Терморезистор ntc параметры: Ntc термистор что. Принцип действия, характеристики и основные параметры термистора

Содержание

NTC термисторы Epcos | «ЛЭПКОС», ИЦ «Северо-Западная Лаборатория»

Возможность определять и контролировать изменение температуры с заданной точностью является одной из важных и актуальных задач, стоящих перед разработчиками как простых бытовых приборов, так и сложного промышленного оборудования. На современном рынке электронных компонентов компания Epcos занимает одну из ведущих позиций по разработке и выпуску сенсорных систем контроля различных технологических параметров. Принцип действия таких компонентов, изготавливаемых на основе оксидов цинка, марганца, никеля, железа, основан на уменьшении электрического сопротивления при увеличении температуры. В частности, при выборе средств измерения и компенсации температуры особый интерес представляют NTC термисторы Epcos с отрицательным коэффициентом сопротивления (Negative Temperature Coefficient). Для линеаризации температурной характеристики и проведения расчетов NTC термисторы могут быть использованы совместно с микроконтроллерами.

Благодаря высокой чувствительности, механической прочности корпуса и надежности NTC термисторы широко применяются для:

Электронной компенсации в цепях
Ограничения пускового тока (моторы, трансформаторы, флюоресцентные лампы)
Обеспечения плавного запуска электродвигателей, работающих при постоянных токах до 20А
Измерения температуры (бытовая, автомобильная, промышленная электроника).
Измерения и компенсации температуры в мобильных телефонах, HDD, LCD диспелях и других устройствах

Преимущества NTC термисторов Epcos:

Широкий диапазон рабочих температур
Точность. Термисторы Epcos могут быть использованы для фиксирования показаний температуры с погрешностью измерений ±1°С
Возможность удаленного мониторинга
Высокая чувствительность

Основными параметрами, которые необходимо учитывать при выборе NTC термисторов, являются:

R_T – NTC сопротивление при заданной температуре, Ом;

R_R – NTC сопротивление при номинальной температуре Т, Ом;

ΔR_Т/R_R – допуск по сопротивлению

B – постоянный коэффициент, зависящий от материала термистора. Рассчитывается на основе значений сопротивления при заданных значениях температуры

T – температура, К

T_R – номинальная температура, К

α – температурный коэффициент сопротивления, %

I – максимально допустимый ток, А

W – максимально допустимая мощность, Вт

δ_th

– коэффициент рассеяния, мВт/К;

С_th – теплоемкость термистора, мДж/К;

τ_c – постоянная тепловая времени охлаждения, с

Компанией Epcos представлен широкий ассортимент NTC-термисторов с различными геометрическими параметрами, исполнением выводов и значением сопротивления (от 1 до 80 Ом), что позволяет осуществлять выбор сенсора для различных применений.

Термисторы в герметичном стеклянном корпусе

Термисторы Epcos в герметичном стеклянном корпусе характеризуются компактными размерами, высокой надежностью, широким диапазоном значений сопротивления от 2 кОм до 1,4 МОм и в основном применяются в приборах бытового и промышленного назначения, а также в автомобильной электронике. В частности, благодаря минимальному времени срабатывания и широкому интервалу рабочих температур (-50 до +150°С) такие компоненты могут быть использованы для мониторинга и измерения температуры масла, охлаждающей жидкости и выхлопных газов.

Высокая точность и малое время отклика термисторов в стеклянном корпусе позволяют широко использовать их также и в медицине. Компания Epcos разработала специальную серию сенсоров NTC ( B57542, B57552, B57562), используемых в медицинских термометрах, предназначенных для работы в интервале температур от +25 до +45°С.

Подробнее

Тип	R₂₅, кОм	T_среды, °С	Изображение	P_max, мВт	τ_c, с	Подробнее
Серии G 540 – 560, G1540-1560 без изоляции
B57540 (G540; G1540)	5-100	-55/250		18	3
B57550 (G550; G1550)	2-100	-55/300		32	7
B57560 (G560; G1560)	2-100	-55/300		50	15
Серии G 541 – 561, G1541-1561 c изоляцией
B57541 (G541; G1541)	5-100	-55/250		18	4
B57551 (G551; G1551)	2-100	-55/260		32	9
B57561 (G561; G1561)	2-100	-55/260		50	18

Выводные NTC Термисторы

Выводные термисторы Epcos представляют собой широкую линейку NTC сенсоров с разными техническими характеристиками и межвыводным расстоянием, что позволяет использовать их для измерения и контроля температуры в бытовых приборах, системах нагрева и кондиционирования, датчиках, установленных в помещениях, промышленной электронике и др.

Подробнее

Тип	R₂₅, кОм	T_среды, °С	Изображение	P_max, мВт	τ_c, с	Подробнее
Термисторы с межвыводным расстоянием 2,5 мм
B57891M (M891)	1-470	-40/125		200	12
B57871S (S871)	2.1-30	-55/155		60	7.5
B57881S (S881)	2.1-30	-55/155		100	10
B57891S (S891)	2.2-100	–55/155		200	15
B57964S (S964)	2-5	–55/155		60	16
B57971S (S971)	2-30	-55/155		60	8.8
B57981S (S981)	2.1-30	-55/155		100	11.5
Термисторы с межвыводным расстоянием 5 мм
B57164K (K164)	0.015-470	-55/125		450	20
B57875S (S875)	2.1-30	-55/155		60	7.5
B57885S (S885)	2.1-30	-55/155		100	10
Миниатюрные термисторы со сгибающимися контактами
B57861S (S861)	2-50	-55/155		60	15/12
B57863S (S863)	3-30	-55/155		60	15
B57864S (S864)	2-5	-55/155		60	21
B57867S (S867)	2-50	-55/155		60	12
B57869S (S869)	3-30	-55/155		60	12

Безвыводные NTC Термисторы

Серия безвыводных термисторов представляет собой сенсоры с фронтальной контактной покрытой серебром поверхностью. Такие компоненты были разработаны компанией Epcos для измерения и регулирования температуры в системах водяного и масляного охлаждения, используемых в автомобилях.

Подробнее

Тип	R₂₅, кОм	T_среды, °С	Изображение	P_max, мВт	τ_c, с	Подробнее
B57220K (K220)	2056.9	-55/250		180	12
B57350K (K350)	990.2	-55/250		180	18
B57150K1 (K1150)	2394	-55/150		180	30
B57820M (M820)	560.2-1014	-55/150		180	30

Токоограничивающие NTC Термисторы

Термисторы с отрицательным коэффициентом сопротивления характеризуются высокой надежностью, поэтому могут быть использованы не только для компенсации и измерения температуры, но и для ограничения пускового тока. Применение NTC компонентов в приборах промышленного назначения позволяет предотвратить обрыв предохранителей и расплавление других элементов, обеспечивая защиту нагрузки и снижая вероятность выхода оборудования из строя.

Подробнее

Тип	R₂₅, Ом	T_среды, °С	Изображение	P_max, Вт	τ_c, с	Подробнее
B57153S (S153)	4.7-33	-55/170		1.4	30
B57235S (S235)	4.7-10	-55/170		1.8	60
B57236S (S236)	2.2-120	-55/170		2.1	70
B57237S (S237)	1.0-60	-55/170		3.1	90
B57238S (S238)	2.5-16	-55/170		3.9	80
B57364S (S364)	1.0-10	-55/170		5.1	100
B57464S (S464)	1.0-10	-55/170		6.7	130

SMD NTC Термисторы

В настоящее время одной из главных задач, стоящих перед разработчиками светодиодов и систем на их основе, является увеличение срока службы при малой себестоимости и высокой эффективности. При повышенных температурах возможны снижение надежности, деформация корпуса светодиода (LED) и выход его из строя. Для достижения требуемых рабочих характеристик LED систем необходимо осуществлять контроль температуры перехода, избегая превышения верхней границы рабочего диапазона. Разработанная компанией Epcos была разработана серия SMD термисторов, которые при включении в схему с LED в случае отклонения температуры от оптимального значения позволяют за счет снижения своего сопротивления менять величину тока и сбрасывать напряжение. Такие термисторы прежде всего характеризуются малыми размерами, высокими чувствительностью и производительностью при температурах до 150 °С и рабочим диапазоном сопротивления 10-470 кОм.

Подробнее

Тип	R₂₅, кОм	T_среды, °С	Изображение	P_max, мВт	τ_c, с	Подробнее
B57232V5, B57251V5 SMD 0402 (1005)	4.7; 10	-40/150		150	3
B57221V2, B57230V2, B57261V25 SMD 0402 (1005)-стандарт	3.3-47	-50/125		150	3
B57332V5, B57342V5, B57351V5, B57352V5 SMD 0603 (1608)	10-100	-40/150		180	4
B57301V2, B57321V2, B57330V2, B57371V2, B57374V2 SMD 0603 (1608)-стандарт	1-470	-50/125		180	4
B57442V5, B57451V5, B57452V5 SMD 0805 (2012)	4,7-100	-40/150		210	10
B57442V5, B57451V5, B57452V5 SMD 0805 (2012)-стандарт	1-680	-50/125		300	10

NTC Термисторы в зондовом исполнении

Сенсоры Epcos в зондовом исполнении представляют собой термисторы, герметизированные в металлический или пластиковый корпус, с изолированными выводами. Данные компоненты характеризуются простотой монтажа и являются универсальным средством измерения температуры в системах воздушного кондиционирования, морозильных камерах, рефрижераторах, трубопроводах, посудомоечных машинах, сушильных аппаратах, паровых котлах, а также в электрических моторах и трансформаторах.

Подробнее

Тип	R₂₅, кОм	T_среды, °С	Изображение	P_max, мВт	τ_c, с	Подробнее
B57500M (M500)	10	-30/100		60	20
B57227K (K227)	32.762	-55/155		200	30
B57504K (K504)	10	-20/125		–	–
B57514K (K514)	48.538	-20/200		–	–
B57560K (K560)	49.12	-10/125		–	–
B57703M (M703)	5-30	-55/125		150	50
B57703M1 (M1703)	100	+10/200		50	20
B57045K (K45)	1-150	-55/125		450	75
B57276K (K276)	4.829; 11.981	10/100		500	–
B57301K (K301)	9.959	30/110		375	–
B57020M2 (M2020)	5	40/80		350	–
B58100 (T120)	10.11; 10.151	5/100		18	–
B58100 (F120)	10.151	5/100		18	–
B58100 (Z81)	11.991	5/100		60	–

Наличие компонента на складе

Узнать наличие и цену интересующего Вас электронного компонента и оформить заказ, Вы можете на нашем онлайн-складе.

Принципы построения систем температурного контроля на NTC-термисторах компании Epcos – Компоненты и технологии

Статья посвящена исследованию работы терморезисторов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления, рассмотрению преимуществ и недостатков применения термисторов, принципам построения систем измерения и контроля температуры, а также факторам, влияющим на работу термисторов в качестве датчиков температуры, и снижению погрешности измерительной системы.

Потребность измерения температуры и управления ей возникает во многих сферах деятельности человека. А основными требованиями к результатам измерения и управления, как всегда, оказываются скорость и точность, независимо от того, где используется прибор — в быту или в промышленности. В основе любого измерения, в том числе и температуры, положен датчик, и как первостепенный элемент он определяет технико-экономические показатели системы контроля в целом. Применение того или иного вида термочувствительного элемента опять же зависит от требований, предъявляемых к системе в целом, и не говорит о полном преимуществе одного датчика над другими. Для промышленного применения, как правило, используются термопары или резистивные термопреобразователи, выполненные в виде законченных устройств. Непригодность этих термочувствитеьных элементов для повсеместного использования объясняется высокой ценой применяемых материалов и невозможностью удаленного контроля из-за сравнительно маленьких величин выходных параметров, которые сильно подвержены влиянию внешних факторов. Все большее применение находят датчики интегрального исполнения, имеющие низкую нелинейность выходной характеристики от температуры и достаточно малую стоимость, но именно интегральное исполнение является «ахиллесовой пятой» этих элементов ввиду ограниченности рабочего температурного диапазона. Другое дело — терморезисторы с отрицательным ТКС (отрицательный температурный коэффициент сопротивления, или NTC — Negative Temperature Coefficient) — они имеют достаточно большой диапазон рабочих температур, возможность удаленного мониторинга, действуют в сильных магнитных полях. Но есть недостатки, такие как сложная повторяемость экземпляров и сильная нелинейность температурной характеристики, что в свою очередь усложняет и повышает стоимость всего изделия. Так было до прихода микроконтроллеров, на «плечи» которых и будет возложена конечная задача по линеаризации и математической обработке температурной характеристики.

Основные параметры и характеристика NTC-термисторов

В рабочем диапазоне температур зависимость сопротивления терморезистора от температуры достаточно точно описывается выражением [1]:

где R — сопротивление рабочего тела терморезистора при данной температуре Т, Ом; R_N — номинальное сопротивление терморезистора при температуре Т_N, Ом; Т, Т_N — температура, К; В — коэффициент, постоянный для данного экземпляра терморезистора (паспортные данные).

Любой NTC-терморезистор кроме температурной характеристики описывается рядом параметров, без которых невозможно полное представление о работе данного типа термодатчиков. Далее приводятся определения основных параметров.

Материал, из которого изготовлен термистор, сохраняет свои свойства при температурах, не выходящих за рамки определенного диапазона, который называют допустимой температурой. При температурах, выходящих за эти пределы, в сенсоре могут произойти необратимые изменения, и он выйдет из строя.

Значение коэффициента В определяется материалом датчика и представляет собой наклон характеристики R/T. В уравнении (1) значение коэффициента В определено двумя точками характеристики R/T (R_T, T) и (R_N, T_N), исходя из этого:

Терморезистор, имея номинальное значение сопротивления при определенной температуре, как и любой резистор, может иметь отклонение ΔR/R_N (допуск), обусловленное технологией изготовления. Этот параметр дается производителем на одну точку (обычно 25 °С). Однако когда требуется высокая точность измерений в широком диапазоне температур, допуск может быть указан производителем не на сопротивление, а на температуру в гарантированном диапазоне ΔT. Соответственно, такой термистор будет измерять другие значения температур с тем же самым отклонением (точностью).

Температурный коэффициент α выражает в процентах изменение абсолютной величины сопротивления при изменении температуры на 1°. Вследствие нелинейности температурной характеристики значение температурного коэффициента зависит от величины температуры, поэтому его записывают обычно с индексом, указывающим температуру, при которой имеет место данное значение. Например, α₂₉₃ — температурный коэффициент термистора при температуре 293. Вычисляют температурный коэффициент по формуле, вытекающей из его определения и выражения температурной характеристики:

Сопротивление при нулевой мощности измерения — это значение сопротивления термистора, измеренное при определенной температуре под электрической нагрузкой, настолько маленькой, что она практически не оказывает влияния на результат измерения. Если же измерительный ток будет высоким или же сопротивление термистора будет иметь низкое значение, результат измерений будет искажен из явления саморазогрева, что должно быть принято во внимание. Явление саморазогрева зависит не только от электрической нагрузки, но и от теплового коэффициента рассеяния δ_th и геометрических размеров датчика. Оно описывается следующим выражением:

где P — приложенная электрическая мощность, мВт; U — мгновенное значение напряжения на терморезисторе, В; I — мгновенное значение тока, протекающего через терморезистор, мА; Т — мгновенная температура терморезистора, К; Т_А — температура окружающей среды, К; С_th — теплоемкость терморезистора, мДж/К; dT/dt — изменение температуры во времени, К/с.

