Typy termistorów - ich działanie i zastosowania

Typy termistorów - ich działanie i zastosowania

Termistor to element wykrywający temperaturę złożony ze spiekanego materiału półprzewodnikowego, który wykazuje dużą zmianę rezystancji proporcjonalną do niewielkiej zmiany temperatury. Termistor może działać w szerokim zakresie temperatur i dawać wartość temperatury poprzez zmianę jego rezystancji, na którą składają się dwa słowa: termiczny i rezystor. Dodatnie współczynniki temperaturowe (PTC) i ujemne współczynniki temperaturowe (NTC) to dwa główne typy termistorów, które są używane do aplikacje do wykrywania temperatury.

Rodzaje termistorów

Rodzaje termistorów

Termistory są łatwe w użyciu, niedrogie, wytrzymałe i w przewidywalny sposób reagują na zmiany temperatury. Termistory są najczęściej używane w termometry cyfrowe oraz urządzenia gospodarstwa domowego, takie jak piekarniki i lodówki, i tak dalej. Stabilność, czułość i stała czasowa to ogólne właściwości termistora, które sprawiają, że termistory te są trwałe, przenośne, ekonomiczne, bardzo czułe i najlepsze do pomiaru temperatury w jednym punkcie.




Termistory są dwojakiego rodzaju:

  1. Termistor o dodatnim współczynniku temperaturowym (PTC)
  2. Termistor o ujemnym współczynniku temperaturowym (NTC)

Termistor PTC

Termistory PTC to rezystory o dodatnim współczynniku temperaturowym, w których rezystancja rośnie proporcjonalnie do temperatury. Te termistory są podzielone na dwie grupy na podstawie ich struktury i procesu produkcyjnego. Pierwsza grupa termistorów obejmuje silistory, które wykorzystują krzem jako materiał półprzewodnikowy. Te termistory mogą być używane jako czujniki temperatury PTC ze względu na ich liniową charakterystykę.

Termistor PTC

Termistor PTC

Termistor przełączający to druga grupa termistorów PTC, która jest stosowana w podgrzewaczach, a także termistory polimerowe należą do tej grupy, które są wykonane z tworzywa sztucznego i są często używane jako resetowalne bezpieczniki.

Rodzaje termistorów PTC

Termistory PTC są klasyfikowane na podstawie mierzonego poziomu temperatury. Te typy zależą od następujących czynników:


  • Elementy : Są to termistory dyskowe, płytkowe i cylindryczne.
  • Ołów, zanurzenie: Te termistory są dwojakiego rodzaju, a mianowicie. malowane i nie pomalowane. Posiadają powłoki odporne na wysokie temperatury zapewniające ochronę mechaniczną, stabilność środowiska i izolację elektryczną.
  • Rodzaj sprawy: Mogą to być obudowy plastikowe lub ceramiczne, które są używane w zależności od wymagań aplikacji.
  • Typ zespołu : Jest to produkt jednostkowy ze względu na swoją budowę i kształty.

Typowa charakterystyka termistora PTC

Poniższe właściwości termistorów pokazują związek między różnymi parametrami, takimi jak temperatura, rezystancja, prąd, napięcie i czas.

1. Odporność na temperaturę a odporność

Na poniższym rysunku możemy zaobserwować, jak szybko opór zmienia się wraz z temperaturą, tj. Gwałtowny wzrost oporu przy niewielkich zmianach temperatury. PTC wykazuje niewielki ujemny współczynnik temperaturowy w stosunku do normalnego wzrostu temperatury, ale przy wyższych temperaturach i punkcie Curie następuje gwałtowna zmiana oporu.

Zależność rezystancji od temperatury

Zależność rezystancji od temperatury

2. Charakterystyka prądu / napięcia

Ta charakterystyka pokazuje zależność między napięciem a prądem w stanie równowagi termicznej, jak pokazano na rysunku. Gdy napięcie rośnie od zera, prąd i temperatura również rosną, aż termistor osiągnie punkt przełączania. Dalsze zwiększanie napięcia prowadzi do zmniejszenia prądu w obszarze stałej mocy.

Charakterystyka prądu  napięcia

Charakterystyka prądu napięcia

3. Charakterystyka prądu względem czasu

To mówi o niezawodności wymaganej dla przełączników półprzewodnikowych w ogrzewaniu i ochronie przed zastosowaniami wysokoprądowymi. Gdy do termistora PTC zostanie przyłożone większe napięcie niż podane, duża ilość prądu przepływa w momencie przyłożenia napięcia z powodu niskiej rezystancji.

Charakterystyka aktualna  czasowa

Charakterystyka aktualna czasowa

Zastosowania termistora PTC

1. Opóźnienie czasowe: Opóźnienie czasowe w obwodzie zapewnia czas potrzebny termistorowi PTC na wystarczające ogrzewanie, aby przejść ze stanu o niskiej rezystancji do stanu o wysokiej rezystancji. Opóźnienie czasowe zależy od wielkości, temperatury i napięcia, do którego jest podłączony, a także od zastosowanego obwodu. Zastosowania te obejmują przekaźniki z opóźnionym przełączaniem, timery, wentylatory elektryczne itp.

dwa. Rozruch silnika : Trochę silnik elektryczny mają uzwojenie rozruchowe, które musi być zasilane tylko podczas uruchamiania silnika. Gdy obwód jest włączony, termistor PTC ma mniejszą rezystancję, umożliwiając przepływ prądu przez uzwojenie rozruchowe. Gdy silnik się uruchamia, termistor o dodatnim współczynniku temperaturowym nagrzewa się iw pewnym momencie przechodzi w stan wysokiej rezystancji, a następnie kończy to uzwojenie z zasilania sieciowego. Czas potrzebny do tego zależy od wymaganego rozruchu silnika.

