Termisztor
A termisztor olyan elektronikus alkatrész, amelynek elektromos ellenállása a hőmérséklettől függően változik. Ez az egyik fő hőmérséklet-érzékelő, amelyet az elektronikában használnak .
Hőellenállás, termisztor, szilícium érzékelők
Jelenleg a következőképpen különböztetjük meg a termisztor hőellenállását :
Hőellenállások
Bizonyos fémek (ezüst, réz, nikkel, arany,
platina , volfrám, titán) ellenállásának rendszeres növekedése a hőmérséklet növekedésével.
Termisztorok
Más anyagok (fémoxidok, kompozitok) ellenállásának (nagyobb) változása a hőmérséklet függvényében, ez a változás meglehetősen szabálytalan vagy hirtelen, szűk hőmérsékleti tartományban.
Szilícium hőmérséklet érzékelők
amelyek többsége alapuló a függőség a feszültség egy
dióda csomópont , mint a hőmérséklet függvényében, nem pedig az ellenállás is.
A doppingszinttől függően a félvezető anyagokon alapuló ellenállások negatív hőmérsékleti együtthatóval (alacsony dopping) vagy pozitívummal (magas dopping) lehetnek.
Fő jellemzők
Ezen érzékelők fő jellemzői a következők: pontosság, nem-linearitás, Névleges érték egy adott hőmérsékletre ( 25 ° C-on ), válaszidő (ezredmásodpercben vagy másodpercben), érzékenység vagy hőmérsékleti együttható (az ellenállás változása a hőmérséklet függvényében) , mérési tartomány vagy tartomány (min. és max. használati hőmérséklet), élettartam, stabilitás (a különböző paraméterek időbeli változása), kis lábnyom, költség, teljesítmény.
Osztályozás
Kétféle termisztor létezik: CTN és CTP, de vannak CCTPN is.
Szimbólum
Ez egy ellenálláson alapul:
CTN
Az NTC ( negatív hőmérsékleti együttható ) olyan termisztorok, amelyek ellenállása viszonylag egyenletesen csökken, amikor a hőmérséklet emelkedik, és fordítva .
Ha a Joule-effektus elhanyagolható, a CTN ellenállása és hőmérséklete közötti összefüggést kifejezhetjük a Steinhart-Hart relációval :
1T=NÁL NÉL+Bln(RT)+VS(ln(RT))3{\ displaystyle {1 \ felett {T}} = A + B \ ln (R_ {T}) + C (\ ln (R_ {T})) ^ {3} \,}Ez az összes hőmérsékleten érvényes képlet korlátozott hőmérséklet-tartományon belül egyszerűsíthető. A képlet a következő lesz:
RTR0=exp(β×(1T-1T0)){\ displaystyle {{R_ {T}} \ over {R_ {0}}} = \ exp \ left (\ beta \ times \ left ({1 \ over {T}} - {1 \ over {T_ {0} }} \ jó jó) \,}A nagyobb pontosság érdekében két, az adott értékhez közeli hőmérséklet ( ) között:
Tnem<T<Tnem+1{\ displaystyle T_ {n} <T <T_ {n + 1}}
RTRnem=exp(αnem100⋅(Tnem)2⋅(1T-1Tnem)){\ displaystyle {{R_ {T}} \ over {R_ {n}}} = \ exp \ left ({\ frac {\ alpha _ {n}} {100}} \ cdot (T_ {n}) ^ { 2} \ cdot \ balra ({\ frac {1} {T}} - {\ frac {1} {T_ {n}}} \ jobbra) \ jobbra) \,}Ezekben az egyenletekben:
-
RT{\ displaystyle R_ {T}}az érzékelő ellenállása ( ohmban ) a kívánt hőmérsékleten ( kelvinben );T{\ displaystyle T}
-
Tnem{\ displaystyle T_ {n}}olyan hőmérséklet, ahol az ellenállás már ismert;Rnem{\ displaystyle R_ {n}}
-
R0{\ displaystyle R_ {0}}a megadott ellenállás referencia hőmérsékleten (gyakran 25 ° C );T0{\ displaystyle T_ {0}}