Если постоянная электрическая мощность будет приложена к терморезистору, то его температура сначала незначительно увеличится, но это изменение со временем будет снижаться. А после некоторого временного промежутка будет достигнуто устойчивое состояние, при котором приложенная мощность рассеется за счет эффекта теплопроводности или конвекции. Если принять dT/dt равным нулю, а U = R×I, где R — сопротивление терморезистора, соответствующее его температуре, то получим:

Полученные формулы являются параметрическим представлением вольт-амперной характеристики с зависимостью сопротивления терморезистора от температуры R(T). Очевидным является и то, что вольт-амперная характеристика зависит от коэффициента рассеяния, который, в свою очередь, зависит от геометрических размеров датчика и среды, в которую он помещен.

Максимально допустимый ток — ток, при протекании которого через терморезистор температура последнего равна максимально допустимой. Величина допустимого тока зависит от температуры среды и ее характера. При одинаковой температуре двух сред допустимый ток будет больше в той среде, которая обладает большей теплопроводностью. Соответственно, коэффициент рассеяния, зависящий от параметров среды, определяет максимально допустимую мощность, рассеиваемую датчиком, помещенным в такую среду:

Коэффициент рассеяния определяется как отношение изменения в рассеиваемой энергии к изменению температуры терморезистора. В численном виде выражается в мВт/К и служит мерой нагрузки, которая вызывает изменение температуры терморезистора на 1 К в установившемся состоянии окружающей среды:

Для определения коэффициента рассеяния к терморезистору прикладывают нагрузку, при которой соотношение U/I соответствует значению сопротивления, измеренному при температуре Т = 85 °С:

где Т — температура тела терморезистора, °С; Т_А — температура окружающей среды, °С.

Теплоемкость С_th — количество тепла, которое надо сообщить терморезистору, чтобы повысить температуру рабочего тела на один градус. Величина теплоемкости является функцией температуры, однако при температурах, не превышающих допустимой, можно принять ее постоянной и вычислять по формуле:

где τ_С — тепловая постоянная времени охлаждения, с.

Постоянная времени τ_С — время, в течение которого температура рабочего тела при его свободном охлаждении понижается на 63,2% от первоначальной разности температур рабочего тела и окружающей среды. Как правило, температура, до которой нагревают терморезистор, равна 85 °С, а температура среды, в которую помещают терморезистор для охлаждения, берется равной 25 °С. Соответственно, охлаждение рабочего тела терморезистора происходит тем быстрее, чем меньше его геометрические размеры.

Как и у любого радиоэлемента, материал, из которого изготовлен терморезистор, подвержен необратимому изменению характеристик (у терморезисторов это увеличение сопротивления и изменение коэффициента В). Это происходит из-за теплового перенапряжения, приводящего к дефектам кристаллической решетки, окисления незащищенных частей терморезистора, связанного с повреждением корпуса датчика, или из-за диффузии в контактных поверхностях металлизированного покрытия электродов. При низких температурах эти процессы происходят медленно, но на высоких температурах ускоряются, а со временем снижаются. Поэтому для увеличения временной стабильности параметров и уменьшения влияния изменения характеристик многие производители умышленно подвергают терморезисторы процессу старения непосредственно после изготовления.

Обзор NTC-термисторов компании Epcos

Термисторы компании Epcos изготавливаются из тщательного отобранного и протестированного сырья. Основой для изготовления служат оксиды металлов, таких как марганец, железо, кобальт, никель, медь, цинк. Оксиды первоначально измельчаются до порошкообразной массы, смешиваются с пластиковыми связующими элементами и сжимаются до нужной формы. Затем их плавят для получения поликристаллического корпуса термистора. После определенного этапа тестирования термисторы подвергаются старению для получения необходимой стабильности параметров.

Компания Epcos выпускает достаточно большой ряд терморезисторов, с которым можно ознакомиться в специальном документе по выбору Selector Guide [2]. В рамках же данной статьи мы рассмотрим лишь прецизионные малогабаритные датчики (табл. 1).

Таблица 1. Основные характеристики NTC-термисторов Epcos

Как говорилось ранее, выбор того или иного термопреобразователя чаще всего обусловлен требованиями к разрабатываемой системе контроля, поэтому основными параметрами, на которые опирается разработчик, оказываются рабочий температурный диапазон, массо-габаритные показатели, допуск на номинальное сопротивление, постоянная времени и стоимость элемента.

Нестандартный подход к стандартной характеристике NTC-термисторов

В начале статьи говорилось, что температурная зависимость сопротивления термистора точно описывается выражением (1), однако опытным путем было установлено, что эта же характеристика может быть не менее точно воспроизведена следующим полиномом:

где r(T) — сопротивление терморезистора при температуре Т; А₀, А₁, А₂ … А_n — некие коэффициенты, зависящие лишь от свойств материалов, которые используются при в изготовлении термистора.

Казалось бы, это нисколько не упрощает представление о поведении температурной характеристики термистора, а наоборот — ведет к усложнению из-за переноса температуры в знаменатель и бесконечного числа возможных коэффициентов. Но как показала обработка этой математической модели на «живых» образцах, практически любой термистор можно описать с помощью семи первых членов полинома, так как вклад последующих составляющих в конечное значение сопротивления незначителен:

Тогда, переходя к термопроводимости, мы получим:

где r(T) — сопротивление, кОм; g(T) — проводимость, мСм.

Такая зависимость имеет ряд преимуществ перед экспоненциальной при ее использовании в целях линеаризации характеристики с помощью математического моделирования. Для наглядного представления рассмотрим применение этой зависимости на стандартной R(T) характеристике терморезистора В57861 (S861) с номинальным сопротивлением 10 кОм.

Из представленных данных (табл. 2, рис. 1) видно, что разница между значениями сопротивлений, которые предоставляет производителем в виде табличной характеристики № 8016 [3], и значениями термосопротивлений, полученными с помощью математической модели, не значительна и не превышает 0,1%, что позволяет в дальнейших математических расчетах пренебречь этими отклонениями. Коэффициенты математической модели, с помощью которых получены расчетные данные, равны:

Рис. 1. Температурная зависимость терморезистора B57861 (S861)

Таблица 2. Характеристика терморезистора В57861 (S861)

Сразу же оговоримся, что представленные коэффициенты подходят только для указанного температурного диапазона и табличной характеристики 8016 NTC-термисторов компании Epcos. Номинальное сопротивление терморезистора в этом случае не имеет значения. Кроме того, ограниченность температурного диапазона не обусловлена невозможностью описания с помощью математической модели, а связана с конкретным применением, для которого проводились эти расчеты.

Последующим этапом реализации практического применения полиноминального представления характеристики термосопротивления является воспроизведение зависимости (12), для чего оказалось достаточным и удобным использование операционного усилителя (ОУ) в неинвертирующей схеме включения (рис. 2).

Рис. 2. Преобразователь R(T) U(T)

Указанная схема будет иметь следующую выходную характеристику:

графическое построение которой представлено на рис. 3.

Рис. 3. Графическое представление линеаризации температурной характеристики

Масштаб координатной сетки температурной зависимости U(T) можно легко менять с помощью резистора обратной связи R_OC и резистивного делителя опорного напряжения U_REF, состоящего из резисторов R1 и R2. Соответственно, преобразователь R(Т)

U(T) с поставленной задачей справляется.

Линеаризация температурной характеристики NTC-термисторов

Вопрос линеаризации выходной характеристики термопреобразователя остается до сих пор открытым. Существуют методы частичной или же мнимой линеаризации, которые предлагают даже сами производители нелинейных элементов, но они не дают полного решения этой задачи.

Предлагаемый в рамках данной статьи метод, основанный на математическом моделировании, заключается в построении искусственной линейной температурной зависимости (a×T+b) и последующем построении дополнительной характеристики Y(Т), позволяющих с помощью простых вычислений определять температуру с высокой точностью. Но из этих математических построений вытекает ряд условий, которые необходимо соблюсти для получения данных высокой точности:

Температурный диапазон, в котором предполагается использование датчика, должен быть четко определен.
Использование микроконтроллера, так как воспроизведение искусственно созданных зависимостей с помощью аналоговой электроники не возможно.
Использование прецизионных радиоэлементов для точного представления поведения датчика в рассматриваемом применении.

Процесс построения искусственной линейной зависимости в известном температурном диапазоне при наличии математической модели поведения терморезистора не составляет большого труда. Для этого достаточно взять две крайние точки характеристики U(T) (рис. 3) и провести между ними линейный отрезок (a×T+b). Получить значение коэффициентов a и b в системе уравнений:

где Т₀ и Т_N — соответственно начальная и конечная температуры контролируемого диапазона, также не вызовет затруднений. Вспомогательную характеристику Y(T) (рис. 3) получаем по следующей формуле:

Зависимость Y(T) имеет вид отрицательной параболы, исходя из этого, зависимость Y(T) можно представить следующим образом:

где P_T, Q_T и R_T — постоянные коэффициенты, которые не зависят от температуры, а определяются свойствами термистора.

Приравнивая выражения 15 и 16, получаем квадратное уравнение, где неизвестной величиной является температура:

Корни этого квадратного уравнения находятся известным путем:

Для нашего применения подходит только один из них, поэтому вычисление конечного значения температуры можно осуществлять по формуле:

Если температурный диапазон большой, а контроль температуры необходимо осуществлять с высокой точностью, то можно пойти по пути кусочной аппроксимации, и тогда коэффициенты P_T , Q_T и R_T для каждого температурного поддиапазона будут свои.

Практическое применение

Для рассмотрения представленного метода линеаризации на практике вернемся к уже известному терморезистору В57861 (S861) с номинальным сопротивлением 10 кОм ±1%. Использование термистора предполагается в температурном диапазоне от 0 до 155 °С. Исходя из этого, номиналы резисторов для преобразователя R(Т)

U(T) были взяты следующие: R_OC = 1,62 кОм ±0,1%, R1 = 10 кОм ±0,1%, R2 = 1 кОм ±0,1%, а опорное напряжение U_REF = (2,5 ±0,002) В.

Представленные данные (табл. 3) получены путем разбиения всего температурного диапазона на 8 поддиапазонов, для которых были вычислены соответствующие коэффициенты P_T, Q_T и R_T (табл. 4).

Таблица 3. Пример использования метода линеаризации

Таблица 4. Расчетные значения коэффициентов P_T, Q_T и R_T

Но даже применяя микроконтроллер, неудобно и программно неоправдано держать такое большое количество нецелочисленных коэффициентов. А переходя к аналого-цифровому преобразованию, для исключения дополнительной погрешности будет правильным в любую формулу подставлять дискреты, полученные от АЦП, а не пересчитанное значение напряжения. Поэтому конечная формула вычисления температуры для 12-битного АЦП будет выглядеть следующим образом:

где T_U — вычисляемое значение температуры, iƒ (на английском «если») — условие использования одной из формул, Δ_U — полученные дискреты от АЦП.

Соответственно, если Δ_U < 391, то значение температуры ниже 0 °С, а если Δ_U > 4022, то значение температуры выше 155 °С. Ну и, рассматривая каждый поддиапазон температур в отдельности, можно получить для него следующие точностные характеристики (табл. 5).

Таблица 5. Точностные характеристики поддиапазонов

Такая низкая разрешающая способность, а также ее неравномерность в интервале температур от 0 до 60 °С связана с нелинейностью выходной характеристики преобразователя R(Т)

U(T).

Указанная в таблице 5 погрешность не является полной, так как она не учитывает отклонение сопротивления резисторов и опорного напряжения от номинальных значений. В таблице 6 представлены возможное отклонение истинной вычисленной температуры от истинного значения и погрешность системы без учета допустимого отклонения термосопротивлений от величин, предоставленных производителем в качестве стандартной температурной характеристики № 8016.

Таблица 6. Погрешность системы для каждой контрольной точки

В начале статьи говорилось, что терморезистор, как и любой резистор, имеет отклонение ΔR/R_N от номинального значения сопротивления, обусловленное технологией изготовления, и что этот параметр дается производителем на точку 25 °С. Однако, в отличие от простых резисторов, эта величина у терморезистора во всем температурном диапазоне не одинакова, и что еще важней — она увеличивается. Компания Epcos для упрощения вычислений и исключения необходимости самостоятельного определения отклонений в нужном температурном диапазоне предоставляет программу “NTC R/T Calculation” [4], которая позволяет в автоматическом режиме проводить все необходимые расчеты по определению отклонений сопротивления и температуры.

Исходя из данных таблицы 7, можно посчитать тотальную погрешность рассмотренной измерительной системы с учетом всех отклонений и допусков от соответствующих номинальных значений, ошибки АЦП и расчетов математической модели (табл. 8).

Таблица 7. Отклонения для терморезистора В57861S0103F040

Таблица 8. Абсолютная погрешность измерительной системы для каждой контрольной точки

Поправка на саморазогрев термистора

При работе в любой электрической схеме через терморезистор протекает измерительный ток, если его величина будет более 100 мкА или же сопротивление термистора будет иметь небольшую величину, то результат измерений искажается. Это явление называется саморазогревом и, как было сказано ранее, зависит не только от нагрузки, но и от применяемых материалов и конструкции датчика. Говоря другими словами, на полученный результат измерений необходимо делать поправку, вычисление которой можно проводить по следующей формуле:

где T_A — действительно значение контролируемой температуры; Т — измеренное значение температуры; U — мгновенное значение напряжения на терморезисторе, I — мгновенное значение тока, протекающего через терморезистор; R(T) — значение сопротивления терморезистора, соответствующее температуре Т; δ_th — коэффициент теплового рассеяния.

Применительно к используемой схеме и при условии использования микроконтроллера с 12-битным АЦП выражение (20) будет выглядеть следующим образом:

В примененной схеме включения (рис. 2) величина поправки будет тем меньше, чем больше значение резистора в обратной связи операционного усилителя R_ОС. Следует отметить, что полученные значения поправки для температуры (табл. 9) справедливы только для указанных термисторов, преобразователя R(Т)

U(T), а также для значения коэффициента рассеяния в воздухе, равного 1,5 мВт/К. При применении термистора в любой другой среде необходимо определять значение этого коэффициента опытным путем.

Таблица 9. Поправка на саморазогрев для терморезистора В57861S0103F040

Заключение

Применение термисторов с отрицательным ТКС в качестве датчиков температуры имеет определенные ограничения, связанные с точностью и погрешностью измерений, но при использовании предложенного в рамках данной статьи метода такое применение возможно. Полученные на конкретном примере значения не являются обобщающими для всех терморезисторов, а введение небольших доработок в преобразователь позволяет увеличить точностные показатели измерительной системы в целом в 2–3 раза.

Литература

http://www.epcos.com/web/generator/Web/Sections/ProductCatalog/NonlinearResistors/NTCThermistors/PDF/PDF__General__technical__information,property=Data__en.pdf;/PDF_General_technical_information.pdf
http://www.epcos.com/web/generator/Web/Sections/ProductCatalog/NonlinearResistors/NTCThermistors/ PDF/PDF__SelectorGuide,property=Data__en.pdf;/PDF_SelectorGuide.pdf
http://www.epcos.com/web/generator/Web/Sections/ProductCatalog/NonlinearResistors/NTCThermistors/PDF/PDF__Standardized,property=Data__en.pdf;/PDF_Standardized.pdf
http://www.epcos.com/web/generator/Web/Sections/DesignTools/NTCThermistors/Page__License2,locale=en.html

термистор ntc – характеристики (ВАХ), подключение, проверка на работоспособность

Термисторы NTC- это особый тип резистора, который имеет отрицательный температурный коэффициент. Это его основная особенность, которая понятна из самого слова «термо». Его внутреннее сопротивление сокращается по мере роста температуры. Обычно, эти радиодетали используются в температурных датчиках из-за своих токоограничивающих свойств.

