"B^J3), където Rt2o е съпротивлението на термистора при температура 20°C.
Приставката се калибрира в две точки: Tk- = Tm+0,707(T2-T.)/2 и TK2=Tm-0,707(12-10/2, където Tm = (Tt + T2)/2, Ti и T2 - началото и края на температурния диапазон.
По време на първоначалното калибриране с нова батерия, съпротивлението на променливия резистор R1 е настроено на максимум, така че когато капацитетът се губи и напрежението на елемента намалява, напрежението на моста може да се поддържа постоянно (приставката консумира ток от около 8 mA). Чрез регулиране на резисторите за подстригване R2, R5 постигаме съответствие в три цифри на показанията на цифровия мултиметър с температурните стойности на термистора T1 и T2, контролирани от точен термометър. Ако не е наличен, използвайте например медицински термометър, за да контролирате температурата в неговата скала и стабилна температура на топене на леда - 0°C.
Авторът използва M-830 от Mastech като мултиметър. По-добре е да използвате многооборотни резистори R2, R5 (SP5-1V, SP5-14). a R1 е еднооборотен, например PPB: резисторите R3 и R4 са MLT-0.125. За да включите захранването и да превключите режима на приемника, можете да използвате P2K бутонни превключватели без фиксиране.
В изработената приставка бяха зададени граници на измервания температурен диапазон - T1 = 15°C: T2 = 45°C. При измервания в диапазона от положителни и отрицателни температури по скалата на Целзий индикацията на знака се получава автоматично.

5.5. Термично реле
Схемата на термичното реле е показана в. Чувствителният към топлина елемент на тази машина е полупроводников термистор, чието съпротивление се увеличава рязко с понижаване на температурата. Така че при стайна температура (20 C) съпротивлението му е 51 kOhm, а при 5-7 C вече е почти 100 kOhm, тоест почти се удвоява. Именно това свойство се използва в автоматичния температурен регулатор.

При нормални температури съпротивлението на термистора R1 е сравнително ниско и към основата на транзистора VT1 се прилага постоянно отклонение, което го поддържа във включено състояние. С намаляването на температурата съпротивлението на термистора се увеличава, базовият ток намалява и транзисторът започва да се затваря. Тогава тригерът на Шмид, монтиран на транзистори VT2 и VT3, се „преобръща“ (VT2 се отваря и VT3 затваря) и прилага отклонение към основната верига на транзистора T4, в чиято емитерна верига е свързано електромагнитно реле. Транзисторът VT4 се отваря и включва реле K1. Чрез регулиране на резистор R3 можете да изберете праговете на задействане и следователно температурата, която устройството ще поддържа автоматично. Диодът VD2, свързан в обратна посока, заобикаля намотката на релето и предпазва транзистора от повреда, когато релето е включено, когато в неговата намотка се появи самоиндуктивна емф. Едновременно със задействането на релето започва да свети светодиод HL1, който се използва като индикатор за работата на цялото устройство. Ценеров диод VD1 и резистор R9 образуват най-простия параметричен стабилизатор на напрежението за захранване на електронната верига на устройството, а кондензаторите C1 и C2 филтрират променливото напрежение, коригирано от диодния мост VD3-VD6.
Можете лесно да закупите всички части за сглобяване на устройството в радиомагазин. Резистори тип MLT, транзистор VT1 -MP41; VT2, VT3 и VT4 - MP26. Вместо това можете да използвате всякакви p-n-p транзистори, проектирани за напрежение най-малко 20 V. Реле K1 - тип RES-10 или подобно, задействано при ток от 10-15 mA с превключващи или прекъсващи контакти. Ако не можете да намерите релето, от което се нуждаете, не се отчайвайте. Чрез замяна на транзистора VT4 с по-мощен, например GT402 или GT403, можете да включите почти всяко реле, използвано в транзисторното оборудване, в неговата колекторна верига. LED HL1 - всякакъв тип, трансформатор T1 - TVK-110.
Всички части, с изключение на термистора R1, са монтирани на печатна платка, която се намира в помещението заедно с електронен ключ. Когато при понижаване на температурата релето се задейства и затвори контакти K 1.1, на управляващия електрод на триак VS1 се появява напрежение, което го отключва. Веригата е затворена.
Сега относно настройката на електронната верига. Преди да свържете контактите на реле 4 към тиристора VS1, термостатът трябва да бъде тестван и настроен. Можете да го направите така.
Вземете термистор, запоете дълъг проводник с двуслойна изолация към него и го поставете в тънка стъклена тръба, като я запечатате с епоксидна смола от двата края, за да я запечатате. След това включете захранването на електронния регулатор, спуснете тръбата с термистора в чаша с лед и, като завъртите плъзгача на тримерния резистор, накарайте релето да задейства.

