Реферат: Терморезисторный эффект. Терморезисторы
Министерствообразования Российской Федерации
УГТУ-УПИ
Кафедра РЭИС
Курс ФОЭ
Р Е Ф Е Р А Т
НА ТЕМУ:
Терморезисторныйэффект. Терморезисторы.
Студент: Косилов А. Н.
Группа: Р-136а
Преподаватель: Болтаев А. В.
Дата сдачи:
Г. Екатеринбург, 2003г.
Аннотация
Терморезистор — это устройство, сопротивление которогоменяется с температурой. Правда, надо заметить, что не все устройства,изменяющие сопротивление с температурой, называются терморезисторами. Например,резистивные термометры, которые изготавливаются из маленьких катушек витойпроволоки или из напыленных металлических плёнок, хотя их параметры и зависятот температуры, однако, работают не так, как терморезисторы. Обычно термин«терморезистор» применяется по отношению к чувствительным к температуре полупроводниковымустройствам. Терморезисторы с отрицательным ТКС изготавливаются изполупроводникового материала – спеченной керамики, изготовленной из смесиоксидов металлов.
Терморезисторы широко применяются везде, и мывстречаемся с ними каждый день: на них основаны системы противопожарнойбезопасности, системы измерения и регулирования температуры, тепловогоконтроля, схемы температурной компенсации, измерения мощности ВЧ. Такжеприменение терморезисторы находят в промышленной электронике и бытовойаппаратуре, в медицине, метеорологии, в химической и других отраслях промышленности.
В этой работе рассматриваются основы самоготерморезисторного эффекта, устройство терморезисторов и важнейшие иххарактеристики.
Содержание:
Краткое описание сущности физического эффекта 4 Устройство терморезисторов 5 Используемые материалы 7 Основные параметры терморезисторов 9 Основные характеристики терморезисторов 10 Классификация и маркировка 12 Сведения о нескольких конкретных приборах 13 Применение 16 Библиографический список 18 Затраты времени 19Краткое описание сущности физического эффекта.
Терморезистор – это устройство, сопротивление которогосильно изменяется с изменением температуры. Это резистивный прибор, обладающийвысоким ТКС (температурным коэффициентом сопротивления) в широком диапазонетемператур. Различают терморезисторы с отрицательным ТКС, сопротивление которыхпадает с возрастанием температуры, часто называемые термисторами, итерморезисторы с положительным ТКС, сопротивление которых увеличивается свозрастанием температуры. Такие терморезисторы называются позисторами. Терморезисторыобоих типов изготавливают из полупроводниковых материалов, диапазон измененияих ТКС – (-6,5; +70)%/оC.
На самом деле терморезисторный эффект совсем не сложендля понимания. Он заключается в изменении сопротивления полупроводника вбольшую или меньшую сторону за счет убывания или возрастания его температуры. Однакосам механизм изменения сопротивления с температурой отличен от подобногоявления в металлах (о чем и говорит факт уменьшения сопротивления приувеличении температуры), и особенности этого физического эффекта будутподробнее рассмотрены ниже.
В 1833 году Фарадей обнаружил отрицательный ТКС усульфида серебра, но отсутствие сведений о явлении в контактахметалл-полупроводник препятствовало изготовлению приборов с воспроизводимымихарактеристиками. В 30-х годах уже двадцатого века у некоторых оксидов, как Fe3O4 и UO2,обнаружили высокий отрицательный температурный коэффициент сопротивления. Вконце 30-х – начале 40-х этот ряд пополнился NiO, CoO, системойNiO-Co2O3-Mn2O3. Интервал удельных сопротивлений расширился благодарядобавлению оксида меди Mn3O4 и всистему NiO-Mn2O3.
Терморезисторы с отрицательным ТКС изготавливаются изоксидов металлов с незаполненными электронными уровнями, и при достаточнонизких температурах обмен электронами соседних ионов затрудняется, при этомэлектропроводность вещества мала. Если температура увеличивается, то электроныприобретают энергию в виде тепла, процесс обмена ионов электронами становитсяинтенсивнее, поэтому резко увеличивается подвижность носителей заряда.
Далее приведем несколько слов о физическихособенностях терморезисторов (вернее полупроводниковых материалов, на основекоторых изготовлены терморезисторы), имеющих положительный температурныйкоэффициент сопротивления в некотором интервале температур. Такиетерморезисторы часто называют позисторами.