Величина этого коэффициента у термистора выше в несколько раз, чем у силисторов – температурных датчиков, изготовленных на кремниевой основе и более чем на порядок выше( то есть в 10 раз), чем у датчиков RTD. Рабочий диапазон термистора лежит в диапазоне от -50 до +200 градусов. В данной статье описаны все особенности и отличия, устройство и схема подключения этой радиодетали, а также как и где их можно применять. Статья также содержит видеоролик и одну научную статью, посвященную рассматриваемому вопросу.

Различные термисторы

Характеристики термисторов NTC

В отличие от RTD (температурные детекторы сопротивления), изготовленные из металлов, термисторы NTC обычно изготавливаются из керамики или полимеров. Различные используемые материалы приводят к различным температурным откликам, а также к другим характеристикам. Хотя большинство термисторов NTC обычно подходят для использования в температурном диапазоне от -55 ° C до 200 ° C, где они дают наиболее точные показания, существуют специальные семейства термисторов NTC, которые могут использоваться при температурах, приближающихся к абсолютному нулю (-273,15 ° C), а также те, которые специально предназначены для использования выше 150 ° C. Температурная чувствительность датчика NTC выражается как «процентное изменение на градус C». В зависимости от используемых материалов и особенностей производственного процесса типичные значения чувствительности к температуре колеблются от -3% до -6% на ° С.

Термистор NTC – термочувствительный резистор, сопротивление которого демонстрирует большое, точное и прогнозируемое снижение по мере того, как температура ядра резистора увеличивается в диапазоне рабочих температур.

Три различных термистора NTC

Характеристическая кривая NTC

Как видно из рисунка, термисторы NTC имеют гораздо более крутой наклон сопротивления-температуры по сравнению с RTD платинового сплава, что приводит к лучшей температурной чувствительности. Тем не менее, RTD остаются наиболее точными датчиками, точность которых составляет ± 0,5% от измеренной температуры, и они полезны в температурном диапазоне от -200 ° C до 800 ° C, что намного шире, чем у датчиков температуры NTC.

Таблица основных характеристик NTC термисторов.

Сравнение с другими датчиками температуры

По сравнению с RTD, NTC имеют меньший размер, более быстрый отклик, большую устойчивость к ударам и вибрации и имеют более низкую себестоимость. Они немного менее точны, чем RTD. По сравнению с термопарами точность, полученная от обоих, аналогична; однако термопары выдерживают очень высокие температуры (порядка 600 ° C) и используются вместо термисторов NTC, где их иногда называют пирометрами. Тем не менее, термисторы NTC обеспечивают большую чувствительность, стабильность и точность, чем термопары при более низких температурах, и используются с меньшими затратами электроэнергии и, следовательно, имеют более низкие общие затраты.

Стоимость дополнительно снижается из-за отсутствия необходимости в схемах формирования сигнала (усилители, переводчики уровня и т. д.), Которые часто необходимы при работе с RTD и всегда необходимы для термопар.

Температурный диапазон:приблизительный общий диапазон температур, в которых может использоваться тип датчика. В пределах заданного температурного диапазона некоторые датчики работают лучше, чем другие.
Относительная стоимость:относительная стоимость, поскольку эти датчики сравниваются друг с другом. Например, термисторы недороги по отношению к термометрам сопротивления, отчасти потому, что предпочтительным материалом для термопреобразователей сопротивления является платина.
Постоянная времени:приблизительное время, необходимое для перехода от одного значения температуры к другому. Это время в секундах, которое термистору требуется для достижения 63,2% разницы температур от начального показания до окончательного.
Стабильность:способность контроллера поддерживать постоянную температуру на основе обратной связи датчика температуры.
Чувствительность:степень реакции на изменение температуры.

Интересно почитать: фотореле в уличном освещении.

Эффект самонагрева

Эффект самонагрева — это явление, которое происходит, когда ток протекает через термистор NTC. Поскольку термистор в основном является резистором, он рассеивает энергию в виде тепла, когда через него протекает ток. Это тепло генерируется в сердечнике термистора и влияет на точность измерений. Степень, в которой это происходит, зависит от количества протекающего тока, окружающей среды (будь то жидкость или газ, есть ли какой-либо поток над датчиком NTC и т. д.), Температурный коэффициент термистора, общее количество термистора области и т. д. Тот факт, что сопротивление датчика NTC и, следовательно, ток протекания через него, зависит от окружающей среды и часто используется в резервуарах для хранения жидкости.

Теплоемкость

Теплоемкость представляет собой количество тепла, необходимое для повышения температуры термистора на 1 ° C и обычно выражается в мДж / ° C. Знание точной теплоемкости имеет большое значение при использовании датчика термистора NTC в качестве ограничителя пускового тока, поскольку он определяет скорость отклика датчика температуры NTC.

Выбор и расчет кривой

Тщательный процесс отбора должен учитывать константу рассеяния термистора, постоянную времени термической обработки, значение сопротивления, кривую сопротивления-сопротивления и допуски, чтобы учесть в наиболее важных факторах.

Поскольку зависимость между сопротивлением и температурой (кривая R-T) сильно нелинейна, в практических схемах системы должны использоваться определенные приближения.

Приближение первого порядка

Одним приближением и простейшим в использовании является приближение первого порядка, в котором говорится, что:

формула приближения первого порядка: dR = k * dT

Где k — отрицательный температурный коэффициент, ΔT — разность температур, ΔR — изменение сопротивления, возникающее в результате изменения температуры. Это приближение первого порядка справедливо только для очень узкого температурного диапазона и может быть использовано только для таких температур, где k почти постоянна во всем диапазоне температур.

Бета-формула

Другое уравнение дает удовлетворительные результаты с точностью ± 1 ° C в диапазоне от 0 ° C до + 100 ° C. 3.

Где ln R — естественный логарифм сопротивления при температуре T в Кельвине, а A, B и C — коэффициенты, полученные из экспериментальных измерений. Эти коэффициенты обычно публикуются поставщиками термисторов в составе таблицы данных. Формула Штейнхарта-Харта, как правило, составляет около ± 0,15 ° С в диапазоне от -50 ° С до + 150 ° С, что является большим для большинства применений. Если требуется высокая точность, диапазон температур должен быть уменьшен, а точность лучше, чем ± 0,01 ° C в диапазоне от 0 ° C до + 100 ° C.

Термисторы

Выбор правильного приближения

Выбор формулы, используемой для получения температуры из измерения сопротивления, должен основываться на доступной вычислительной мощности, а также на фактических требованиях допуска. В некоторых приложениях приближение первого порядка более чем достаточно, в то время как в других случаях даже уравнение Штейнхарта-Харта удовлетворяет требованиям, а термистор должен быть откалиброван по пунктам, делая большое количество измерений и создавая таблицу поиска.

Конструкция и свойства термисторов NTC

Материалами, обычно используемыми при изготовлении NTC-резисторов, являются платина, никель, кобальт, железо и оксиды кремния, используемые в виде чистых элементов или керамики и полимеров. Термисторы NTC можно разделить на три группы, в зависимости от используемого производственного процесса.

Терморезисторы

Форма бисера или шарика. Эти термисторы NTC изготовлены из свинцовых проводов из платинового сплава, непосредственно спеченных в керамический корпус. Они обычно обеспечивают быстрое время отклика, лучшую стабильность и позволяют работать при более высоких температурах, чем дисковые и чип-датчики NTC, однако они более хрупкие. Обычно они запечатывают их в стекле, чтобы защитить их от механических повреждений во время сборки и улучшить их стабильность измерений. Типичные размеры колеблются от 0,075 до 5 мм в диаметре.

Термисторы с различными техническими характеристиками

Преимущества и недостатки NTC и PTC

Термисторы NTC прочны, надежны и стабильны, и они оборудованы для работы в экстремальных условиях окружающей среды и помехоустойчивости в большей степени, чем другие типы датчиков температуры.

Компактный размер: варианты упаковки позволяют им работать в небольших или ограниченных пространствах; тем самым занимая меньше места на печатных платах.
Быстрое время отклика: небольшие размеры позволяют быстро реагировать на изменение температуры, что важно, когда требуется немедленная обратная связь.
Экономичность: термисторы не только дешевле, чем другие типы датчиков температуры; Если приобретенный термистор имеет правильную кривую RT, никакая другая калибровка не требуется во время установки или в течение срока ее эксплуатации.
Совпадение точек: способность получить определенное сопротивление при определенной температуре.
Соответствие кривой: сменные термисторы с точностью от +.

Термистор на схеме

Термисторы просты в использовании, недороги, прочны и предсказуемо реагируют на изменения температуры. Хотя они не очень хорошо работают при чрезмерно высоких или низких температурах, они являются предпочтительным датчиком для применений, которые измеряют температуру в желаемой базовой точке. Они идеальны, когда требуются очень точные температуры. Некоторые из наиболее распространенных применений термисторов используются в цифровых термометрах, в автомобилях для измерения температуры масла и охлаждающей жидкости, а также в бытовых приборах, таких как духовки и холодильники, но они также встречаются практически в любом приложении, где для обеспечения безопасности требуются защитные контуры отопления или охлаждения.

Для более сложных приложений, таких как детекторы лазерной стабилизации, оптические блоки и устройства с зарядовой связью, встроен термистор. Например, термистор 10 кОм является стандартом, который встроен в лазерные пакеты.

Диск и чип-термисторы

Термистор в виде диска. Терморезисторы NTC имеют металлизированные поверхностные контакты. Они больше и, как результат, имеют более медленное время реакции, чем резисторы NTC типа шариков. Однако из-за их размера они имеют более высокую константу диссипации (мощность, необходимая для повышения их температуры на 1 ° C), и поскольку мощность, рассеиваемая термистором, пропорциональна квадрату тока, они могут обрабатывать более высокие токи намного лучше, чем шариковый тип термисторов. Термисторы с типом диска производятся путем прессования смеси оксидных порошков в круглую матрицу, которые затем спекаются при высоких температурах. Чипы обычно изготавливают методом литья под давлением, где суспензию материала распределяют в виде толстой пленки, сушат и разрезают в форму. Типичные размеры колеблются от 0,25 до 25 мм в диаметре.

Интересный материал для ознакомления: что нужно знать об устройстве силового трансформатора.

Терморезисторы NTC с инкапсулированным покрытием

Это датчики температуры NTC, запечатанные в воздухонепроницаемом стеклянном пузыре. Они предназначены для использования при температурах выше 150 ° C или для монтажа на печатной плате, где требуется прочность. Инкапсуляция термистора в стекле повышает стабильность датчика, а также защиту датчика от окружающей среды. Они изготавливаются герметично уплотняющими резисторами типа NTC в стеклянный контейнер. Типичные размеры колеблются от 0,4 до 10 мм в диаметре.

Типичные области применения

Термисторы NTC используются в широком спектре применений. Они используются для измерения температуры, температуры управления и температурной компенсации. Они также могут использоваться для обнаружения отсутствия или наличия жидкости, в качестве устройств ограничения тока в цепях питания, мониторинга температуры в автомобильных агрегатах и многих других. Датчики NTC можно разделить на три группы, в зависимости от электрической характеристики, используемой в агрегатах и устройствах.

Характеристика сопротивления-температуры

Приложения, основанные на характеристике сопротивления-времени, включают измерение температуры, контроль и компенсацию. К ним также относятся ситуации, в которых используется термистор NTC, так что температура датчика температуры NTC связана с некоторыми другими физическими явлениями. Эта группа агрегатов требует, чтобы термистор работал в условиях нулевой мощности, что означает, что ток проходящий через него поддерживается как можно на более низком уровне, чтобы избежать нагрева зонда.

Устройствами, основанными на характеристике текущего времени, являются: временная задержка, ограничение пускового тока, подавление перенапряжений и многое другое. Эти характеристики связаны с теплоемкостью и постоянной диссипации используемого термистора NTC. Схема обычно полагается на термистор NTC, нагреваясь из-за проходящего через него тока. В какой-то момент это вызовет какое-то изменение в схеме, в зависимости от устройства, в котором оно используется.

Характеристика напряжения

Устройства, основанные на характеристике напряжения и тока термистора, обычно включают изменения условий окружающей среды или изменения схемы, которые приводят к изменениям рабочей точки на заданной кривой в цепи. В зависимости от применения это может использоваться для ограничения тока, температурной компенсации или измерения температуры.

Одинаковые термисторы

Какие типы и формы термистора доступны на рынке

Термисторы бывают разных форм — дисковые, микросхемы, шариковые или стержневые и могут монтироваться на поверхности или встраиваться в систему. Они могут быть заключены в эпоксидную смолу, стекло, обожжены в феноле или окрашены. Наилучшая форма часто зависит от того, какой материал контролируется, например, от твердого вещества, жидкости или газа. Например, терморезистор с бусинками идеально подходит для встраивания в устройство, а стержень, диск или цилиндрическая головка лучше всего подходят для оптических поверхностей.

Выберите форму, которая обеспечивает максимальный контакт поверхности с устройством, температура которого контролируется. Независимо от типа термистора, соединение с контролируемым устройством должно быть выполнено с использованием теплопроводящей пасты или эпоксидного клея. Обычно важно, чтобы эта паста или клей не были электропроводящими.

Заключение

Более подробно о термисторе рассказано в статье 2007_06_32. Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. Также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vк.coм/еlеctroinfonеt. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

www.meanders.ru

www.ephy-mess.de

www.voltstab.ru

ПолупроводникиЧто такое адресная светодиодная лента

ПолупроводникиЧто такое полевые транзисторы?

ТЕРМИСТОР. NTC термистор. Позисторы PTC. Gistroy

Измеритель с отрицательным ТКС называют NTC-термистор, где NTC – Negative Temperature Coefficient. При нагревании R полупроводника уменьшается. Это популярный узел среди радиолюбителей, который всегда применяется в создании каких-либо электронных аппаратов. Поэтому его будет полезно рассмотреть подробнее.

Принцип работы и все характеристики берут отсчет от свойств при комнатной температуре. Обычно за точку отсчета берется +25 С. При ней у резистора заявленные показатели. Чаще всего используют NTC 10 Ком и 100 Ком. Номинальное R при подогреве может изменяться в тысячу раз. Это касается термодатчиков, произведенных из проводников с плохой проводимостью. Если берут с хорошей, то отношение измеряется в пределах 10.

Зависимость электросопротивления для большинства таких устройств имеет нелинейную прогрессию. Поэтому необходимо иметь таблицу с расписанными данными по взаимосвязи этих показателей. Такие таблицы должны прилагаться к каждому виду терморезисторов. Параметры сопротивления полупроводников со временем практически не изменяются, поэтому их срок службы достаточно велик. Это при условии соблюдения температурного режима, который варьируется от -55 С до +300 С.

NTC-прибор используется в двух случаях: для стабилизации пускового напряжения, точнее для его сглаживания. И в качестве датчика температур, для ее измерения как внутри, так и замер внешних данных. Схема использования при запуске достаточна простая. При скачке пускового напряжения, электроток нагрузки проходит через NTC, который обладает определенным R при +25 С и он не дает большому скачку испортить весь электроприбор. При постепенном подогреве сопротивляемость падает, и оно выравнивается. Это свойство помогает запускать приборы плавно, не боясь перегорания диодных мостов и предохранителей.