5.6. Термостатна верига за стабилизиране на температурата на нагревателя (500 W)

Термостатът, чиято диаграма е показана по-долу, е предназначен да поддържа постоянна температура на въздуха в помещението, водата в съдовете, термостатите, както и решения в цветната фотография. Към него можете да свържете нагревател с мощност до 500 W. Термостатът се състои от прагово устройство (на транзистори Т1 и Т2), електронно реле (на транзистор Т3 и тиристор D10) и захранване. Температурен сензорИзползва се термисторът R5, свързан към веригата за подаване на напрежение към основата на транзистора Т1 на праговото устройство.
Ако околната среда има необходимата температура, транзисторът на праговото устройство Т1 е затворен, а Т2 е отворен. Транзисторът TZ и тиристорът D10 на електронното реле в този случай са затворени и мрежовото напрежение не се подава към нагревателя. С понижаване на температурата на околната среда съпротивлението на термистора се увеличава, в резултат на което се увеличава напрежението в основата на транзистора Т1. Когато достигне работния праг на устройството, транзисторът T1 ще се отвори и T2 ще се затвори. Това ще доведе до отваряне на транзистора Т3. Напрежението, което се появява през резистора R9, се прилага между катода и управляващия електрод на тиристора D10 и ще бъде достатъчно, за да го отвори. Мрежовото напрежение се подава към нагревателя през тиристора и диодите D6 - D9.
Когато температурата на околната среда достигне необходимата стойност, термостатът ще изключи напрежението от нагревателя. Променливият резистор R11 се използва за задаване на границите на поддържаната температура.
Термостатът използва термистор MMT-4. Трансформаторът Tr е направен върху сърцевина Ш12Х25. Намотка I съдържа 8000 оборота от проводник PEV-1 0.1, намотка II съдържа 170 оборота от проводник PEV-1 0.4.

5.7. ТЕРМОРЕГУЛАТОР ЗА ИНКУБАТОР
Предлага се схема на просто и надеждно термично реле за инкубатор. Отличава се с ниска консумация на енергия, генерирането на топлина върху силовите елементи и баластния резистор е незначително.
Предлагам схема за просто и надеждно термично реле за инкубатор. Веригата е произведена, тествана и проверена в непрекъсната работа в продължение на няколко месеца работа.
Технически данни:
Захранващо напрежение 220 V, 50 Hz
Комутирана активна мощност на товара до 150 W.
Точност на поддържане на температурата ±0,1 °C
Диапазон на регулиране на температурата от + 24 до 45°C.
Принципна схема на устройството