Терморезисторы с положительным ТКС можно разделить на2 группы:
1. Терморезисторы изполупроводникового материала (обычно Si) в форме небольших пластин сдвумя выводами на противоположных сторонах. Их применение основано на том, чтолегированные кристаллы Si (кремния) как n-, так и p- типаимеют положительный ТКС при температуре от криогенных до 150oC и выше, причемТКС при комнатной температуре примерно равен 0,8% на 1oC.
2. Терморезисторы с большим ТКС (до70% на 1oC),но в более ограниченном диапазоне температур. Материалом в данном случаеявляется поликристаллический полупроводниковый титанат бария с большимизменением ТКС при температуре 120oC, соответствующей сегнетоэлектрической точке Кюриэтого материала. Добавляя другие материалы, например титанат свинца илистронций, такое изменение ТКС можно получить при температурах от -100 до +250oC. Можно такжеизменить наклон кривой сопротивления так, что большое изменение температурбудет происходить в более узком интервале температур, например 0-100oC.
Можно сказать несколько слов о титанате бария. Принизких температурах это вещество представляет собой диэлектрик с преобладающейспонтанной поляризацией, потенциальный барьер между кристаллами мал. Оченьважна температура, соответствующая точке Кюри для TiBa. Принагреве до этой температуры спонтанная поляризация исчезает, возрастает высотабарьера и, следовательно, сопротивление сильно увеличивается.
Подробнее многие свойства и характеристики данногоэффекта и приборов на его основе для материалов как с положительным, так и сотрицательным ТКС будут рассмотрены далее.
Устройство терморезисторов.
Чтобы описать устройство терморезисторов, необходимосначала углубиться в суть физических особенностей этих приборов и рассмотретьважные зависимости характерных для них физических величин.
Температурная зависимость сопротивления являетсяглавной характеристикой терморезисторов, в значительной степени определяющейостальные характеристики этих изделий. Естественно, она аналогичнатемпературной зависимости удельного сопротивления полупроводника, из которогоизготовлен данный терморезистор.
Измерения показывают, что температурная зависимостьсопротивления большинства типов отечественных терморезисторов с отрицательнымТКС с достаточной для практики точностью во всем рабочем интервале температурили в его части аппроксимируется выражением />, где RT – величинасопротивления терморезистора при температуре Т, К, постоянная /> зависит от физических свойств материала игабаритов терморезистора (l – расстояниемежду электронами в см и S –площадь поперечного сечения полупроводникового элемента терморезистора в см2);постоянная B зависитот физических свойств материала и может иметь одно или два значения в интервалерабочих температур.
Прологарифмировав />, получим />. Это выражение в координатах lg R и /> представляет уравнение прямой, чтозначительно облегчает определение интервала температур, в котором формула снеобходимой точностью аппроксимирует действительную зависимость RT(T). По результатам измерений RT и T строят график зависимости />. Есличерез полученные экспериментально точки можно провести прямую, то считают, чтов данном интервале температур выражение для RT справедливо.
Для практических расчетов удобно исключить постоянную A.Написав формулу для RT длядвух температур T2 и T1 и разделив одно на другое, получим:
/>.
Из этой формулы можно рассчитать величинусопротивления терморезистора при любой температуре T2 (в интервале рабочих температур), зная значениепостоянной B исопротивление образца при какой-то температуре T1.
Величина B определяется экспериментально измерением сопротивлениятерморезистора при двух температурах T1 и T2.Логарифмируя предыдущее выражение, легко получить />, где />, а />.Размерность B – градусы Цельсия или Кельвина. B – это коэффициент температурнойчувствительности. Если определить ТКС терморезистора α как это обычнопринято: />, то из /> следует, что
/>.
Для позисторов температурные зависимостисопротивления, снятые в широких интервалах температур, имеют сложный характер.При достаточно низких и высоких температурах сопротивление уменьшается приувеличении температуры по закону, близкому к экспоненциальному. В промежуточнойобласти сопротивление R резковозрастает при повышении температуры. Крутизной графика, а, следовательно, ивеличиной ТКС, можно управлять в широких пределах различными технологическимиприемами.
Для многих типов позисторов сопротивление в довольнобольшом интервале температур (порядка нескольких десятков градусовЦельсия/Кельвина) меняется строго по экспоненциальному закону.
/>,
где A –постоянная, α – температурный коэффициент сопротивления при температуре toC в абсолютныхединицах.