Второй вариант использования – это датчик температуры. На основании показаний градуса разогревания можно настроить включение тех или иных элементов, например, электродвигателя, кулера, вентилятора. Также использовать для сигнализирования о перегреве системы или ее компонента. При небольшом значении проходящего электричества, терморезистор не будет нагреваться, а будет показывать градусы окружающей среды. Эта же функция используется в аккумуляторах для ноутбука. К элементу питания примотан такой элемент и при перегреве он подает сигнал, который сразу уменьшает подачу питания.

Полезное применение при конструировании 3D-принтеров, в частности подогреваемых столов к ним и экструдерах (Hot End) оценили все радиолюбители. В таких приборах используют приспособление на 100 Ком. Маленькие размеры позволяют крепить и размещать электродатчик на небольших площадях. Работа при высоких температурах имеет большое значение при выборе узла для данных аппаратов.

Для надежной и правильной работы термистора NTC уделите особое внимание калибровке, вне зависимости от назначения. Это важный этап в настройке всего механизма. Для этого необходимо использовать таблицу зависимости. При подключении к Arduino первым делом следует написать скетч. Который выведет такую зависимость на экран и можно будет свериться.

внешний осмотр и прозвонка мультиметром. Принцип работы термистора

Неприхотливость и относительная физическая устойчивость позисторов позволяет их использовать в роли датчика для автостабилизирующихся систем, а также реализовать защиту от перегрузки. Принцип работы этих элементов заключается в том, что их сопротивление увеличивается при нагреве (в отличие от термисторов, где оно уменьшается). Соответственно, при проверке тестером или мультиметром позисторов на работоспособность, необходимо учитывать температурную корреляцию.

Определяем характеристики по маркировке

Широкая сфера применения РТС-термисторов подразумевает их обширный ассортимент, поскольку характеристики этих устройств должны соответствовать различным условиям эксплуатации. В связи с этим для тестирования очень важно определить серию элемента, в этом нам поможет маркировка.

Для примера возьмем радиокомпонент С831, его фотография показана ниже. Посмотрим, что можно определить по надписям на корпусе детали.

Учитывая надпись «РТС», можно констатировать, что данный элемент является позистором «С831». Сформировав запрос в поисковике (например, «РТС С831 datasheet»), находим спецификацию (даташит). Из нее мы узнаем наименование (B59831-C135-A70) и серию (B598*1) детали, а также основные параметры (см. рис. 3) и назначение. Последнее указывает, что элемент может играть роль самовосстанавливающегося предохранителя, защищающего схему от КЗ (short-circuit protection) и перегрузки (overcurrent).

Расшифровка основных характеристик

Кратко рассмотрим, данные приведенные в таблице на рисунке 3 (для удобства строки пронумерованы).

Рисунок 3. Таблица с основными характеристиками серии B598*1

Краткое описание:

значение, характеризующее максимальный уровень рабочего напряжения при нагреве устройства до 60°С, в данном случае он соответствует 265 В. Учитывая, что нет определения DC/AC, можно констатировать, что элемент работает как с переменным, так и постоянным напряжением.
Номинальный уровень, то есть напряжение в штатном режиме работы – 230 вольт.
Расчетное число гарантированных производителем циклов срабатывания элемента, в нашем случае их 100.
Значение, описывающее величину опорной температуры, после достижения которой происходит существенное увеличение уровня сопротивления. Для наглядности приведем график (см. рис. 4) температурной корреляции.

Рис. 4. Зависимость сопротивления от температуры, красным выделена точка температурного перехода (опорная температура) для С831

Как видно на графике, R резко возрастает в диапазоне от 130°С до 170°С, соответственно, опорной температурой будет 130°C.

Соответствие номинальному значению R (то есть допуск), указывается в процентном соотношении, а именно 25%.
Диапазон рабочей температуры для минимального (от -40°С до 125°С) и максимального (0-60°С) напряжения.

Расшифровка спецификации конкретной модели

Это были основные параметры серии, теперь рассмотрим спецификацию для С831 (см. рис. 5).

Краткая расшифровка:

Величина тока для штатного режима работы, для нашей детали это почти половина ампера, а именно 470 мА (0,47 А).
Этот параметр указывает ток, при котором величина сопротивления начинает существенно меняться в большую сторону. То есть, когда через С831 протекает ток с силой 970 мА, срабатывает «защита» устройства. Следует заметить, что этот параметр связан с точкой температурного перехода, поскольку проходящий ток приводит к разогреву элемента.
Максимально допустимая величина тока для перехода в «защитный» режим, для С831 это 7 А. Обратите внимание, что в графе указано максимальное напряжение, следовательно, можно рассчитать допустимую величину мощности рассеивания, превышение которой с большой вероятностью приведет к разрушению детали.
Время срабатывания, для С831 при напряжении 265 вольт и токе 7 ампер оно составит менее 8 секунд.
Величина остаточного тока, необходимого для поддерживания защитного режима рассматриваемой радиодетали, она 0,02 А. Из этого следует, что на удержание сработавшего состояния требуется мощность 5,3 Вт (I r x V max).
Сопротивление устройства при температуре 25°С (3,7 Ом для нашей модели). Отметим, с измерения мультиметром этого параметра начинается проверка позистора на исправность.
Величина минимального сопротивления, у модели С831 это 2,6 Ом. Для полноты картины, еще раз приведем график температурной зависимости, где будут отмечены номинальное и минимальное значение R (см. рис. 6).

Рисунок 6. График температурной корреляции для B59831, значения RN и Rmin отмечены красным

Обратите внимание, что на начальном этапе нагрева радиодетали ее параметр R незначительно уменьшается, то есть в определенном диапазоне температур у нашей модели начинают проявляться NTS свойства. Эта особенность, в той или иной мере, характерна для всех позисторов.

Полное наименование модели (у нас B59831-C135-A70), данная информация может быть полезной для поиска аналогов.

Теперь, зная спецификацию, можно переходить к проверке на работоспособность.

Определение исправности по внешнему виду

В отличие от других радиодеталей (например, таких как транзистор или диод), вышедший из строя РТС-резистор часто можно определить по внешнему виду. Это связано с тем, что вследствие превышения допустимой мощности рассеивания нарушается целостность корпуса. Обнаружив на плате позистор с таким отклонением от нормы, можно смело выпаивать его и начинать поиск замены, не утруждая себя процедурой проверки мультиметром.

Если внешний осмотр не дал результата, приступаем к тестированию.

Пошаговая инструкция проверки позистора мультиметром

Для процесса тестирования, помимо измерительного прибора, потребуется паяльник. Подготовив все необходимое, начинаем действовать в следующем порядке:

Подключаем тестируемую деталь к мультиметру. Желательно, чтобы прибор был оснащен «крокодилами», в противном случае припаиваем к выводам элемента проволоку и накручиваем ее на разные иглы щупов.
Включаем режим измерения наименьшего сопротивления (200 Ом). Прибор покажет номинальную величину R, характерную для тестируемой модели (как правило, менее одного-двух десятков Ом). Если показание отличается от спецификации (с учетом погрешности), можно констатировать неисправность радиокомпонента.
Аккуратно нагреваем корпус тестируемой детали при помощи паяльника, величина R начнет резко увеличиваться. Если она осталась неизменной, элемент необходимо менять.
Отключаем мультиметр от тестируемой детали, даем ей остыть, после чего повторяем действия, описанные в пунктах 1 и 2. Если сопротивление вернулось к номинальному значению, то радиокомпонент с большой долей вероятности можно признать исправным.

Я частенько обращал внимание на «хлопки» в выключателях при включении лампочек (особенно светодиодных). Если в роли драйвера у них конденсаторы, то «хлопки» бывают просто пугающие. Эти терморезисторы помогли решить проблему.
Всем ещё со школы известно, что в нашей сети течёт переменный ток. А переменный ток – электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению (изменяется по синусоидальному закону). Именно поэтому «хлопки» происходят на каждый раз. Зависит от того, в какой момент вы попали. В момент перехода через ноль хлопка не будет вовсе. Но я так включать не умею:)
Чтобы сгладить пусковой ток, но при этом не оказывать влияние на работу схемы, заказал NTC-термисторы. У них есть очень хорошее свойство, с увеличением температуры их сопротивление уменьшается. То есть в начальный момент они ведут себя как обычное сопротивление, уменьшая своё значение с прогревом.

Терморези́стор (термистор) – полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от его температуры.
По типу зависимости сопротивления от температуры различают терморезисторы с отрицательным (NTC-термисторы, от слов «Negative Temperature Coefficient») и положительным (PTC-термисторы, от слов «Positive Temperature Coefficient» или позисторы.)

В мою задачу входило увеличение срока службы лампочек (не только светодиодных), но и защита от порчи (обгорания) выключателей.
Не так давно делал обзор про многооборотное сопротивление. Когда его заказывал, обратил внимание на товар продавца. Там и увидел эти сопротивления. Сразу всё у прода и заказал.

Заказал в конце мая. Посылка дошла за 5 недель. С таким треком добиралась.

Сразу так и не скажешь, что тут 50 штук.

Ну а я составил свою таблицу на основе тех экспериментов, что провёл. Всё просто. С установки П321, при помощи которой калибрую мультиметры, подавал калиброванный ток.
Падение напряжения на терморезисторе снимал обычным мультиметром.
Есть особенности:
1. При токе 1,8А появляется запах лакокрасочного покрытия терморезистора.
2. Терморезистор спокойно выдерживает и 3А.
3. Напряжение устанавливается не сразу, а плавно приближается к табличному значению по мере прогрева или остывания.
4. Сопротивление терморезисторов при температуре 24˚С в пределах 10-11 Ом.

Красным я выделил тот диапазон, который наиболее применим в моей квартире.
Табличку перенёс на график.

Самая эффективная работа – на крутом спуске.
Изначально предполагал каждый терморезистор вживлять в лампочку. Но поле тестирования полученного товара и снятия характеристик понял, что для них (термисторов) нужна более серьёзная нагрузка. Именно поэтому решил вживить в выключатели, чтобы работали на несколько лампочек сразу. Выводы у резисторов тонковаты, пришлось выходить из ситуации вот таким способом.

Специальной обжимки у меня нет, поэтому работал пассатижами.

Для одинарного выключателя приготовил одинарный клеммник.

Для сдвоенного приготовил другой комплект. С клеммником будет удобнее монтировать.

Основное всё сделано. Встало без проблем.

Работают уже полгода. После установки на место страшных «хлопков» я больше не слышал.
Прошло достаточно времени, чтобы сделать вывод – годятся. И годятся не только для светодиодных лампочек.
А вот такой термистор я нашёл непосредственно в схеме светодиодного драйвера (ITead Sonoff LED- WiFi Dimming LED)
Больших сопротивлений китайцы не ставят, чтобы не мешать правильной работе схемы.

Что ещё хотел сказать в конце. Номинал сопротивления каждый должен подобрать сам в соответствии с решаемыми задачами. Технически грамотному человеку это вовсе не сложно. Когда я заказывал терморезисторы, инфы про них совсем не было. У вас она теперь есть. Смотрите на график зависимости и заказывайте то, что считаете более подходящим под ваши задачи.
На этом ВСЁ!
Удачи!

Планирую купить +80 Добавить в избранное Обзор понравился +80 +153

В электронике всегда приходится что-то измерять или оценивать. Например, температуру. С этой задачей успешно справляются терморезисторы – электронные компоненты на основе полупроводников, сопротивление которых изменяется в зависимости от температуры.

Здесь я не буду расписывать теорию физических процессов, которые происходят в терморезисторах, а перейду ближе к практике – познакомлю читателя с обозначением терморезистора на схеме, его внешним видом, некоторыми разновидностями и их особенностями.

На принципиальных схемах терморезистор обозначается вот так.

В зависимости от сферы применения и типа терморезистора обозначение его на схеме может быть с небольшими отличиями. Но вы всегда его определите по характерной надписи t или t° .

Основная характеристика терморезистора – это его ТКС . ТКС – это температурный коэффициент сопротивления . Он показывает, на какую величину изменяется сопротивление терморезистора при изменении температуры на 1°С (1 градус Цельсия) или 1 градус по Кельвину.

У терморезисторов несколько важных параметров. Приводить я их не буду, это отдельный рассказ.

На фото показан терморезистор ММТ-4В (4,7 кОм). Если подключить его к мультиметру и нагреть, например, термофеном или жалом паяльника, то можно убедиться в том, что с ростом температуры его сопротивление падает.

Терморезисторы есть практически везде. Порой удивляешься тому, что раньше их не замечал, не обращал внимания. Давайте взглянем на плату от зарядного устройства ИКАР-506 и попробуем найти их.

Вот первый терморезистор. Так как он в корпусе SMD и имеет малые размеры, то запаян на небольшую плату и установлен на алюминиевый радиатор – контролирует температуру ключевых транзисторов.

Второй. Это так называемый NTC-термистор (JNR10S080L ). О таких я ещё расскажу. Служит он для ограничения пускового тока. Забавно. Вроде терморезистор, а служит в качестве защитного элемента.

Почему то если заходит речь о терморезисторах, то обычно думают, что они служат для измерения и контроля температуры. Оказывается, они нашли применение и как устройства защиты.

Также терморезисторы устанавливаются в автомобильные усилители. Вот терморезистор в усилителе Supra SBD-A4240. Здесь он задействован в цепи защиты усилителя от перегрева.

Вот ещё пример. Это литий-ионный аккумулятор DCB-145 от шуруповёрта DeWalt. Вернее, его “потроха”. Для контроля температуры аккумуляторных ячеек применён измерительный терморезистор.

Его почти не видно. Он залит силиконовым герметиком. Когда аккумулятор собран, то этот терморезистор плотно прилегает к одной из Li-ion ячеек аккумулятора.

Прямой и косвенный нагрев.

По способу нагрева терморезисторы делят на две группы:

Прямой нагрев. Это когда терморезистор нагревается внешним окружающим воздухом или током, который протекает непосредственно через сам терморезистор. Терморезисторы с прямым нагревом, как правило, используются либо для измерения температуры, либо температурной компенсации. Такие терморезисторы можно встретить в термометрах, термостатах, зарядных устройствах (например, для Li-ion батарей шуруповёртов).

Косвенный нагрев. Это когда терморезистор нагревается рядом расположенным нагревательным элементом. При этом он сам и нагревательный элемент электрически не связаны друг с другом. В таком случае, сопротивление терморезистора определяется функцией тока, протекающего через нагревательный элемент, а не через терморезистор. Терморезисторы с косвенным нагревом являются комбинированными приборами.

NTC-термисторы и позисторы.

По зависимости изменения сопротивления от температуры терморезисторы делят на два типа:

Давайте разберёмся, какая между ними разница.

Своё название NTC-термисторы получили от сокращения NTC – Negative Temperature Coefficient , или “Отрицательный Коэффициент Сопротивления”. Особенность данных термисторов в том, что при нагреве их сопротивление уменьшается . Кстати, вот так обозначается NTC-термистор на схеме.

Обозначение термистора на схеме

Как видим, стрелки на обозначении разнонаправлены, что указывает на основное свойство NTC-термистора: температура увеличивается (стрелка вверх), сопротивление падает (стрелка вниз). И наоборот.