3. Grzejniki samoregulujące: Jeśli przez przełączający termistor o dodatnim współczynniku temperaturowym przepływa prąd, ustabilizuje się on w określonej temperaturze. Oznacza to, że jeśli temperatura spada proporcjonalnie do oporu, umożliwiając przepływ większej ilości prądu, to urządzenie się nagrzewa. Jeśli temperatura wzrośnie do poziomu ograniczającego przepływ prądu przez urządzenie, urządzenie zostanie schłodzone.

Termistory PTC są używane jako liczniki czasu w obwodzie cewki rozmagnesowania wyświetlaczy CRT. Obwód rozmagnesowania wykorzystujący termistor PTC jest prosty, niezawodny i niedrogi.

Termistor NTC

Termistor o ujemnym współczynniku temperaturowym oznacza, że ​​opór maleje wraz ze wzrostem temperatury. Te termistory są wykonane z odlewanego chipa materiał półprzewodnikowy takie jak spiekany tlenek metalu.

Termistor NTC

Termistor NTC

Najczęściej używanymi tlenkami do tych termistorów są mangan, nikiel, kobalt, żelazo, miedź i tytan. Te termistory są podzielone na dwie grupy w zależności od metody mocowania elektrod do korpusu ceramicznego. Oni są:

  1. Termistory kulkowe
  2. Metalizowane styki powierzchniowe

Termistory typu kulkowego są wykonane ze stopu platyny i drutów ołowiowych, które są bezpośrednio spiekane w korpusie ceramicznym. Termistory kulkowe zapewniają wysoką stabilność, niezawodność, krótki czas reakcji i działają w wysokich temperaturach. Te termistory są dostępne w małych rozmiarach i wykazują stosunkowo niskie stałe rozpraszania. Te termistory są zwykle osiągane poprzez połączenie ich w obwody szeregowe lub równoległe. Termistory typu koralikowego obejmują następujące typy:

  • Bare Beads
  • Koraliki powlekane szkłem
  • Wzmocnione koraliki
  • Miniaturowe szklane koraliki
  • Szklane sondy
  • Szklane pręty
  • Koraliki w szklanych obudowach

Druga grupa termistorów posiada metalizowane styki powierzchniowe, które są dostępne z wyprowadzeniami promieniowymi lub osiowymi oraz bez wyprowadzeń do montażu - za pomocą styków sprężynowych. Dostępne są różne powłoki dla tych termistorów. Metalizowaną powierzchnię styku można nakładać przez malowanie, natryskiwanie lub zanurzanie w zależności od potrzeb, a styk jest mocowany w korpusie ceramicznym. Te termistory obejmują następujące typy:

  • Dyski
  • Frytki
  • Mocowania powierzchniowe
  • Płatki
  • Wędki
  • Podkładki

Typowa charakterystyka termistora NTC

Istnieją trzy charakterystyki elektryczne, które są brane pod uwagę we wszystkich zastosowaniach, w których używane są termistory NTC.

  • Charakterystyka rezystancyjno-temperaturowa
  • Charakterystyka prądowo-czasowa
  • Charakterystyka napięciowo-prądowa

1. Charakterystyka rezystancyjno-temperaturowa

Termistor NTC wykazuje ujemną charakterystykę temperaturową, gdy rezystancja rośnie wraz z niewielkim spadkiem temperatury, jak pokazano na rysunku.

Charakterystyka rezystancyjno-temperaturowa

Charakterystyka odporności na temperaturę

2. Charakterystyka czasu bieżącego

Szybkość zmiany prądu jest mała ze względu na dużą rezystancję termistora. Wreszcie, gdy urządzenie zbliża się do stanu równowagi, szybkość bieżącej zmiany będzie maleć, gdy osiągnie końcową wartość czasu, która jest pokazana poniżej, na rysunku.

Charakterystyka czasu bieżącego

Charakterystyka czasu bieżącego

3. Charakterystyka napięciowo-prądowa

Gdy samonagrzewający się termistor osiągnie stan równowagi, szybkość utraty ciepła z urządzenia jest równa dostarczonej mocy. Na poniższym rysunku możemy zaobserwować zależność tych dwóch parametrów, gdzie możemy zaobserwować spadek napięcia przy prądzie 0,01 mA i ponownie napięcie rośnie przy prądzie szczytowym 1,0 mA, a następnie maleje przy wartości prądu 100 mA.

Charakterystyka napięciowo-prądowa

Charakterystyka napięciowo-prądowa

Zastosowania termistora NTC

1. Ochrona przed przepięciami: Kiedy termistor NTC jest włączony, absorbuje prąd udarowy w urządzeniu i chroni go, zmieniając jego rezystancję.

2. Kontrola temperatury i alarm: Termistor NTC może być używany jako system kontroli temperatury lub system alarmowy temperatury. Gdy temperatura wzrasta, a rezystancja termistora spada - prąd staje się wysoki i wywołuje alarm lub włącza instalację grzewczą.

Są to dwa główne typy termistorów używane do różnych zastosowań związanych z wykrywaniem temperatury. Mam nadzieję, że charakterystyka i zastosowania termistora, oprócz typów, mogły dać ci lepsze i pełniejsze zrozumienie tematu lub projektów elektrycznych i elektronicznych. Prosimy pisać sugestie i komentarze w sekcji komentarzy podanej poniżej.

Kredyty fotograficzne:

Typy termistorów wg ussensor
Termistor PTC wg paumanokgroup
Zależność rezystancji od temperatury wg epcos
Bieżąca Czas charakterystyki wg żółć
Termistor NTC wg diytrade
Bieżąca Czas charakterystyki wg amwei
Charakterystyka napięcia prądu: wg cantherm