Итак, терморезисторы изготавливаются из материала,изменяющего свое сопротивление с изменением температуры в соответствии сперечисленными выше основными зависимости R = f(T). Втерморезисторах с отрицательным ТКС полупроводниковый материал – спеченнаякерамика, которой придают различные форму и размеры. Ее изготавливают из смесиоксидов металлов, таких, как Mn, Ni, Co, Cu, Fe. Изменяя состав материала и размеры терморезистора,можно получить сопротивления от 1 до 106 Ом при комнатнойтемпературе и ТКС от -2 до 6,5% на 1oC.
Терморезисторы, как уже было сказано, изготавливаютсяразных размеров: от бусинок диаметром 0,2 мм, дисков и шайб диаметром 3-25 ммдо стержней диаметром 12 и длиной до 40 мм. Бусинковые терморезисторы можнозаливать стеклом, помещать в стеклянные или пластмассовые оболочки или втранзисторные корпуса. Дисковые защищают чаще изоляционными пленками из лакаили эпоксидных смол.
Важная технологическая операция в производстветерморезисторов – создание омических контактов к термочувствительным элементам.Для этого на торцевых поверхностях термочувствительных элементов, выполненных ввиде стержней, дисков или шайб создают серебряные контакты с помощьюспециальных паст. Для повышения стабильности параметров эти элементы подвергаюттермообработке при 200-300oC.Окончательная стабилизация происходит путем прогрева элементов в течение сотенчасов при максимальной рабочей температуре.
Когда терморезистивный элемент получен, его защищаютспециальными лаками, а в ряде случаев помещают в стеклянный или металлическийкорпус. При измерении сопротивления надо поддерживать температурутерморезистора с высокой точностью (0,05-0,1oC), так как сопротивление является функциейтемпературы.
Используемые материалы.
Материал для создания терморезисторов долженудовлетворять следующим требованиям: чисто электронная проводимость материала ивозможность регулирования ее, стабильность характеристик материала в диапазонерабочих температур, простота технологии изготовления изделий. Материалы должныбыть нечувствительными к загрязнениям в процессе технологического изготовленияизделий.
Наибольший интерес вызывают полупроводниковыематериалы, обладающие большим ТКС, кроме комплекса необходимых свойств. Большоераспространение получили CuO, Mn3O4, Co3O4, NiO и ихсмеси. На основе смесей оксидов меди и марганца получены полупроводниковыематериалы с электропроводностью от 10-8 до 10-1 (Ом∙см)-1.Электропроводность кобальто-марганцевых окисных полупроводников лежит впределах от 10-9 до 10-3 (Ом∙см)-1.Получение необходимой электропроводности и ТКС достигается выбором процентногосоотношения оксидов металлов в композиции при использовании метода совместногоохлаждения щелочью азотнокислых соединений марганца, кобальта, меди ипоследующего прокаливания гидратов окислов.
Также используют окислы титана, ванадия, железа. Приизменении соотношения компонентов соответствующих материалов можно получитьзаданные значения удельного сопротивления и ТКС. Использованием указанныхкомпонентов и несколько видоизмененных способов смешения и термического обжигаудалось создать терморезисторы с косвенным подогревом (ТКП).
Интерес для производства терморезисторов вызываюттройные марганцевые системы окислов, так как электропроводность такихматериалов слабо зависит от примесей, следовательно, можно получать на ихоснове терморезисторы с малым разбросом по сопротивлению и ТКС, а значитмассовый выпуск терморезисторов с заданными электрическими параметрами.
Современные терморезисторы с отрицательным ТКС обычноизготавливают из следующих оксидных систем: никель-марганец-медь,никель-марганец-кобальт-медь, кобальт-марганец-медь, железо-титан,никель-литий, кобальт-литий, медь-марганец. Кроме того, практикуется добавлениетаких элементов, как железо, алюминий, цинк, магний, которые позволяютмодифицировать свойства перечисленных систем.
Тенденции развития современных материалов сотрицательным ТКС выявили три основных направления в производстветерморезисторов. Главное – получение более стабильных терморезисторов. Врезультате появились взаимозаменяемые высокостабильные приборы с отрицательнымТКС. Это было достигнуто за счет использования более чистых исходных материалов,подбора соответствующих композиций и тщательного контроля на всех стадияхизготовления терморезистора.