На практике встретить NTC-термистор можно в любом импульсном блоке питания. Например, такой термистор можно обнаружить в блоке питания компьютера. Мы уже видели NTC-термистор на плате ИКАР”а, только там он был серо-зелёного цвета.

На этом фото NTC-термистор фирмы EPCOS. Применяется для ограничения пускового тока.

Для NTC-термисторов, как правило, указывается его сопротивление при 25°С (для данного термистора это 8 Ом) и максимальный рабочий ток. Обычно это несколько ампер.

Данный NTC-термистор устанавливается последовательно, на входе сетевого напряжения 220V. Взгляните на схему.

Так как он включен последовательно с нагрузкой, то весь потребляемый ток протекает через него. NTC-термистор ограничивает пусковой ток, который возникает из-за заряда электролитических конденсаторов (на схеме С1). Бросок зарядного тока может привести к пробою диодов в выпрямителе (диодный мост на VD1 – VD4).

При каждом включении блока питания конденсатор начинает заряжаться, а через NTC-термистор начинает протекать ток. Сопротивление NTC-термистора при этом велико, так как он ещё не успел нагреться. Протекая через NTC-термистор, ток разогревает его. После этого сопротивление термистора уменьшается, и он практически не препятствует протеканию тока, потребляемого прибором. Таким образом, за счёт NTC-термистора удаётся обеспечить “плавный запуск” электроприбора и уберечь от пробоя диоды выпрямителя.

Понятно, что пока импульсный блок питания включен, NTC-термистор находится в “подогретом” состоянии.

Если в схеме происходит выход из строя каких-либо элементов, то, обычно резко возрастает и потребляемый ток. При этом нередки случаи, когда NTC-термистор служит своего рода дополнительным предохранителем и также выходят из строя из-за превышения максимального рабочего тока.

Выход из строя ключевых транзисторов в блоке питания зарядного устройства привел к превышению максимального рабочего тока этого термистора (max 4A) и он сгорел.

Позисторы. PTC-термисторы.

Термисторы, сопротивление которых при нагреве растёт , называют позисторами. Они же PTC-термисторы (PTC – Positive Temperature Coefficient , “Положительный Коэффициент Сопротивления”).

Стоит отметить, что позисторы получили менее широкое распространение, чем NTC-термисторы.

Позисторы легко обнаружить на плате любого цветного CRT-телевизора (с кинескопом). Там он установлен в цепи размагничивания. В природе встречаются как двухвыводные позисторы, так и трёхвыводные.

На фото представитель двухвыводного позистора, который применяется в цепи размагничивания кинескопа.

Внутри корпуса между выводами-пружинами установлено рабочее тело позистора. По сути это и есть сам позистор. Внешне выглядит как таблетка с напылением контактного слоя по бокам.

Как я уже говорил, позисторы используются для размагничивания кинескопа, а точнее его маски. Из-за магнитного поля Земли или влияния внешних магнитов маска намагничивается, и цветное изображение на экране кинескопа искажается, появляются пятна.

Наверное, каждый помнит характерный звук “бдзынь”, когда включается телевизор – это и есть тот момент, когда работает петля размагничивания.

Кроме двухвыводных позисторов широко применяются трёхвыводные позисторы. Вот такие.

Отличие их от двухвыводных заключается в том, что они состоят из двух позисторов-“таблеток”, которые установлены в одном корпусе. На вид эти “таблетки” абсолютно одинаковые. Но это не так. Кроме того, что одна таблетка чуть меньше другой, так ещё и сопротивление их в холодном состоянии (при комнатной температуре) разное. У одной таблетки сопротивление около 1,3 ~ 3,6 кОм, а у другой всего лишь 18 ~ 24 Ом.

Трёхвыводные позисторы также применяются в цепи размагничивания кинескопа, как и двухвыводные, но только схема их включения немного иная. Если вдруг позистор выходит из строя, а такое бывает довольно часто, то на экране телевизора появляются пятна с неестественным отображением цвета.

И конденсаторы. Маркировка на них не наносится, что затрудняет их идентификацию. По внешнему виду SMD-терморезисторы очень похожи на керамические SMD-конденсаторы.

Встроенные терморезисторы.

В электронике активно применяются и встроенные терморезисторы. Если у вас паяльная станция с контролем температуры жала , то в нагревательный элемент встроен тонкоплёночный терморезистор. Также терморезисторы встраиваются и в фен термовоздушных паяльных станций , но там он является отдельным элементом.

Стоит отметить, что в электронике наряду с терморезисторами активно применяются термопредохранители и термореле (например, типа KSD), которые также легко обнаружить в электронных приборах.

Теперь, когда мы познакомились с терморезисторами, пора .

Определяем характеристики по маркировке

Расшифровка основных характеристик

Кратко рассмотрим, данные приведенные в таблице на рисунке 3 (для удобства строки пронумерованы).

Рисунок 3. Таблица с основными характеристиками серии B598*1

Краткое описание:

значение, характеризующее максимальный уровень рабочего напряжения при нагреве устройства до 60°С, в данном случае он соответствует 265 В. Учитывая, что нет определения DC/AC, можно констатировать, что элемент работает как с переменным, так и постоянным напряжением.
Номинальный уровень, то есть напряжение в штатном режиме работы – 230 вольт.
Расчетное число гарантированных производителем циклов срабатывания элемента, в нашем случае их 100.
Значение, описывающее величину опорной температуры, после достижения которой происходит существенное увеличение уровня сопротивления. Для наглядности приведем график (см. рис. 4) температурной корреляции.

Соответствие номинальному значению R (то есть допуск), указывается в процентном соотношении, а именно 25%.
Диапазон рабочей температуры для минимального (от -40°С до 125°С) и максимального (0-60°С) напряжения.

Расшифровка спецификации конкретной модели

Это были основные параметры серии, теперь рассмотрим спецификацию для С831 (см. рис. 5).

Краткая расшифровка:

Величина тока для штатного режима работы, для нашей детали это почти половина ампера, а именно 470 мА (0,47 А).
Этот параметр указывает ток, при котором величина сопротивления начинает существенно меняться в большую сторону. То есть, когда через С831 протекает ток с силой 970 мА, срабатывает «защита» устройства. Следует заметить, что этот параметр связан с точкой температурного перехода, поскольку проходящий ток приводит к разогреву элемента.
Максимально допустимая величина тока для перехода в «защитный» режим, для С831 это 7 А. Обратите внимание, что в графе указано максимальное напряжение, следовательно, можно рассчитать допустимую величину мощности рассеивания, превышение которой с большой вероятностью приведет к разрушению детали.
Время срабатывания, для С831 при напряжении 265 вольт и токе 7 ампер оно составит менее 8 секунд.
Величина остаточного тока, необходимого для поддерживания защитного режима рассматриваемой радиодетали, она 0,02 А. Из этого следует, что на удержание сработавшего состояния требуется мощность 5,3 Вт (I r x V max).
Сопротивление устройства при температуре 25°С (3,7 Ом для нашей модели). Отметим, с измерения мультиметром этого параметра начинается проверка позистора на исправность.
Величина минимального сопротивления, у модели С831 это 2,6 Ом. Для полноты картины, еще раз приведем график температурной зависимости, где будут отмечены номинальное и минимальное значение R (см. рис. 6).

Рисунок 6. График температурной корреляции для B59831, значения RN и Rmin отмечены красным

Полное наименование модели (у нас B59831-C135-A70), данная информация может быть полезной для поиска аналогов.

Теперь, зная спецификацию, можно переходить к проверке на работоспособность.

Определение исправности по внешнему виду

Если внешний осмотр не дал результата, приступаем к тестированию.

Пошаговая инструкция проверки позистора мультиметром

Подключаем тестируемую деталь к мультиметру. Желательно, чтобы прибор был оснащен «крокодилами», в противном случае припаиваем к выводам элемента проволоку и накручиваем ее на разные иглы щупов.
Включаем режим измерения наименьшего сопротивления (200 Ом). Прибор покажет номинальную величину R, характерную для тестируемой модели (как правило, менее одного-двух десятков Ом). Если показание отличается от спецификации (с учетом погрешности), можно констатировать неисправность радиокомпонента.
Аккуратно нагреваем корпус тестируемой детали при помощи паяльника, величина R начнет резко увеличиваться. Если она осталась неизменной, элемент необходимо менять.
Отключаем мультиметр от тестируемой детали, даем ей остыть, после чего повторяем действия, описанные в пунктах 1 и 2. Если сопротивление вернулось к номинальному значению, то радиокомпонент с большой долей вероятности можно признать исправным.

Что такое датчик температуры NTC?

Аббревиатура NTC расшифровывается как Negative Temperature Coefficient, что в переводе на русский язык означает отрицательный температурный коэффициент. При повышении температуры датчика его сопротивление уменьшается, а при понижении температуры сопротивление возрастает.

Датчик температуры также может называться термистором, терморезистором, термическим резистором, термометром сопротивления.

Вынесенный датчик измерения температуры

Как правило, датчик температуры NTC является полупроводниковым. Это связано с тем, что для полупроводников без примесей температурный коэффициент сопротивления отрицателен.

Датчики температуры для терморегуляторов, представленных в нашем магазине, предназначены для контроля температуры окружающей среды (кабельная стяжка, поверхность нагревательных элементов и т.п.). При монтаже пленочного теплого пола, выносной датчик температуры закладывается в гофротрубу диаметром 16 мм непосредственно под одной из греющих полос ИК пленки в месте наименьшей теплоотдачи (например, под ковриком или мебелью на низких ножках).

Датчики не являются электронными приборами, поскольку не содержат систем предварительной обработки сигнала. В основе работы температурных датчиков NTC лежит нелинейная зависимость сопротивления терморезистора датчика от температуры среды, в которую он помещен. В соответствии с этим меняется напряжение на входе компаратора терморегулятора. Настройка компаратора соответствует температурной характеристике комплектного датчика.

Соотношение температуры и сопротивления датчика пола на 10 кОм:

Температура, °С	Сопротивление, Ом
5	22070
10	17960
20	12091
30	8312
40	5827

Достаточно большая крутизна характеристики датчиков и достаточно малые отклонения реальной характеристики отдельного датчика от номинальной обеспечивают приемлемую чувствительность и позволяют выбрать небольшой гистерезис при поддержании заданной температуры.

Про терморезисторы (NTC 10D-9 Thermal Resistor)

Я частенько обращал внимание на «хлопки» в выключателях при включении лампочек (особенно светодиодных). Если в роли драйвера у них конденсаторы, то «хлопки» бывают просто пугающие. Эти терморезисторы помогли решить проблему.
Всем ещё со школы известно, что в нашей сети течёт переменный ток. А переменный ток — электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению (изменяется по синусоидальному закону). Именно поэтому «хлопки» происходят на каждый раз. Зависит от того, в какой момент вы попали. В момент перехода через ноль хлопка не будет вовсе. Но я так включать не умею:)
Чтобы сгладить пусковой ток, но при этом не оказывать влияние на работу схемы, заказал NTC-термисторы. У них есть очень хорошее свойство, с увеличением температуры их сопротивление уменьшается. То есть в начальный момент они ведут себя как обычное сопротивление, уменьшая своё значение с прогревом.

Терморези́стор (термистор) — полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от его температуры.
По типу зависимости сопротивления от температуры различают терморезисторы с отрицательным (NTC-термисторы, от слов «Negative Temperature Coefficient») и положительным (PTC-термисторы, от слов «Positive Temperature Coefficient» или позисторы.)

Пересчитал, ровно пятьдесят.
Когда подбирал терморезисторы под свои задачи, у одного продавца выудил вот такую табличку. Думаю, многим она пригодится. 10D-9 расшифровывается просто: сопротивление (при н.у.) 10 Ом, диаметр 9мм.

Ну а я составил свою таблицу на основе тех экспериментов, что провёл. Всё просто. С установки П321, при помощи которой калибрую мультиметры, подавал калиброванный ток.
Падение напряжения на терморезисторе снимал обычным мультиметром.
Есть особенности:
1. При токе 1,8А появляется запах лакокрасочного покрытия терморезистора.
2. Терморезистор спокойно выдерживает и 3А.
3. Напряжение устанавливается не сразу, а плавно приближается к табличному значению по мере прогрева или остывания.
4. Сопротивление терморезисторов при температуре 24˚С в пределах 10-11 Ом.

Красным я выделил тот диапазон, который наиболее применим в моей квартире.
Табличку перенёс на график.

Самая эффективная работа – на крутом спуске.
Изначально предполагал каждый терморезистор вживлять в лампочку. Но поле тестирования полученного товара и снятия характеристик понял, что для них (термисторов) нужна более серьёзная нагрузка. Именно поэтому решил вживить в выключатели, чтобы работали на несколько лампочек сразу. Выводы у резисторов тонковаты, пришлось выходить из ситуации вот таким способом.

Специальной обжимки у меня нет, поэтому работал пассатижами.

Для одинарного выключателя приготовил одинарный клеммник.

Для сдвоенного приготовил другой комплект. С клеммником будет удобнее монтировать.

Основное всё сделано. Встало без проблем.

Работают уже полгода. После установки на место страшных «хлопков» я больше не слышал.
Прошло достаточно времени, чтобы сделать вывод – годятся. И годятся не только для светодиодных лампочек.
А вот такой термистор я нашёл непосредственно в схеме светодиодного драйвера (ITead Sonoff LED- WiFi Dimming LED)
Больших сопротивлений китайцы не ставят, чтобы не мешать правильной работе схемы.

Что ещё хотел сказать в конце. Номинал сопротивления каждый должен подобрать сам в соответствии с решаемыми задачами. Технически грамотному человеку это вовсе не сложно. Когда я заказывал терморезисторы, инфы про них совсем не было. У вас она теперь есть. Смотрите на график зависимости и заказывайте то, что считаете более подходящим под ваши задачи.
На этом ВСЁ!
Удачи!

Термисторы / Измерение температуры с помощью термисторов NTC

Автор: Филип Кейн.

Термисторы (терморезисторы) – это переменные резисторы, зависящие от температуры. Существует два типа термисторов: положительный температурный коэффициент (PTC) и отрицательный температурный коэффициент (NTC). При повышении температуры сопротивление термистора PTC увеличится, а сопротивление термистора NTC уменьшится. Они показывают противоположную реакцию при понижении температуры.

Оба типа термисторов используются в различных областях применения.Однако здесь основное внимание будет уделено использованию термисторов NTC для измерения температуры в приложениях на основе микроконтроллеров.

Технические характеристики термистора
Следующие параметры термистора NTC можно найти в паспорте производителя.

Сопротивление
Это сопротивление термистора при температуре, указанной производителем, часто 25 ° C.

Допуск
Указывает, насколько сопротивление может отличаться от заданного значения.Обычно выражается в процентах (например, 1%, 10% и т. Д.). Например, если указанное сопротивление при 25 ° C для термистора с допуском 10% составляет 10000 Ом, то измеренное сопротивление при этой температуре может находиться в диапазоне от 9000 Ом до 11000 Ом.

Константа B (или бета)
Значение, которое представляет соотношение между сопротивлением и температурой в заданном диапазоне температур. Например, «3380 25/50» означает постоянную бета 3380 в диапазоне температур от 25 ° C до 50 ° C.

Допуск на бета-константу
Допуск на бета-константу в процентах.

Диапазон рабочих температур
Минимальная и максимальная рабочая температура термистора.

Тепловая постоянная времени
При изменении температуры время, необходимое для достижения 63% разницы между старой и новой температурами.

