Терморезистор (термистор) – свойства, обозначение на схеме, разновидности, области применения
Расчёт сопротивления термистора в зависимости от температуры. Онлайн калькуляторы
Терморезистор, он же термистор, он же термосопротивление – это полупроводниковый резистор, сопротивление которого
зависит от его температуры.
По типу зависимости сопротивления от температуры различают: — терморезисторы с уменьшением сопротивления при росте температуры (NTC-термисторы), а также
— терморезисторы с увеличением сопротивления при росте температуры (PTC-термисторы или позисторы) (Рис.1).
Рис.1 Обозначения на схеме и график зависимости сопротивления от температуры NTC-термисторов (слева) и PTC-термисторов (справа)
В самом простом случае термисторы используются для измерения и контроля температуры в системах автоматики, однако довольно часто NTC-термисторы применяются и
для ограничения пусковых токов. Так как термистор NTC имеет высокое начальное сопротивление (в холодном состоянии) и низкое сопротивление в горячем состоянии,
то в момент включения он эффективно поглощает пиковые пусковые токи. Далее, в результате действия тока нагрузки, происходит самонагрев ICL, его
сопротивление многократно падает и устройство плавно входит в рабочий режим.
Основные характеристики термисторов:
— Номинальное сопротивление при 20 или 25°C (Ом);
— Точность – допустимое отклонение от номинального сопротивления (%);
— Максимально допустимая температура tmax, или интервал рабочих температур (°C) – температуры, в пределах которых параметры терморезистора
долгое время остаются стабильными;
— Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) (%/С).
Показывает, на какую величину изменяется сопротивление
терморезистора при изменении температуры на 1°C. Обычно приводится для температуры 20 или 25°С.
Формула для вычисления:
ТКС = (R2 – R1)/(T2 - T1)/R1 (1),
где R1 и R2 – значения сопротивлений
при температурах T1 и T2, выраженных в градусах;
— Коэффициент температурной чувствительности (B-Constant, B) (°К).
Параметр, который также характеризует степень изменения
сопротивления в зависимости от температуры. Данный коэффициент рассчитывается на основе значений сопротивления при двух конкретных значениях температур.
Во многих случаях этими температурами выбираются 25°С и 100°С, а сами температуры указываются после буквы, например, B25/100.
Формула для вычисления этого параметра выглядит следующим образом:
B = (ln(R1) – ln(R2))/(1/T1 - 1/T2) (2),
где R1 и R2 – значения сопротивлений при температурах
T1 и T2, выраженных в Кельвинах;
— Постоянная времени τ (Thermal Time Constant) (сек) – характеризует тепловую инерционность терморезистора. Она равна времени, в течение
которого температура терморезистора изменяется на 63% от разности температуры образца и окружающей среды. Чаще всего эту разность берут равной 100°С;
— Максимально допустимая мощность рассеивания Pmax (Rated Electric Power) – мощность, которая не вызывает необратимых изменений характеристик
терморезистора;
— Максимальный установившийся ток через термистор (Maximum Operating Current) – ток, который ограничивается максимальной мощностью термистора;
— Коэффициент энергетической чувствительности Gв (Bт/%) численно равен мощности, которую нужно рассеять на терморезисторе для изменения
его сопротивления на 1%.
Как на основании справочных характеристик рассчитать сопротивление термистора при конкретной температуре?
Сделать это можно, воспользовавшись приведёнными выше формулами (1) и (2). Исходя из них, а также в зависимости от приведённого в справочнике параметра
температурной зависимости сопротивления (ТКС или В), имеем:
где Т1 – температура, при которой указано номинальное сопротивление термистора (20 или 25°С),
R1 – справочный номинал резистора,
Т2 – температура, при которой нужно рассчитать сопротивление терморезистора,
R2 – искомое значение сопротивления.
Приведём онлайн калькулятор для расчёта сопротивления терморезисторов в зависимости от температуры.
При этом для NTC-термисторов надо вводить положительные значения температурных коэффициентов, а для PTC-термисторов (позисторов) – отрицательные.
Расчёт сопротивления термистора в зависимости от температуры
Вследствие производственных допусков приведённые в справочниках типовые значения номинальных сопротивлений и температурных зависимостей
могут существенно отличаться от фактических.
Для получения достоверных данных на имеющийся у вас конкретный термистор необходимо выполнить 2 точных измерения сопротивления при двух
различных температурах, а далее произвести перерасчёт коэффициента температурной чувствительности (В) в соответствии с формулой (2).
Расчёты будут наиболее достоверными, и иметь погрешность не более ±1% при работе между двумя выбранными температурами и около них.
Приведём калькулятор и для проведения данных вычислений.
|