- A, B és C a Steinhart - Hart együtthatók (amelyeket a gyártó adott meg, vagy három referencia méréssel kísérletileg nyertek), amelyek a komponens bármely hőmérsékleten érvényes jellemző állandói;
-
αnem{\ displaystyle \ alpha _ {n}}(% / K-ban) és ( kelvinben ) a közelítéssel állandónak tekintett együtthatók, amelyek használata bizonyos hőmérsékletekre korlátozódik.β{\ displaystyle \ beta}
- Tn közelében van: (szorozzuk meg 100- zal, hogy% / ° C-ot kapjunk)αnem=1Rnem×dRdT=NÁL NÉL+BlnRnem+VS(lnRnem)3B+3.VS.(lnRnem)2=1T.(B+3.VS.(lnRnem)2){\ displaystyle \ alpha _ {n} = {1 \ több mint {R_ {n}}} \ szor {{{\ \ mathrm {d}} R} \ felett {{\ mathrm {d}} T}} = {A + B \ ln R_ {n} + C (\ ln R_ {n}) ^ {3} \ B + 3.C. felett (\ Ln R_ {n}) ^ {2}} = {1 \ T felett. (B + 3.C. (\ Ln R_ {n}) ^ {2})}}
- tartományban használható [T1; T2] β=T1.T2T2-T1×ln(R1R2){\ displaystyle \ beta = {{T_ {1}. T_ {2}} \ felett {T_ {2} -T_ {1}}} \ alkalommal \ ln \ balra ({{R_ {1}} \ több mint {R_ {2}}} \ jobbra)}
A CTN-ek átmenetifém- oxidokból (mangán, kobalt, réz és nikkel) készülnek . Ezek az oxidok félvezetők .
A CTN széles hőmérséklet-tartományban, -200 és + 1000 ° C között használható , és különféle változatokban kaphatók: üveggyöngyök, korongok, rudak, pelletek, alátétek, forgácsok stb. A névleges ellenállások néhány ohmtól száz kohmig terjednek . A válaszidő a felhasznált anyag térfogatától függ.
A CTN-eket a hőmérséklet mérésére és szabályozására, a tranziens impulzus korlátozására, a folyadékáramlás mérésére használják.
CTP
A PTC ( Pozitív Hőmérsékleti Együttható ) olyan termisztorok, amelyek ellenállása a hőmérséklet hatására növekszik. Különbséget tesznek a hőellenállások között (folyamatos és rendszeres ellenállás-növekedés a hőmérséklettel, lásd fent) azoknak a PTC-knek, amelyek értéke a hőmérséklet korlátozott hőmérsékleti tartományában (jellemzően 0 és 100 ° C között ) hirtelen nő .
Ez utóbbi esetében két fő típus létezik:
- Bárium-titanátból készült CTP-k . Értékük hirtelen nő egy szűk hőmérsékleti tartományban, majd fokozatosan csökken ezen a zónán túl. Olyanok, mint a CTN-ek , különféle változatokban és értékekben kaphatók, és inkább érzékelőként használják őket.
- Polimer-szén CTP. Értékük szűk hőmérsékleti tartományban is meredeken növekszik, de anélkül, hogy ezen túl csökkenne. Főleg visszaállítható biztosítékként használják .
A CTP-k felhasználhatók:
- hőmérséklet-érzékelő, amely megvédi az alkatrészeket ( motorokat , transzformátorokat ) a túlzott hőmérséklet-emelkedéstől;
- védelem a túláramok ellen;
- folyadékszint-érzékelő: a PTC hőmérséklete és ezért ellenállása eltérő lesz, ha az érzékelő levegőben van vagy folyadékba merül.
Megjegyzések és hivatkozások
Megjegyzések
-
fűtés az áramáram miatt
-
Olvassa el a cikket ennek a kapcsolatnak a manipulálásával kapcsolatban
-
lásd a PTC visszaállítható biztosítékát .
Hivatkozások
-
[PDF] 2. oldal: 23) Hőellenállások , uha.fr, hozzáférés: 2020. május 3
-
[PDF] 3. oldal: 232) Thermistors, uha.fr, elérhető: 2020. május 3
-
[PDF] 5. oldal: Termoelem , uha.fr, elérhető: 2020. május 3
-
(in) EPCOS - jellemzése Az R / T NTC [PDF]
Lásd is
Kapcsolódó cikkek