Постоянная теплового рассеяния
Термисторы подвержены самонагреву при прохождении тока. Это количество энергии, необходимое для повышения температуры термистора на 1 ° C.Он указывается в милливаттах на градус Цельсия (мВт / ° C). Обычно рассеиваемая мощность должна быть низкой, чтобы предотвратить самонагревание.

Максимально допустимая мощность
Максимальная рассеиваемая мощность. Он указывается в ваттах (Вт). Превышение этой спецификации приведет к повреждению термистора.

Таблица температур сопротивления
Таблица значений сопротивления и соответствующих температур в диапазоне рабочих температур термистора. Термисторы работают в относительно ограниченном диапазоне температур, обычно от -50 до 300 ° C в зависимости от типа конструкции и покрытия.

Реакция термистора на температуру

Как и в случае с любым резистором, вы можете использовать настройку омметра на вашем мультиметре для измерения сопротивления термистора. Значение сопротивления, отображаемое на вашем мультиметре, должно соответствовать температуре окружающей среды рядом с термистором. Сопротивление изменится в ответ на изменение температуры.

Список деталей Полный комплект с Arduino

Список деталей без Arduino

Рис. 1. Сопротивление термистора изменяется в зависимости от температуры.

На рис. 2 показан отклик термистора NTC в диапазоне от -40 ° C до 60 ° C. Из рисунка видно, что термисторы обладают высокой чувствительностью. Небольшое изменение температуры вызывает большое изменение сопротивления. Также обратите внимание, что реакция этого термистора не линейна. То есть изменение сопротивления при заданном изменении температуры не является постоянным в диапазоне температур термистора.

Рисунок 2: Кривая температурного сопротивления термистора от -40 ° C до 60 ° C

Паспорт производителя включает список значений сопротивления термистора и соответствующих температур во всем диапазоне.Одно из решений, позволяющих справиться с этой нелинейной реакцией, – это включить в код справочную таблицу, содержащую эти данные о термостойкости. После вычисления сопротивления (будет описано позже) ваш код ищет в таблице соответствующую температуру.

Линеаризирующий отклик термистора

На аппаратной стороне вы можете линеаризовать отклик термистора, разместив постоянный резистор параллельно или последовательно с ним. Это улучшение будет происходить за счет некоторой точности.Сопротивление резистора должно быть равно сопротивлению термистора в середине интересующего температурного диапазона.

Термистор – комбинация параллельных резисторов

На Рисунке 3 показана S-образная кривая температурного сопротивления, полученная путем размещения резистора 10 кОм параллельно с термистором, сопротивление которого составляет 10 кОм при 25 ° C. Это делает область кривой между 0 ° C и 50 ° C довольно линейной. Обратите внимание, что максимальная линейность составляет около средней точки, которая находится при 25 ° C.

Рис. 3. Кривая температурного сопротивления комбинации термистора и параллельного резистора.

Термистор – комбинация последовательных резисторов (делитель напряжения)

Обычно микроконтроллеры собирают аналоговые данные через аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Вы не можете напрямую прочитать сопротивление термистора с помощью АЦП. Последовательная комбинация термистор-резистор, показанная на рисунке 4, представляет собой простое решение в виде делителя напряжения.

Рисунок 4: Термисторный делитель напряжения.

Для расчета выходного напряжения делителя напряжения используется следующая формула:

Vo = Vs * (R0 / (Rt + R0))

Линеаризованная кривая температура-напряжение на рисунке 5 показывает изменение выходного напряжения Vo делителя напряжения в ответ на изменение температуры. Напряжение источника Vs составляет 5 вольт, сопротивление термистора Rt составляет 10 кОм при 25 ° C, а сопротивление последовательного резистора R0 составляет 10 кОм. Подобно комбинации параллельного резистора и термистора, описанной выше, эта комбинация имеет максимальную линейность около средней точки кривой, которая находится при 25 ° C.

Рисунок 5: График зависимости температуры от напряжения.

Обратите внимание, что, поскольку Vs и R0 постоянны, выходное напряжение определяется Rt. Другими словами, делитель напряжения преобразует сопротивление термистора (и, следовательно, температуру) в напряжение. Идеально подходит для ввода в АЦП микроконтроллера.

Преобразование данных АЦП в температуру путем определения сначала сопротивления термистора

Чтобы преобразовать данные АЦП в температуру, сначала найдите сопротивление термистора, а затем используйте его для определения температуры.

Вы можете изменить приведенное выше уравнение делителя напряжения, чтобы найти сопротивление термистора Rt:

Rt = R0 * ((Vs / Vo) – 1)

Если опорный АЦП напряжения (Vref) и источник напряжения делитель напряжения (Vs) являются одинаковыми, то справедливо следующее:

adcMax / adcVal = Vs / Vo

То есть отношение входного напряжения делителя напряжения к выходному напряжению такое же, как отношение значения полного диапазона АЦП (adcMax) к значению, возвращаемому АЦП (adcVal).Если вы используете 10-битный АЦП, тогда adcMax равно 1023.

Рисунок 6: Схема делителя напряжения и АЦП с общим опорным напряжением.

Теперь вы можете заменить соотношение напряжений соотношением значений АЦП в уравнении, которое необходимо решить для Rt:

Rt = R0 * ((adcMax / adcVal) – 1)

Например, предположим, что термистор с сопротивлением 10 кОм при 25 ° C, 10-битный АЦП и adcVal = 366.

Rt = 10,000 * ((1023/366) – 1)
= 10,000 * (2,03)
= 17,951 Ом

После расчета значения Rt можно использовать справочную таблицу, содержащую данные о температурном сопротивлении термистора, чтобы найти соответствующую температуру.Расчетное сопротивление термистора в приведенном выше примере соответствует температуре приблизительно 10 ° C.

9 18,670
10 17,926
11 17,214

Лист технических данных производителя может не включать все значения температурного сопротивления термистора или у вас может не хватить памяти для включения всех значений в справочную таблицу. В любом случае вам нужно будет включить код для интерполяции между перечисленными значениями.

Прямое вычисление температуры

В качестве альтернативы вы можете использовать уравнение, которое аппроксимирует кривую температурной характеристики термистора для расчета температуры.3

Производитель может или не может предоставить значения для коэффициентов A, B и C. В противном случае они могут быть получены с использованием данных измерения сопротивления температуры. Однако это выходит за рамки данной статьи. Вместо этого мы будем использовать более простое уравнение параметра бета (или B), показанное ниже. Хотя оно не так точно, как уравнение Стейнхарта-Харта, оно все же дает хорошие результаты в более узком температурном диапазоне.

1 / T = 1 / T0 + 1 / B * ln (R / R0)

Переменная T – это температура окружающей среды в Кельвинах, T0 – обычно комнатная температура, также в Кельвинах (25 ° C = 298.15K), B – постоянная бета, R – сопротивление термистора при температуре окружающей среды (такое же, как Rt выше), а R0 – сопротивление термистора при температуре T0. Значения T0, B и R0 можно найти в паспорте производителя. Вы можете рассчитать значение R, как описано ранее для Rt.

Если напряжение источника делителя напряжения и Vref одинаковы, вам не нужно знать R0 или находить R для расчета температуры. Помните, что вы можете записать уравнение для сопротивления термистора через отношение значений АЦП:

R = R0 * ((adcMax / adcVal) – 1)

, тогда:

1 / T = 1 / T0 + 1 / B * ln (R0 * ((adcMax / adcVal) – 1) / R0)

R0 отменяет, что оставляет:

1 / T = 1 / T0 + 1 / B * ln ((adcMax / adcVal) – 1)

Возьмите результат, обратный результату, чтобы получить температуру в Кельвинах.

Например, предположим, что цепь термисторного делителя напряжения подключена к 10-битному АЦП. Константа бета для термистора составляет 3380, сопротивление термистора (R0) при 25 ° C составляет 10 кОм, а АЦП возвращает значение 366.

1 / T = 1 / 298,15 + 1/3380 * ln ((1023/366) – 1)
1 / T = 0,003527
T = 283,52K – 273,15K = 10,37 ° C

Пример: простой регистратор температуры на базе Arduino

На рисунке 7 показан простой регистратор температуры, состоящий из Arduino Uno SBC и термисторного делителя напряжения (справа).Выход делителя напряжения подключен к внутреннему 10-битному АЦП Arduino через один из аналоговых выводов. Arduino получает значение АЦП, вычисляет температуру и отправляет ее на последовательный монитор для отображения.

Рисунок 7: Схема регистратора температуры Arduino.

В следующем эскизе Arduino используется уравнение параметра B для расчета температуры. Функция getTemp выполняет большую часть работы. Он считывает аналоговый вывод несколько раз и усредняет значения АЦП. Затем он вычисляет температуру в Кельвинах, преобразует ее в Цельсия и Фаренгейта и возвращает все три значения в основной цикл.Основной цикл многократно вызывает getTemp с двухсекундной задержкой между вызовами. Он отправляет значения температуры, возвращаемые getTemp, на последовательный монитор.

Рисунок 8: Снимок экрана с выходными данными регистратора температуры.

Загрузите пример кода здесь.

недействительным getTemp (float * t)
{

    // Преобразует входной сигнал термисторного делителя напряжения в значение температуры.
    // Делитель напряжения состоит из термистора Rt и последовательного резистора R0.
    // Значение R0 равно сопротивлению термистора при T0.// Вы должны установить следующие константы:
    // adcMax (значение полного диапазона АЦП)
    // analogPin (аналоговый входной контакт Arduino)
    // invBeta (инверсия значения бета термистора, предоставленного производителем).
    // Используйте с этим модулем эталонное напряжение Arduino по умолчанию (5 В или 3,3 В).
    //

  const int analogPin = 0; // заменяем 0 аналоговым выводом
  const float invBeta = 1.00 / 3380.00; // заменяем "Beta" на beta термистора

  const float adcMax = 1023.00;
  const float invT0 = 1,00 / 298,15; // комнатная температура в Кельвинах

  int adcVal, i, numSamples = 5;
  поплавок K, C, F;

  adcVal = 0;
  для (i = 0; i
  Ошибка измерения и разрешение АЦП   Существует ряд факторов, которые могут способствовать ошибке измерения. Например, термистор и последовательные резисторы могут отличаться от своих номинальных значений (в указанных пределах допуска), или может быть ошибка из-за самонагрева термистора, или шумная электрическая среда может привести к колебаниям на входе АЦП [6].
  Ниже приведены несколько предложений по уменьшению погрешности измерения. Это предполагает, что вы используете уравнение параметра B.

Разрешение АЦП

В лучшем случае температура в приведенном выше примере является точной с точностью до 0,1 ° C. Это связано с ограничением из-за разрешения АЦП.

АЦП не чувствителен к изменениям напряжения между шагами. Для 10-битного АЦП наименьшее изменение напряжения, которое можно измерить, составляет Vref / 1023. Это разрешение АЦП по напряжению.Если Vref составляет 5 В, разрешение по напряжению составляет 4,89 мВ. Предполагая, что T0 составляет 25 ° C, наименьшее изменение температуры, которое может быть обнаружено при 25 ° C, составляет ± 0,1 ° C. Это температурное разрешение при 25 ° C. Это означает, что изменение младшего бита вызовет скачок отображаемой температуры на 0,1 ° C. Этот скачок связан с разрешением АЦП, а не с ошибкой измерения.

АЦП	Выход	Температура
511 512 513	0111111111 1000000000 1000000001	24.95 ° C 25,05 ° C 25,15 ° C

Если вам нужно лучшее разрешение, существуют методы (например, передискретизация [1]), которые вы можете использовать для увеличения эффективного разрешения АЦП вашего микроконтроллера, или вы можете использовать внешний АЦП. с более высоким разрешением.

Ссылки

AVR121: Повышение разрешения АЦП за счет передискретизации
http://www.atmel.com/Images/doc8003.pdf
Как найти выражение для бета-версии
http://www.zen22142.zen.co.uk / ronj / tyf.html
Измерение температуры с помощью термистора и Arduino
http://web.cecs.pdx.edu/~eas199/B/howto/thermistorArduino/thermistorArduino.pdf
Термистор
https://en.wikipedia.org/wiki/Термистор
http://www.radio-electronics.com/info/data/resistor/thermistor/thermistor.php
Понимание и минимизация ошибок преобразования АЦП
http://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/application_note/9d/56/66/74/4e/97/48/93/CD00004444.pdf / files / CD00004444.pdf / jcr: content / translations / en.CD00004444.pdf

Если у вас есть история об электронике, которой вы хотите поделиться, отправьте ее по адресу [адрес электронной почты защищен].

Почти два десятилетия Фил Кейн был техническим писателем в индустрии программного обеспечения и иногда писал статьи для журналов для любителей электроники. Он имеет степень бакалавра электронных технологий и информатику. Фил всю жизнь интересовался наукой, электроникой и исследованием космоса.Ему нравится конструировать и конструировать электронные устройства, и он очень хотел бы однажды увидеть хотя бы одно из этих устройств на пути к Луне или Марсу.

Технические характеристики и параметры термистора »Примечания по электронике

Термисторы

, как NTC, так и PTC, имеют ряд определенных параметров и спецификаций.

Resistor Tutorial:

Обзор резисторов Углеродный состав Карбоновая пленка Металлооксидная пленка Металлическая пленка Проволочная обмотка SMD резистор MELF резистор Переменные резисторы Светозависимый резистор Термистор Варистор Цветовые коды резисторов Маркировка и коды SMD резисторов Характеристики резистора Где и как купить резисторы Стандартные номиналы резисторов и серия E

Хотя термисторы в основном являются резисторами, они обладают некоторыми дополнительными характеристиками, помимо характеристик обычных резисторов.В дополнение к этому, при поиске необходимо выбрать правильный тип.

Чтобы выбрать термистор для любого конкретного применения, необходимо понимать используемые спецификации и параметры.