Второе направление – расширение верхней границырабочих температур. Было создано несколько типов терморезисторов, у которых этаграница приблизительно равна 1000oC. Это было достигнуто за счет применениявысокотемпературных материалов.
Третье направление – создание переключающихтерморезисторов с отрицательным ТКС. Они имеют очень большое изменениесопротивления в узком интервале температур и называются терморезисторы скритической температурой и терморезисторы на основе металлоксидных соединений,в которых используется резкое изменение проводимости от полупроводниковой кметаллической, например VO2 стемпературой перехода 68oC.
Довольно перспективное направление представляют собойтерморезисторы с положительным ТКС. Терморезистивные элементы с положительнымТКС выпускают на основе титанато-бариевой керамики, сопротивление этихэлементов значительно снижено добавлением редкоземельных элементов. Титанатбария BaTiO3 – диэлектрик,поэтому его удельное сопротивление при комнатной температуре велико (1010-1012)Ом∙см. При введении туда примесей, таких, как лантан или церий, вничтожно малых количествах (0,1-0,3 атомного процента) его удельное сопротивлениеуменьшается до 10-100 Ом∙см. Если ввести эти примеси в титанат бария, егосопротивление в узком интервале температур увеличится на несколько порядков.
Основные параметры терморезисторов.
Как и любой технический прибор, терморезисторы имеютряд параметров и характеристик, знание которых позволяет выяснить возможностьиспользования данного терморезистора для решения определенной техническойзадачи.
Основные параметры терморезисторов с отрицательнымТКС:
1. Габаритные размеры.
2. Величина сопротивления образцов Rt и RT (в Ом) при определенной температуре окружающей среды в t, oC, или T, К.Для терморезисторов, рассчитанных на рабочие температуры примерно от -100 до125-200 oC,температуры окружающей среды принимается равной 20 или 25oC и величина Rt называется«холодным сопротивлением».
3. Величина ТКС α в процентах на1oC.Обычно она указывается для той же температуры t, что ихолодное сопротивление, и в этом случае обозначается через αt.
/>.
4. Постоянная времени τ (всекундах), характеризующая тепловую инерционность терморезистора. Она равнавремени, в течение которого температура терморезистора изменяется на 63% отразности температур образца и окружающей среды. Чаще всего эту разность берутравной 100oC.
5. Максимально допустимая температураtmax, до которой характеристики терморезистора долгоевремя остаются стабильными.
6. Максимально допустимая мощностьрассеивания Pmax вВт, не вызывающая необратимых изменений характеристик терморезистора.Естественно, при нагрузке терморезистора мощностью Pmax его температуране должна превышать tmax.
7. Коэффициент рассеяния H в Вт на 1oC. Численноравен мощности, рассеиваемой на терморезисторе при разности температур образцаи окружающей среды в 1oC.
8. Коэффициент температурнойчувствительности B, размерность – [К].
/>.
9. Коэффициент энергетической чувствительностиG в Вт/%R,численно равен мощности, которую нужно рассеять на терморезисторе дляуменьшения его сопротивления на 1%. Коэффициенты рассеяния и энергетическойчувствительности зависят от параметров полупроводникового материала и отхарактера теплообмена между образцом и окружающей средой. Величины G, H и αсвязаны соотношением: />. В самом деле, />.
10. Теплоемкость C в Дж на 1oC, равнаяколичеству тепла (энергии), необходимому для повышения температурытерморезистора на 1oC.Можно доказать, что τ, H и C связаны между собой следующимсоотношением: />.
Для позисторов, кроме ряда приведенных вышепараметров, обычно указывают также еще примерное положение интервалаположительного температурного коэффициента сопротивления, а также кратностьизменения сопротивления в области положительного ТКС.
Основные характеристики терморезисторов.
ВАХ –зависимость напряжения на терморезисторе от тока, проходящего через него.Снимается в условиях теплового равновесия с окружающей средой.
/>
На графике: (а) – терморезистор с отрицательным ТКС,(б) – с положительным.
Температурная характеристика – зависимость R(T), снимающаясяв установившемся режиме.
Принятые допущения: масштаб по оси R взят возрастающий по закону 10x,по оси T пропущенучасток в интервале (0-223) К.
/>
Подогревная характеристика – характеристика, свойственная терморезисторамкосвенного подогрева – зависимость сопротивления резистора от подводимоймощности.
Принятые допущения: масштаб по оси R взят возрастающий по закону 10x.
