EMI506 - Термисторы

Электронные измерения и приборы (ЭМИ) Раздел 5: Преобразователи EMI506 - Термисторы Электрическое сопротивление большинства материалов изменяется с температурой. Выбирая материалы, очень чувствительные к температуре, можно создавать устройства, полезные в схемах управления температурой и для измерения температуры. Термисторы (термочувствительные резисторы) — это неметаллические резисторы (полупроводниковые материалы), изготавливаемые путем спекания смесей оксидов металлов, таких как марганец, никель, кобальт, медь и уран. Термисторы имеют отрицательный температурный коэффициент (NTC), т.е. сопротивление уменьшается с повышением температуры. График зависимости сопротивления от температуры для термистора. Сопротивление при комнатной температуре (25°C) для типичных коммерческих устройств составляет от 100 Ом до 10 МОм. Они пригодны для использования только до температуры около 800°C. В некоторых случаях сопротивление терморезисторов при комнатной температуре может уменьшаться на 5% при каждом повышении температуры на 1°C. Эта высокая чувствительность к изменениям температуры делает терморезистор чрезвычайно полезным для точных измерений температуры, контроля и компенсации. Самые маленькие терморезисторы изготавливаются в виде шариков. Некоторые из них имеют диаметр всего 0,15 мм (0,006 дюйма). Они могут быть покрыты стеклом или запаяны в наконечник твердотельных стеклянных зондов. Дисковые терморезисторы диаметром около 10 мм, самонесущие или установленные на небольшой пластине, в основном используются для контроля температуры. Преимуществом стержневых терморезисторов перед другими конфигурациями является возможность создания устройств с высоким сопротивлением и умеренно высокой мощностью. Термисторы являются нелинейными устройствами в определенном диапазоне температур, хотя в настоящее время доступны устройства с линейностью лучше 0,2% в диапазоне температур 0–100°C. Типичная чувствительность термистора составляет приблизительно 3 мВ/°C при 200°C. Поэтому термисторы широко используются в таких областях применения, особенно в низкотемпературном диапазоне от -100°C до 300°C. Преимущества термисторов: Малый размер и низкая стоимость. Быстрый отклик в узком температурном диапазоне. Хорошая чувствительность в области NTC. Компенсация холодного спая не требуется из-за зависимости сопротивления от абсолютной температуры. Проблемы с контактным и выводным сопротивлением отсутствуют благодаря большому Rth (сопротивлению). Ограничения термисторов: Нелинейность зависимости сопротивления от температуры. Непригодны для широкого температурного диапазона. Очень низкий ток возбуждения во избежание самонагрева. Необходимость экранированных линий электропередачи, фильтров и т. д. из-за высокого сопротивления. Применение термисторов: Измерение мощности на высоких частотах. Измерение теплопроводности. Измерение уровня, расхода и давления жидкостей. Измерение состава газов. Вакуумные измерения. Обеспечение задержки по времени.