На чипа DA1 е сглобен компаратор. Зададената температура се регулира с помощта на променлив резистор R4. Термичен сензор R5 е свързан към веригата с екраниран проводник в изолация от винилхлорид през филтър C1R7 за намаляване на смущенията. Можете да използвате двойна тънка тел, усукана в сноп. Термисторът трябва да бъде поставен в тънка PVC тръба.
Кондензатор C2 създава отрицателна AC обратна връзка. Веригата се захранва от параметричен стабилизатор, направен на VD1 ценеров диод от тип D814A-D. Кондензатор C3 е захранващ филтър. За да се намали разсейването на мощността, баластният резистор R9 е съставен от два резистора 22 kOhm 2 W, свързани последователно. За същата цел транзисторният ключ на VT1 тип KT605B, KT940A е свързан не към ценеровия диод, а към анода на тиристора VS1.
Токоизправителният мост е монтиран на диоди VD2-VD5 тип KD202K,M,R, монтирани на малки U-образни радиатори от алуминий с дебелина 1-2 mm с площ 2-2,5 cm 2. Тиристорът VS1 също е инсталиран на подобен радиатор с площ от 10-2,5 cm2 12 cm2
Осветителните лампи HL1...HL4 се използват като нагревател, свързан последователно-паралелно за увеличаване на експлоатационния живот и премахване на аварийни ситуации в случай на изгаряне на нишката на една от лампите.
Работа на веригата. Когато температурата на температурния сензор е по-ниска от определеното ниво, зададено от потенциометър R4, напрежението на пин 6 на чипа DA1 е близко до захранващото напрежение. Ключът на транзистора VT1 и тиристора VS1 е отворен, нагревателят на HL1...HL4 е свързан към мрежата. Веднага щом температурата достигне зададеното ниво, чипът DA1 ще се превключи, напрежението на изхода му ще стане близо до нула, тиристорният превключвател ще се затвори и нагревателят ще бъде изключен от мрежата. Когато нагревателят е изключен, температурата ще започне да намалява и когато падне под зададеното ниво, ключът и нагревателят ще се включат отново.
Части и тяхната подмяна. Като DA1 можете да използвате K140UD7, K140UD8, K153UD2 (Бележка на редактора - почти всеки операционен усилвател или компаратор ще свърши работа). Кондензатори от всякакъв тип за подходящо работно напрежение. Термистор R5 тип MMT-4 (или друг с отрицателен TKS). Неговият рейтинг може да бъде от 10 до 50 kOhm. В този случай стойността на R4 трябва да бъде същата.

Устройство, направено от обслужваеми части, започва да работи веднага.
По време на тестване и работа трябва да се спазват правилата за безопасност, тъй като устройството има галванична връзка към мрежата.

5.8. ТЕРМОСТАТ
Термостатът е проектиран да поддържа температурата в диапазона 25-45°C с точност не по-лоша от 0,05°C. Въпреки очевидната простота на веригата, този термостат има несъмнено предимство пред подобни: в схемата няма елементи, които да работят в ключов режим. По този начин беше възможно да се избегне импулсен шум, който възниква при превключване на товар със значителна консумация на ток.

Нагревателните елементи са жични резистори (10 Ohm, 10 W) и управляващ транзистор P217V (може да бъде заменен с всеки съвременен силициев транзистор на pnp структурата). Хладилник - радиатор. Термисторът (MMT-4 3.3 Kom) е запоен към медна чаша, в която е поставен термостатично контролиран буркан. Трябва да увиете няколко слоя топлоизолация около чашата и да направите термоизолиращ капак върху буркана.
Веригата се захранва от стабилизирано лабораторно захранване. Когато веригата е включена, отоплението започва, както е показано от червения светодиод. Когато се достигне зададената температура, яркостта на червения светодиод намалява и зеленият светодиод започва да свети. След приключване на процеса на "изчерпване" на температурата и двата светодиода светят с пълна интензивност - температурата се стабилизира.
Цялата верига е разположена в U-образен алуминиев радиатор. По този начин всички елементи на веригата също се контролират термостатично, което повишава точността на устройството.

5.9. Регулатор на температура, светлина или напрежение
Този прост електронен контролер, в зависимост от използвания сензор, може да действа като регулатор на температура, светлина или напрежение. Основата е взета от устройството, публикувано в статията на И. Нечаев „Температурни регулатори за върха на мрежови поялници“ (Радио, 1992, № 2 - 3, стр. 22). Принципът на неговата работа се различава от неговия аналог само по това, че прагът на работа на транзистора VT1 се регулира от резистор R5.

Регулаторът не е критичен за номиналните стойности на използваните елементи. Работи при стабилизиращо напрежение на ценеровия диод VD1 от 8 до 15 V. Съпротивлението на термистора R4 е в диапазона от 4,7 до 47 kOhm, променливият резистор R5 е от 9,1 до 91 kOhm. Транзисторите VT1, VT2 са всякакви силициеви структури с ниска мощност p-p-p и p-p-p, съответно, например серията KT361 и KT315 с произволен буквен индекс. Кондензаторът C1 може да има капацитет от 0,22...1 µF, а C2 - 0,5...1 µF. Последният трябва да е проектиран за работно напрежение най-малко 400 V.
Правилно сглобеното устройство не изисква настройка. За да функционира като димер, термисторът R4 трябва да бъде заменен с фоторезистор или фотодиод, свързан последователно с резистор, чиято стойност се избира експериментално.
Авторската версия на описания тук дизайн се използва за регулиране на температурата в домашен инкубатор, следователно, за да се увеличи надеждността, когато SCR VS1 е отворен, осветителните лампи, свързани към товара (четири паралелно свързани лампи с мощност 60 W при напрежение 220 V) горят с пълна интензивност. При работа на устройството в димерен режим към точки A-B трябва да се свърже мостов токоизправител VD2-VD5. Неговите диоди се избират в зависимост от регулираната мощност.
При работа с регулатора е важно да се спазват мерките за електрическа безопасност: той трябва да бъде поставен в пластмасова кутия, дръжката на резистора R5 трябва да е от изолационен материал и да се осигури добра електрическа изолация на термистора R4.