/>
Классификация и маркировка.
Наиболее распространенные терморезисторы изготавливаютна основе медно-марганцевых (ММТ и СТ3), кобальто-марганцевых (КМТ и СТ1) имедно-кобальто-марганцевых (СТ3) оксидных полупроводников.
По конструктивному оформлению терморезисторы можноразделить на следующие типы:
· в виде цилиндрических стержней(КМТ-1, ММТ-1, КМТ-4,
ММТ-4);
· в виде дисков (СТ1-17, СТ3-17,СТ5-1);
· в виде миниатюрных бусинок(СТ1-18, СТ1-19 и др.);
· в виде плоских прямоугольников(СТ3-23).
Особенностью бусинковых терморезисторов типов СТ1-18,СТ3-18 и СТ3-25 является то, что термочувствительный элемент для защиты отвнешних воздействий покрыт тонким слоем стекла, а тонкие платиновые контактыприварены или припаяны (СТ3-25) к траверсам из толстой проволоки.
Терморезисторы типов СТ1-18 и СТ3-18 имеют бусинкудиаметром 0,5 мм (выводы диаметром до 0,05 мм), терморезисторы типа СТ3-25 –0,3 и 0,03 мм соответственно. Терморезисторы типов КМТ-14, СТ1-19 и СТ3-19имеют герметичную конструкцию. Термочувствительный элемент резистора КМТ-14 –бусинка диаметром не более 0,5 мм, нанесенная на две параллельные платиновыепроволоки, приваренные к платиновым выводам диаметром 0,4 мм. Бусинкагерметизирована в коническом конце стеклянной трубки, которая является корпусомтерморезистора. Термочувствительные элементы терморезисторов СТ1-19 и СТ3-19помещены в конец миниатюрной капсулы, которая защищает термочувствительныйэлемент и места соединения контактов с выводами. СТ1-19 и СТ3-19 имеют меньшиеразмеры и более стойки к механическим нагрузкам, чем КМТ-14.
Терморезисторы ММТ-1 и КМТ-1 предназначены для работыв закрытых сухих помещениях, ММТ-4 и КМТ-4 герметизированы, работоспособны вусловиях с повышенной влажностью и даже в жидкой среде.
Также существуют измерительные терморезисторы,предназначенные для измерений в маломощных цепях сверхвысокочастотныхколебаний. Терморезисторы типа ТП (ТП2/0,5, ТП2/2, ТП6/2 – цифра в числителе –номинальное значение напряжения в В, знаменатель – рабочий ток в мА) – длястабилизации напряжения в цепях постоянного или переменного тока с частотой до150 кГц. По конструкции – круглые опрессованные стержни, заключенные встеклянный баллон, воздух из которого откачан до давления 10-5 ммрт. ст.
Терморезисторы ТКП, СТ1-21, СТ3-21 и СТ3-27применяются в радиотехнических устройствах и схемах автоматики как регулируемыебесконтактные резисторы. Они имеют косвенный подогрев от специальной спирали,при изменении тока в которой происходит плавное изменение сопротивлениятерморезистора. Используются, когда необходимо отделить управляемую цепь отуправляющей.
Рабочий элемент и подогреватель терморезисторов типаТКП помещены в стеклянный баллон с нормальным октальным цоколем. Терморезисторытипов СТ1-21, СТ3-21 и СТ3-27 (более новые) имеют более совершенную конструкциюпо сравнению с ТКП.
В отличие от понятия «наименование» резистора,применяемого для его характеристики в конструкторской и товаропроизводительнойдокументации, под маркировкой резистора понимают цифры, буквы и символы,наносимые на корпус резистора.
Маркировка содержит лишь самые необходимые и важнейшиесведения о резисторе. Обязательным показателем во всех случаях являетсяноминальное сопротивление.
Сведения о нескольких конкретных приборах.
Терморезисторы с отрицательным ТКС прямого подогрева.
Стержневые и трубчатые.
КМТ-1, ММТ-1, СТ3-1.
Терморезисторы негерметизированные неизолированныепредназначены для измерения и регулирования температуры в электрических цепяхпостоянного, пульсирующего и переменного тока частотой до 400 Гц, а также длятемпературной компенсации элементов электрических схем, имеющих положительныйтемпературный коэффициент сопротивления.