Основные характеристики термистора

Некоторые из наиболее важных характеристик термистора приведены ниже:

Тип термистора: Первое решение, которое необходимо принять при выборе любого термистора, – это убедиться, что выбран правильный тип термистора.Существуют не только положительные и отрицательные типы температурных коэффициентов, но и другие формы термисторов, включая переключающие, силисторные и другие.
Сопротивление: Сопротивление базы термистора, естественно, является одним из ключевых параметров. Термисторы могут быть получены с различными значениями сопротивления от Ом до многих кОм.
Естественно, поскольку сопротивление изменяется в зависимости от температуры, необходимо указать температуру, при которой компонент имеет требуемое сопротивление.Обычно используется температура 25 ° C, и это может быть указано как значение R25. Для более специализированных применений могут использоваться другие температуры. Также обратите внимание, что иногда температура может быть указана в абсолютных температурах, например, ° K.
Допуск значения сопротивления: Как и для любого резистора, существует допуск на стандартное сопротивление. Это значение принимается за значение R25 или значение при температуре, для которой дано сопротивление. Обычно доступны значения ± 2%, ± 3% и ± 5%.
значение / константа: Также называемое значением β, эта спецификация термистора представляет собой простую аппроксимацию зависимости между сопротивлением и температурой для термистора NTC. Чтобы получить значение, используются две температуры, чтобы получить значение для β. Это очень полезный параметр, когда возможны относительно небольшие перепады температур. Два значения температуры добавляются к значению B, поскольку они являются неотъемлемой частью спецификации.Это предполагает номинально линейную зависимость, которая обычно верна для большинства практических приложений.
Допуск на значение / константа Β: Как видно из названия, это допуск на значение β.
Постоянная времени: Постоянная времени термистора важна для любых приложений, где требуется быстрое реагирование – например, при защите от перегрузок и т. Д. Ни одно тело не может мгновенно повысить свою температуру с одного значения до другого.Отсюда и асимптотическая кривая. Кроме того, чем больше корпус, тем больше времени требуется для повышения температуры. Соответственно, постоянная времени устройства является важной характеристикой термистора для некоторых приложений.
Параметр тепловой постоянной времени, обозначаемый греческой буквой τ, определяется как время, необходимое термистору для изменения до 63,2% (т.е. 1: 1 / e) разницы между начальной температурой (t1) и температурой прицеливания (t2). ), когда на термисторе не рассеивается мощность, а разница температур применяется как ступенчатое изменение.
Для целей измерения температура, необходимая для измерения τ; то есть время достижения сопротивления для 63,2% разницы температур составляет:
Коэффициент теплового рассеяния δ: Это важная особенность термистора, потому что все термисторы должны пропускать некоторый ток для работы цепи, в которую они включены. Это вызывает самонагрев термистора.
Эта спецификация термистора определяет соотношение между подаваемой мощностью и самонагревом термистора.Если через термистор проходит слишком большой ток, это нарушит работу термистора. Соответственно, эта спецификация регулирует ток, который может проходить через устройство. Коэффициент рассеяния δ выражается в мВт / ° C.
Где
P = рассеиваемая мощность в ваттах
ΔT = повышение температуры в ° C
Конкретное значение δ будет соответствовать уровню мощности, необходимому для повышения температуры термистора на 1 ° C. Коэффициент рассеяния зависит от ряда факторов, и в результате характеристики термистора для коэффициента рассеяния δ действительно полезны только в качестве ориентира, а не точного значения.
Диапазон рабочих температур: Это диапазон температур, для которого термистор предназначен для работы. Материалы, конструкция и другие подобные факторы ограничивают диапазон, в котором может работать устройство. Соответственно, для надежности и производительности термистор не следует эксплуатировать за пределами указанного диапазона температур.
Максимальная рассеиваемая мощность: Для измерительных приложений рассеиваемая мощность остается низкой, чтобы предотвратить самонагрев, но при некоторых обстоятельствах могут быть причины для рассеивания большей мощности.Не следует превышать спецификацию максимальной рассеиваемой мощности, если это не приведет к повреждению. Для максимальной надежности устройство должно работать в пределах максимальной рассеиваемой мощности – часто только 50-66% от спецификации.

Возможно, что некоторые дополнительные спецификации параметров могут быть использованы для специальных термисторов, но это одни из основных, которые обычно встречаются.

Другие электронные компоненты: Резисторы
Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .

Термистор NTC 10k Характеристики, характеристики, параметры и лист данных

Характеристики

Поставляется с широким диапазоном сопротивления
Стоимость термистора экономична
С диском термистора, покрытым лаком
Медные выводы покрыты оловом.
С шагом выводов 5,0 мм
Компонент, отмеченный сопротивлением и допуском
Хорошая стабильность, устойчивость к окружающей среде
Обеспечивает высокую точность измерения сопротивления и константы B
Продукт не содержит свинца

Технические характеристики

Сопротивление при 25 ° C: 10K + – 1%
Значение B (материальная постоянная) = 3950 + – 1%
Коэффициент рассеяния (коэффициент потери энергии режима колебаний) δ th = (в воздухе) ок.7,5 мВт / К
Постоянная времени термического охлаждения <= (на воздухе) 20 секунд
Температурный диапазон термистора от -55 ° C до 125 ° C

Важные параметры

1. Сопротивление термистора при нулевой мощности: (R)

Подходящей точкой отсчета для термистора , обеспечиваемой сопротивлением, является 25 ° C (практически при комнатной температуре). Формула, по которой определяется сопротивление термистора:

R = R0 ехрB (1 / T-1 / T0)

Где, R = Сопротивление при температуре окружающей среды T (K)

R0 = Сопротивление при температуре окружающей среды T0 (K)

B = Постоянная материала

2.Константа материала: (B)

Константа материала B управляет крутизной характеристики RT, как показано на рисунке. Значение B изменяется в зависимости от температуры и определяется в диапазоне от 25 ° C до 85 ° C по формуле:

B25 / 85 = внутренний (R85 / R25) / (1 / T – 1 / T0)

B25 / 85 – это значение, используемое для сравнения и характеристики различных керамических изделий. Допуск на это значение обусловлен составом материала

3.Температурный коэффициент сопротивления: ( α )

Это значение показывает чувствительность датчика к изменениям температуры. Он определен как:

α = ∆ Б / Т ²

Формула означает, что относительный допуск по α равен относительному допуску по значению B.

4. Тепловая Постоянная времени

Это период времени, в течение которого температура термистора будет быстро изменяться 63.2% разницы его температуры (T0) от температуры окружающей среды (T1).

5. Константа теплового рассеяния

Количество электроэнергии P (мВт), потребляемой в T1 (температура окружающей среды) и T2 (повышение температуры термистора), имеет следующую формулу:

P = C (T2-T1)

Где, C – постоянная теплового рассеяния.

Краткое описание

Термистор – это электронный компонент, используемый для расчета температуры.Это тип резистора, сопротивление которого изменяется при изменении температуры. Эти термисторы NTC состоят из комбинации оксидов металлов, прошедших процесс спекания, что дает отрицательную зависимость электрического сопротивления от температуры (R / T). Из-за большого отрицательного наклона небольшое изменение температуры вызывает огромное изменение электрического сопротивления.

В основном существует два типа термистора , один – NTC ( отрицательный температурный коэффициент ), а второй – PTC ( положительный температурный коэффициент ).Если термистор типа NTC, он снижает сопротивление, поскольку повышение температуры и поведение PTC прямо противоположно NTC. Термистор подключается к любой электрической цепи для измерения температуры тела или вещества. Диапазон рабочих температур этого термистора составляет от -55 ° C до 125 ° C, диапазон температур зависит от сопротивления базы.

График показывает изменение сопротивления в зависимости от температуры, кривая для термисторов типа NTC .

Приложения

Бытовое применение – Холодильники, морозильники, плиты, фритюрницы и т. Д.
Промышленное, телекоммуникационное приложение – Управление технологическими процессами, отопление и вентиляция, кондиционирование воздуха, пожарная сигнализация, температурная защита в системах управления / зарядки аккумуляторов, видео и аудио оборудование, мобильные телефоны и видеокамеры и т. Д.
Применение в автомобильной промышленности – Контроль температуры воздуха на впуске, контроль температуры двигателя, электронные системы подушек безопасности и т. Д.
Термистор может использоваться для температурной компенсации, измерения температуры, контроля температуры. 2, в North Star Sensors мы полагаем, основываясь на опубликованных исследованиях, что эта практика была основана на чрезмерном упрощении модели Stein-Hart Hart. уравнение и должно использоваться только в относительно узких диапазонах температур.Если вам нужна дополнительная техническая информация, свяжитесь с нами.
Чтобы определить коэффициенты A, B, C, D для определенного диапазона температур, сопротивление термистора NTC измеряется в условиях нулевой мощности в четырех температурных точках, где T1 – самая низкая температура диапазона, T2 и T3 – это средние температуры, а T4 – самая высокая температура диапазона. Наш любимый метод вычисления коэффициентов – умножение матриц в электронной таблице.Мы создали калькулятор, который поможет вам рассчитать коэффициенты:
Калькулятор коэффициентов Стейнхарта-Харта – версия Excel
Важно отметить, что сопротивления и температуры для этого калькулятора ограничены конкретными кривыми NTC.
При использовании уравнения Стейнхарта-Харта необходимо соблюдать определенные меры предосторожности, чтобы пользователь мог достичь желаемой точности и неопределенности при вычислении данных сопротивления в зависимости от температуры. Понимая сильные стороны и ограничения уравнения Стейнхарта-Харта, можно оптимизировать результаты для конкретного приложения.Ниже перечислены некоторые рекомендации, которые показывают величину ошибки интерполяции, вносимой уравнением для каждого из следующих условий, где диапазон температур, в котором должны быть рассчитаны данные R / T, определяется конечными точками tlow и бедра, выраженными в единицах градусы Цельсия (° C):
1. ≤ 0,001 ° C погрешность для 50 ° C диапазоны температур в диапазоне температур (t) 0 ° C ≤ t ≤ 260 ° C.
2. Погрешность ≤ 0,01 ° C для диапазона температур 50 ° C в диапазоне температур (t) -80 ° C ≤ t ≤ 0 ° C.
3. Погрешность ≤ 0,01 ° C для диапазона температур 100 ° C в диапазоне температур (t) 0 ° C ≤ t ≤ 260 ° C.
4. Погрешность ≤ 0,02 ° C для диапазона температур 100 ° C в диапазоне температур (t) -80 ° C ≤ t ≤ 25 ° C.
Если приложение требует подбора кривой с максимально возможной точностью в диапазоне температур более 50 ° C или 100 ° C, желаемый диапазон температур может быть разбит на приращения 50 ° C или 100 ° C для расчета коэффициенты A, B, C, D и сопротивление в зависимости отданные о температуре. Таблицы соотношения сопротивления (Rt / R25) и температуры, опубликованные North Star Sensors, были разработаны на основе расчетов по уравнению Стейнхарта-Харта, выполненных для нескольких диапазонов 50 ° C, таких как от -50 ° C до 0 ° C, от 0 ° C до 50 ° C, от 50 до 100 ° C и от 100 до 150 ° C.
Конкретные коэффициенты A, B, C, D термистора зависят как от характеристики термистора NTC, так и от R25 этого термистора. Например, участок кривой 44 с сопротивлением R25 10 кОм и участок кривой 40 с сопротивлением R25 10 кОм будут иметь разные коэффициенты A, B, C, D, даже если они имеют одинаковое сопротивление при 25 ° C.Кроме того, часть кривой 44 с сопротивлением R25 10 кОм и часть кривой 44 с сопротивлением R25 5 кОм также будут иметь разные коэффициенты A, B, C, D, даже если они имеют одинаковую кривую. Однако любая деталь с такой же кривой и тем же R25 будет иметь одинаковые коэффициенты A, B, C, D в пределах своего диапазона допуска.
Щелкните здесь, чтобы увидеть несколько примеров коэффициентов A, B, C, D по кривой и R25
В отличие от коэффициентов A, B, C, D, все термисторы одной кривой имеют одинаковое значение отношения R / R25.Компания North Star Sensors опубликовала таблицы соотношения R / R25 для каждого из своих материалов термисторов. Таблицы R / T 1 ° C также публикуются для общих значений R25. Пожалуйста, свяжитесь с North Star Sensors, если вам нужна дополнительная информация или технические характеристики R / T.
Щелкните здесь для получения дополнительной информации о температурных кривых датчиков North Star
Beta (β)
Значение Beta (β) термистора является индикатором наклона характеристики зависимости сопротивления от температуры и является рассчитывается путем измерения значений сопротивления устройства в условиях нулевого напряжения в двух точках температуры, обычно при 0 ̊C и 50 ̊C.Значения сопротивления затем вводятся в следующее уравнение:
Термисторы NTC | Термисторы NTC
– Что такое термистор NTC?
Термистор с отрицательным температурным коэффициентом –
Термисторы NTC – это электронные компоненты, которые уменьшают сопротивление при повышении температуры. Термисторы NTC используются в различных продуктах.
Feauture

В качестве материала термисторов NTC используется спеченная неоксидная керамика из марганца (Mn), никеля (Ni), кобальта (Co) и других элементов.В этой керамике сформирован электрод. Тип вывода и тип микросхемы являются общими формами внешнего вида.
Температурная характеристика сопротивления
Сопротивление термисторов NTC экспоненциально уменьшается с увеличением температуры, как показано на следующем рисунке.
Поскольку сопротивление термистора NTC можно выразить следующей формулой, он широко используется в качестве датчика температуры.
RT ＝ R0expB (1 / T-1 / T0)
В этой формуле RT – это сопротивление при температуре окружающей среды T (K), R0 – это сопротивление при температуре окружающей среды T0 (K), а B – постоянная, называемая константой B.
Кроме того, константа B указывает наклон изменения сопротивления термистора из-за изменения температуры и является основной характеристикой термистора NTC.
Обратите внимание, что, поскольку константа B незначительно изменяется с температурой, значение константы B изменяется на определенную температуру.