5.10. DC флуоресцентна лампа захранване
В тези устройства двойки контакти на конектора на всяка нишка могат да бъдат свързани заедно и свързани към „тяхната“ верига - тогава дори лампа с изгорели нишки ще работи в лампата.

Диаграма на версия на устройството, предназначена за захранване на флуоресцентна лампа с мощност 40 W или повече, е показана на фиг. . Тук мостовият токоизправител е направен с помощта на диоди VD1-VD4. И "стартовите" кондензатори C2, C3 се зареждат чрез термистори R1, R2 с положителен температурен коефициент на съпротивление. Освен това в един полупериод кондензаторът C2 се зарежда (чрез термистор R1 и диод VD3), а в другия - SZ (чрез термистор R2 и диод VD4). Термисторите ограничават тока на зареждане на кондензаторите. Тъй като кондензаторите са свързани последователно, напрежението на лампата EL1 е достатъчно, за да я запали.
Ако термисторите са в термичен контакт с диодите на моста, тяхното съпротивление ще се увеличи при нагряване на диодите, което ще намали тока на зареждане.

Индукторът, който служи като баластно съпротивление, не е необходим в разглежданите захранващи устройства и може да бъде заменен с лампа с нажежаема жичка, както е показано на фиг. . Когато устройството е свързано към мрежата, лампата EL1 и термисторът R1 се нагряват. Променливото напрежение на входа на диодния мост VD3 се увеличава. Кондензаторите C1 и C2 се зареждат чрез резистори R2, R3. Когато общото напрежение върху тях достигне напрежението на запалване на лампата EL2, кондензаторите бързо ще се разредят - това се улеснява от диоди VD1, VD2.
Чрез допълване на конвенционална лампа с нажежаема жичка с това устройство с флуоресцентна лампа можете да подобрите общото или локалното осветление. За лампа EL2 с мощност 20 W, EL1 трябва да бъде 75 или 100 W, но ако EL2 се използва с мощност 80 W, EL1 трябва да бъде 200 или 250 W. В последния вариант е допустимо да се премахнат веригите за зареждане и разреждане от резистори R2, R3 и диоди VD1, VD2 от устройството.

С това приключвам моя преглед на ТЕРМОРЕЗИСТОРИТЕ.
Още няколко думи за друг радио компонент - варистор.
Не смятам да правя отделна статия за това, така че накратко:
ВАРИСТОРЪТ също е полупроводников резистор, чието съпротивление зависи от приложеното напрежение. Освен това с увеличаване на напрежението съпротивлението на варистора намалява. Всичко е елементарно. Колкото по-голяма е силата на външното електрическо поле, толкова повече електрони „изтръгва“ от черупките на атома, толкова повече дупки се образуват - броят на свободните носители на заряд се увеличава, проводимостта също и съпротивлението намалява. Това е така, ако полупроводникът е чист. На практика всичко е много по-сложно. Тирит, вилит, латин, силит са полупроводникови материали на базата на силициев карбид. Цинковият оксид е нов материал за варистори. Както можете да видите, тук няма чисти полупроводници.

Варисторът има свойството рязко да намалява съпротивлението си от единици GOhm (GigaOhm) до десетки ома, когато напрежението, приложено към него, се увеличи над прагова стойност. При по-нататъшно увеличаване на напрежението съпротивлението намалява още повече. Поради липсата на съпътстващи токове при резки промени в приложеното напрежение, варисторите са основният елемент за производството на устройства за защита от пренапрежение.

На този етап нашето запознаване със семейството на резисторите може да се счита за завършено.