Масса: не более 0,6 г
Диапазон номинальных сопротивлений:
КМТ-1: 22∙103-1∙106Ом
ММТ-1: 1∙103-220∙103Ом
СТ3-1: 680-2,2∙103 Ом
Примечание: промежуточные значения номинальныхсопротивлений соответствуют ряду Е6 с допуском ±20% (ММТ-1, КМТ-1); ряду Е12 сдопусками ±10, ±20% (СТ3-1).
Максимальная мощность рассеяния:
КМТ-1: 1000 мВт
ММТ-1, СТ3-1: 600 мВт
Температурный коэффициент сопротивления:
КМТ-1: -(4,2-8,4) %/oC
ММТ-1: -(2,4-5,6) %/oC
СТ3-1: -(3,35-3,95) %/oC
Коэффициент температурной чувствительности:
КМТ-1: 3600-7200 К
ММТ-1: 2060-4300 К
СТ3-1: 2870-3395 К
Коэффициент рассеяния: 5 мВт/oC
Коэффициент энергетической чувствительности:
КМТ-1: 1 мВт
ММТ-1, СТ3-1: 1,3 мВт
Постоянная времени: не более 85с
Предельные эксплуатационные данные:
Температура окружающей среды:
КМТ-1: от -60 до +155<sup/>oC
ММТ-1, СТ3-1: от -60 до +125 oC
Относительная влажность воздуха:
КМТ-1, ММТ-1 при температуре ±25<sup/>oC: до 98%
СТ3-1 при температуре +35<sup/>oC: до98%
Пониженное атмосферное давление: до 133 Па (1 мм рт.ст.)
Минимальная наработка:
КМТ-1, ММТ-1: 15 000 часов
СТ3-1: 5 000 часов
Срок сохраняемости:
КМТ-1, ММТ-1: 15 лет
СТ3-1: 12 лет
Бусинковые.
ТР-4.
Терморезисторы герметизированные изолированныепредназначены для использования в сигнализаторах уровня жидкости, измерения ирегулирования температуры, а также для температурной компенсации элементовэлектрической цепи с положительным ТКС.
Масса: не более 0,3 г
Номинальное сопротивление: 1∙103 Ом.
Примечание: допуск ±20%.
Максимальная мощность рассеяния: 70 мВт
Коэффициент температурной чувствительности: 1600-1960К
Температурный коэффициент сопротивления: -(1,8-2,2)%/oC
Коэффициент температурной чувствительности: 0,15 мВт
Постоянная времени: не более 3 с
Предельные эксплуатационные данные:
Температура окружающей среды: от -60 до +200<sup/>oC
Относительная влажность воздуха при +35<sup/>oC: до98%
Пониженное атмосферное давление: до 0,00013 Па (10-6мм рт. ст.)
Минимальная наработка: 20 000 часов
Срок сохраняемости: 15 лет
Терморезисторы с положительным ТКС – позисторы.
СТ5-1, СТ6-1А, СТ6-1Б.
Терморезисторы негерметизированные неизолированныепредназначены для измерения и регулирования температуры, противопожарнойсигнализации, тепловой защиты, ограничения и стабилизации тока в электрическихцепях постоянного тока.
Масса: не более 0,7 г
Диапазон номинальных сопротивлений:
СТ5-1: 20-150 Ом
СТ6-1А: 40-400 Ом
СТ6-1Б: 180; 270 Ом
Примечание: допуск для СТ6-1Б ±20%.
Максимальная мощность рассеяния:
СТ5-1: 700 мВт
СТ6-1А: 1100 мВт
СТ6-1Б: 800 мВт
Температурный коэффициент сопротивления, не менее:
СТ5-1: 20 %/oC
СТ6-1А: 10 %/oC
СТ6-1Б: 15%/oC
Примерный температурный интервал положительного ТКС:
СТ5-1: от +120 до +200<sup/>oC
СТ6-1А: от +40 до +155 oC
СТ6-1Б: от +20 до +125 oC
Кратность изменения сопротивления в областиположительного ТКС: неменее 103
Коэффициент рассеяния: 9 мВт/oC
Коэффициент энергетической чувствительности:
СТ5-1: 0,01 мВт
СТ6-1А: 0,3 мВт
СТ6-1Б: 0,5 мВт
Постоянная времени: не более 20 с
Предельные эксплуатационные данные:
Температура окружающей среды:
СТ5-1: от -20 до +200<sup/>oC
СТ6-1А: от -60 до +155<sup/>oC
СТ6-1Б: от -60 до +125oC
Относительная влажность воздуха при +25 oC:
СТ5-1: до 85%
СТ6-1А, СТ6-1Б: до 98%
Пониженное атмосферное давление: до 133 Па (1 мм рт.ст.)