Приложение
Сопротивление термисторов NTC изменяется на 3-5% / ° C в зависимости от изменения температуры. Он используется во многих электронных устройствах как общий датчик температуры!
Пример, Смартфоны;
Когда вы пользуетесь смартфоном, испытывали ли вы когда-нибудь, что «корпус телефона становится горячим»?
Можно сказать, что тонкие и высокоэффективные смартфоны – это небольшие ПК.Корпус имеет тенденцию нагреваться, потому что, в отличие от ПК, здесь нет вентилятора и т. П. Для отвода тепла. Следовательно, существует риск повреждения прецизионных компонентов, чувствительных к нагреванию.
Термисторы NTC пригодятся в таких условиях! !
Термисторы NTC измеряют температуру внутри смартфонов и выполняют различные операции с использованием информации о температуре.
Демонстрационный видеоролик о термисторах NTC
% PDF-1./ как [YWF> r Jk Չ ‘% uH.c ᓟ, p]} 9xE2_ конечный поток эндобдж 11 0 объект > / XObject >>> / Аннотации [8 0 R 9 0 R] / Родительский 5 0 R / MediaBox [0 0 612 792] >> эндобдж 13 0 объект > / Подтип / Ссылка / C [0 0 1] / Граница [0 0 0] / Прямоугольник [63 3,34 103,45 10,74] >> эндобдж 14 0 объект > / Подтип / Ссылка / C [0 0 1] / Граница [0 0 0] / Прямоугольник [63 3,34 103,45 10,74] >> эндобдж 15 0 объект > / Подтип / Ссылка / C [0 0 1] / Граница [0 0 0] / Прямоугольник [63 3,34 103,45 10,74] >> эндобдж 16 0 объект > поток x10Ew⏰i: @ VDI% D ڥ i # 3 ‘얖 tk ֎ BA) `v-YlWEL & = Sj \ FqyHU] CUox5 |] wa5Y۳Bȥ ) 0su & HI / KT ޿ sk0N8> H конечный поток эндобдж 17 0 объект > / XObject >>> / Аннотации [13 0 R 14 0 R 15 0 R] / Родитель 5 0 R / MediaBox [0 0 612 792] >> эндобдж 19 0 объект > / Подтип / Ссылка / C [0 0 1] / Граница [0 0 0] / Прямоугольник [63 3.RͶ} ERX9 ~ s [d-Ka ܻ ~ ° laYkh ~ P Ջ D) \> RR’A K;> = N˶8 HGoFoFo конечный поток эндобдж 24 0 объект > / XObject >>> / Аннотации [19 0 R 20 0 R 21 0 R 22 0 R] / Родитель 5 0 R / MediaBox [0 0 612 792] >> эндобдж 26 0 объект > / Подтип / Ссылка / C [0 0 1] / Граница [0 0 0] / Прямоугольник [63 3,34 103,45 10,74] >> эндобдж 27 0 объект > / Подтип / Ссылка / C [0 0 1] / Граница [0 0 0] / Прямоугольник [63 3,34 103,45 10,74] >> эндобдж 28 0 объект > / Подтип / Ссылка / C [0 0 1] / Граница [0 0 0] / Прямоугольник [63 3,34 103,45 10,74] >> эндобдж 29 0 объект > / Подтип / Ссылка / C [0 0 1] / Граница [0 0 0] / Прямоугольник [63 3.NLLL˛547 конечный поток эндобдж 32 0 объект > / XObject >>> / Аннотации [26 0 R 27 0 R 28 0 R 29 0 R 30 0 R] / Родительский 5 0 R / MediaBox [0 0 612 792] >> эндобдж 34 0 объект > / Подтип / Ссылка / C [0 0 1] / Граница [0 0 0] / Прямоугольник [63 3,34 103,45 10,74] >> эндобдж 35 0 объект > / Подтип / Ссылка / C [0 0 1] / Граница [0 0 0] / Прямоугольник [63 3,34 103,45 10,74] >> эндобдж 36 0 объект > / Подтип / Ссылка / C [0 0 1] / Граница [0 0 0] / Прямоугольник [63 3,34 103,45 10,74] >> эндобдж 37 0 объект > / Подтип / Ссылка / C [0 0 1] / Граница [0 0 0] / Прямоугольник [63 3.34 103.45 10,74] >> эндобдж 38 0 объект > / Подтип / Ссылка / C [0 0 1] / Граница [0 0 0] / Прямоугольник [63 3,34 103,45 10,74] >> эндобдж 39 0 объект > / Подтип / Ссылка / C [0 0 1] / Граница [0 0 0] / Прямоугольник [63 3,34 103,45 10,74] >> эндобдж 40 0 объект > поток x 퐻 0Ew a I $ 0x @ VDi% D ڥ S ~% k ߖ3- P09ˈ-9b! @LJ {jSp @__ Fo-c cuPw1 {7OV: SJfVZ -tR ~
R͋ | N% 6 s {0p] {qA | fo7 ٛ M> sB конечный поток эндобдж 41 0 объект > / XObject >>> / Аннотации [34 0 R 35 0 R 36 0 R 37 0 R 38 0 R 39 0 R] / Родительский 5 0 R / MediaBox [0 0 612 792] >> эндобдж 43 0 объект > / Подтип / Ссылка / C [0 0 1] / Граница [0 0 0] / Прямоугольник [63 3.34 103,45 10,74] >> эндобдж 44 0 объект > / Подтип / Ссылка / C [0 0 1] / Граница [0 0 0] / Прямоугольник [63 3,34 103,45 10,74] >> эндобдж 45 0 объект > / Подтип / Ссылка / C [0 0 1] / Граница [0 0 0] / Прямоугольник [63 3,34 103,45 10,74] >> эндобдж 46 0 объект > / Подтип / Ссылка / C [0 0 1] / Граница [0 0 0] / Прямоугольник [63 3,34 103,45 10,74] >> эндобдж 47 0 объект > / Подтип / Ссылка / C [0 0 1] / Граница [0 0 0] / Прямоугольник [63 3,34 103,45 10,74] >> эндобдж 48 0 объект > / Подтип / Ссылка / C [0 0 1] / Граница [0 0 0] / Прямоугольник [63 3,34 103,45 10,74] >> эндобдж 49 0 объект > / Подтип / Ссылка / C [0 0 1] / Граница [0 0 0] / Прямоугольник [63 3.34 103,45 10,74] >> эндобдж 50 0 объект > поток x 퐻 0Ew a I40x̅JK | Cb): – pmBArcv-% Yc # OFjcp8O_WFE54Y ~ R + n0 & [ͬ, 49r) r + B) »0su & II-K
~~Измерение температуры и применение термисторов NTC –~~
Когда Я говорю о датчиках температуры, вы, вероятно, подумаете о термопарах. Но сегодня я хотел бы обсудить термисторы NTC. Медицинским устройствам необходимо регулярно измерять температуру. Часто инженеры упускают из виду или недооценивают присущие им проблемы. или просто временно оснастив испытательный стенд, стоит подумать о том, как будут работать измерения устройства.
Основная идея заключается в том, чтобы прикрепить датчик температуры к месту на устройстве, где тепло будет обмениваться с предметом, температуру которого мы хотим измерить. Проблемы возникают, когда этот путь недостаточно доминирует над паразитными путями к другим источникам тепла. Например, особенно сложно измерить температуру газа; часто провода датчиков переносят больше тепла, чем ожидается при обмене с газом. Кроме того, сочетание этих тепловых сопротивлений с тепловыми массами различных элементов тракта может привести к тому, что система будет слишком медленной для измерения интересных переходных процессов.
Это резисторы, зависящие от температуры, и они бывают двух основных типов: с положительным температурным коэффициентом (PTC) и с отрицательным температурным коэффициентом (NTC). Хотя устройства PTC полезны для многих приложений, я собираюсь ограничить этот разговор разнообразием NTC.
Термисторы NTC являются относительно недорогими устройствами и бывают разных форм и размеров, от небольших устройств, установленных на печатных платах (PCB), до стеклянных пластин с проводными выводами. В отличие от термопар, им не нужен холодный спай, а их большое изменение сопротивления делает их довольно шумоустойчивыми без необходимости усиления.С другой стороны, их соотношение температуры и сопротивления до досады нелинейно.
~~Температура и сопротивление~~
Термисторы NTC точно аппроксимируются уравнением Стейнхарта-Харта (S-H). Поначалу это кажется математически уродливым, но как только вы преодолеете натуральный логарифм и обратную связь с абсолютной температурой, на самом деле это всего лишь полином третьего порядка.
Обратите внимание, что традиционная форма уравнения не включает квадратичный член.Я обнаружил, что добавление одного часто улучшает общую точность.
Чуть более простой вариант – уравнение бета термистора. Это просто частный случай уравнения SH, где квадратичные и кубические члены удалены. Преимущество этого уравнения в том, что вы можете получить разумную точность вычислений всего с двумя параметрами. Их номинальные значения часто указаны в технических паспортах термисторов.
~~Это снова то же уравнение, но в форме, которая легко сравнивается с S-H.~~
Типовая схема
Типичная реализация схемы термистора NTC представляет собой просто резисторный делитель, образованный термистором и эталонным резистором. Эталонный резистор обычно выбирается равным сопротивлению термистора в температурной точке в пределах интересующего диапазона. Часто используется температура 25 ° C, поскольку сопротивление при этой температуре обычно является параметром обычных термисторов.
Эта схема не очень линейна, но при тщательном выборе эталонного резистора она может быть достаточно хорошей для многих приложений.Обратите внимание, что эталонный резистор так же важен для стабильности и повторяемости схемы, как и термистор. Мы должны следить за начальным допуском резистора, а также его температурным коэффициентом.
Варианты этой схемы включают добавление конденсатора фильтра для снижения высокочастотного шума и замену термистора и резистора местами, тем самым создавая напряжение, которое вместо этого увеличивается с температурой.
Во многих приложениях этот делитель дискретизируется напрямую аналого-цифровым преобразованием (АЦП) для достижения логометрических измерений для дальнейших вычислений в программно-аппаратном обеспечении.Выход делителя также может подаваться непосредственно в цепи ниже по потоку для систем управления с обратной связью или блокировок.
~~Линеаризация~~
Первоначальной проблемой термисторов NTC является нелинейный отклик. Преобразование выходного напряжения схемы делителя для точного измерения температуры часто воспринимается как непростая задача.
~~Вот несколько стратегий, которые я успешно использовал в порядке возрастания сложности:~~
Для многих приложений нас интересует только одна температура.В этих ситуациях можно выбрать эталонный резистор для достижения желаемого порогового напряжения при этой температуре. Во многих случаях это все, что нам нужно. Иногда порог может быть реализован во встроенном ПО либо как жестко запрограммированное значение для достижения номинальной точности, либо как калиброванное значение для наивысшей точности в этой единственной точке.
Если точность не является первоочередной задачей, тогда может быть достаточно линейной аппроксимации выхода делителя. При тщательном выборе эталонного резистора можно определить ограниченный диапазон температур с довольно низкой погрешностью, но погрешность будет постоянно увеличиваться за пределами этого диапазона.Часто это приемлемо: дает хорошую точность вокруг интересующей точки, но все же дает представление о том, насколько далеко от этой точки находится текущее показание.
На следующем графике показан пример ошибки измерения температуры при использовании простой линейной аппроксимации напряжения делителя, оптимизированной для 25 градусов Цельсия. Подгонка действительно довольно хороша между 20 C и 30 C.
- ~~Интерполированная справочная таблица~~
Обычный подход к достижению хорошей точности при линеаризации термисторов NTC заключается в простом программировании в указанной таблице поиска зависимости сопротивления от температуры (LUT). от производителя.Это может использоваться с любым желаемым разрешением, а затем может быть достигнуто дополнительное разрешение с помощью линейной интерполяции между точками. Хорошая стратегия – реализовать LUT как значение АЦП в зависимости от температуры. Это просто с вычислительной точки зрения, но предполагает, что приложение в порядке с естественными вариациями, которые происходят от части к части. Если допуск детали приводит к неприемлемой точности, тогда потребуется индивидуальная калибровка, и LUT больше не будет хорошим выбором.
Следующий уровень точности может быть достигнут путем реализации бета-уравнения термистора.Как правило, это может привести к снижению температуры ниже половины градуса Кельвина в разумном диапазоне температур. Вычислив пользовательское значение бета-версии, вы можете выбрать, где оптимизировать точность. Как правило, это бета-значение будет рассчитываться пользователем на основе реальных данных калибровки, хотя использование значения из таблицы (т. Если в вашем микроконтроллере есть математический сопроцессор, он все равно может быть достаточно быстрым для вычислений. Рассмотрим LUT для перехода от чтения АЦП к значению журнала как гибридное решение.
Окончательный скачок в точности – особенно в широком диапазоне температур – может быть достигнут за счет полномасштабной реализации уравнения S-H. Обычно это идет рука об руку с необходимостью выполнения многоточечной калибровки, но я использовал этот подход в прошлом для генерации LUT во время инициализации вместо копирования большой таблицы данных в мой исходный код.
Вариант уравнения S-H, который я предпочитаю, заключается в использовании журнала отношения сопротивления термистора к номинальному значению резистора, а не только журнала сопротивления термистора.Это удобно, потому что я могу легко вычислить это по своему значению АЦП. В этой ситуации лучше всего включить все четыре термина.
~~Калибровка~~
Как я уже упоминал, для достижения последнего скачка точности потребуется некоторая калибровка. Используемая стратегия линеаризации определит, сколько точек температуры потребуется.
По сути, калибровка заключается в применении известной температуры и последующей настройке параметров схемы или программного обеспечения на основе измеренного отклика.Применение известной температуры – это двухэтапный процесс. Сначала мы применяем откалиброванный датчик к нашей системе, а затем мы контролируем температуру нашей системы, пока откалиброванный датчик не покажет желаемое значение. После достижения значения мы проверяем состояние датчика, который пытаемся откалибровать. Мы повторяем этот процесс для необходимого количества температурных точек. Калиброванный датчик может представлять собой приспособление, изготовленное с другим термистором, который мы отправили в лабораторию, отслеживаемую Национальным институтом стандартов и технологий (NIST), для измерения в нашем интересующем диапазоне, или термистор PTC типа PT100, который также был откалиброван в NIST. .
Один из примеров настройки калибровки включает временное применение откалиброванного датчика к нашему устройству и изменение его собственной температуры. Другой пример – применить откалиброванный датчик к водяной бане с перемешиванием и вставить в нее часть или все наше устройство.
Во время калибровки нам также необходимо продумать желаемые и паразитные источники тепла и связанные с ними сопротивления теплового тракта. Каким бы замечательным мы ни считали откалиброванный датчик, он не даст хороших результатов, если мы не сможем обеспечить его надежное уравновешивание с правой частью нашего устройства.Кроме того, для каждой точки калибровки мы должны дать достаточно времени, чтобы все термоэлементы достигли своей конечной температуры. В зависимости от задействованных тепловых масс это может занять много минут или, возможно, намного больше.
Если точность в одной точке – это все, что требуется – потому что мы просто используем пороговое значение в нашем устройстве – тогда все, что требуется, – это одно калибровочное измерение в этой точке.
Если мы используем бета-подход, то требуется минимум два балла.Для вычисления бета-коэффициента хорошим методом является линейная регрессия между обратной температурой и натуральным логарифмом отношения сопротивлений. Это даст коэффициент смещения и линейный коэффициент. Обратная величина линейного коэффициента – это наше новое бета-значение.
Калибровка по полному уравнению S-H не сильно отличается от бета-калибровки, но в пределах интересующего диапазона потребуется больше точек. Выполнение многоточечной калибровки обычно выполняется с помощью автоматизированной испытательной установки.По этой причине мне нравится использовать около десяти точек. Регрессия методом наименьших квадратов с четырьмя параметрами – хороший способ вычислить параметры S-H.
Одна важная вещь, которую следует помнить, если вы рассчитываете параметры калибровки, заключается в том, что вам может потребоваться выполнить окончательную температурную развертку QC, чтобы убедиться, что система после калибровки выполняет измерения с требуемой точностью.

Терморезистор ntc параметры: Ntc термистор что. Принцип действия, характеристики и основные параметры термистора

NTC термисторы Epcos | «ЛЭПКОС», ИЦ «Северо-Западная Лаборатория»

Принципы построения систем температурного контроля на NTC-термисторах компании Epcos – Компоненты и технологии

Основные параметры и характеристика NTC-термисторов

Обзор NTC-термисторов компании Epcos

Нестандартный подход к стандартной характеристике NTC-термисторов

Линеаризация температурной характеристики NTC-термисторов

Практическое применение

Поправка на саморазогрев термистора

Заключение

Литература

термистор ntc – характеристики (ВАХ), подключение, проверка на работоспособность

Преимущества и недостатки NTC и PTC

Какие типы и формы термистора доступны на рынке

Заключение

ТЕРМИСТОР. NTC термистор. Позисторы PTC. Gistroy

внешний осмотр и прозвонка мультиметром. Принцип работы термистора

Определяем характеристики по маркировке

Расшифровка основных характеристик

Расшифровка спецификации конкретной модели

Определение исправности по внешнему виду

Пошаговая инструкция проверки позистора мультиметром

Прямой и косвенный нагрев.

NTC-термисторы и позисторы.

Позисторы. PTC-термисторы.

Встроенные терморезисторы.

Определяем характеристики по маркировке

Расшифровка основных характеристик

Расшифровка спецификации конкретной модели

Определение исправности по внешнему виду

Пошаговая инструкция проверки позистора мультиметром

Что такое датчик температуры NTC?

Соотношение температуры и сопротивления датчика пола на 10 кОм:

Про терморезисторы (NTC 10D-9 Thermal Resistor)

Термисторы / Измерение температуры с помощью термисторов NTC

Технические характеристики и параметры термистора »Примечания по электронике

, как NTC, так и PTC, имеют ряд определенных параметров и спецификаций.

Основные характеристики термистора

Термистор NTC 10k Характеристики, характеристики, параметры и лист данных

Характеристики

Технические характеристики

Важные параметры

1. Сопротивление термистора при нулевой мощности: (R)

2.Константа материала: (B)

4. Тепловая Постоянная времени

Термисторы NTC | Термисторы NTC

Feauture

Приложение

Демонстрационный видеоролик о термисторах NTC

Измерение температуры и применение термисторов NTC –

Больше новостей

Добавить комментарий Отменить ответ