Минимальная наработка:
СТ5-1: 3 000 часов
СТ6-1А, СТ6-1Б: 10 000 часов
Срок сохраняемости:
СТ5-1: 3 года
СТ6-1А, СТ6-1Б: 10 лет
Применение.
На основе терморезисторов действуют системыдистанционного и централизованного измерения и регулирования температуры, системытеплового контроля машин и механизмов, схемы температурной компенсации, схемыизмерения мощности ВЧ. Терморезисторы находят применение в промышленнойэлектронике и бытовой аппаратуре: рефрижераторах, автомобилях,электронагревательных приборах, телевизорах, системах центрального отопления ипр. В телевизорах часто используются терморезисторы с положительным ТКС дляразмагничивания кинескопа.
Самые первые устройства, где применялисьтерморезисторы – это датчики для измерения или регулирования температуры
Терморезисторы широко используются в различныхустройствах не только в качестве датчиков температуры. После соответствующеймодификации их можно применять в электронных устройствах задержки с достаточношироким интервалом времен задержки, в качестве конденсаторов или катушекиндуктивности в низкочастотных генераторах, для защиты от выбросов напряжения вемкостных, индуктивных или резистивных схемах, в качестве ограничителей тока,напряжения, для измерения давления газа или теплопроводности.
Итак, терморезисторы находят применение во многихобластях. Практически ни одна сложная печатная плата не обходится без терморезисторов.Они используются в температурных датчиках, термометрах, практически в любой,связанной с температурными режимами, электронике. В противопожарной техникесуществуют стандартные температурные датчики. Подобный датчик содержит два терморезисторас отрицательным температурным коэффициентом, которые установлены на печатнойплате в белом поликарбонатном корпусе. Один выведен наружу — открытый терморезистор,он быстро реагирует на изменение температуры воздуха. Другой терморезисторнаходится в корпусе и реагирует на изменение температуры медленнее. Пристабильных условиях оба терморезистора находятся в термическом равновесии стемпературой воздуха и имеют некоторое сопротивление. Если температура воздухабыстро повышается, то сопротивление открытого терморезистора становится меньше,чем сопротивление закрытого терморезистора. Отношение сопротивлений терморезисторовконтролирует электронная схема, и если это отношение превышает пороговыйуровень, установленный на заводе, она выдает сигнал тревоги. В дальнейшем такойпринцип действия будет называться “реакцией на скорость повышения температуры”.Если температура воздуха повышается медленно, то различие сопротивлений терморезисторовнезначительно. Однако, эта разница становится выше, если соединитьпоследовательно с закрытым терморезистором резистор с высокой температурнойстабильностью. Когда отношение суммы сопротивлений закрытого терморезистора и стабильного резистора и сопротивления открытого терморезистора превышает порог,возникает режим тревоги. Датчик формирует режим «Тревога» при достижениивнешней температуры 60°С вне зависимости от скорости нарастания температуры.
Конечно же, применение терморезисторов в качестведатчиков температуры имеет не только плюсы, но и свои минусы. Так, например,это инерционность, обусловленная постоянной времени τ, плохая стабильностьв определенных условиях и т.д.
В примерах терморезисторов были указаны целииспользования некоторых терморезисторов, среди них и температурная компенсацияэлектрических цепей в широком диапазоне температур – еще одна областьприменения терморезисторов.
Библиографический список.
Мэклин Э. Д. Терморезисторы. М. 1983. 208 с. Шашков А. Г. Терморезисторы и их применение. М. 1967. 320 с. Зайцев Ю. В. Полупроводниковые резисторы. М. 1969. 48 с. Шефтель И. Т. Терморезисторы. М. 1973. 416 с. Зайцев Ю. В. Полупроводниковые термоэлектрические преобразователи. М. 1985. 120 с. Гендин Г. С. Все о резисторах. Справочное издание. М. 2000. 192 с. Дубровский В. В. Резисторы: справочник. М. 1991. 528 с.
Затраты времени.
Затрачено времени (часов) приблизительно:
1. Поиск и сортирование информации:14.
2. Оформление и редактирование: 26.