Typy termistorů - jejich fungování a aplikace

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





Termistor je prvek snímající teplotu složený ze slinutého polovodičového materiálu, který vykazuje velkou změnu odporu v poměru k malé změně teploty. Termistor může pracovat v širokém teplotním rozsahu a udávat hodnotu teploty změnou odporu, která je tvořena dvěma slovy: Termální a odpor. Pozitivní teplotní koeficienty (PTC) a záporný teplotní koeficient (NTC) jsou dva hlavní typy termistorů, které se používají pro aplikace pro snímání teploty.

Typy termistorů

Typy termistorů



Termistory se snadno používají, jsou levné, robustní a předvídatelně reagují na změnu teploty. Termistory se většinou používají v digitální teploměry a domácí spotřebiče, jako jsou trouby a chladničky atd. Stabilita, citlivost a časová konstanta jsou obecné vlastnosti termistoru, díky nimž jsou tyto termistory odolné, přenosné, nákladově efektivní, vysoce citlivé a nejlepší pro měření jednobodové teploty.


Termistory jsou dvou typů:



  1. Termistor s kladným teplotním koeficientem (PTC)
  2. Termistor se záporným teplotním koeficientem (NTC)

PTC termistor

PTC termistory jsou rezistory s kladným teplotním koeficientem, ve kterých se odpor zvyšuje úměrně s teplotou. Tyto termistory jsou rozděleny do dvou skupin na základě jejich struktury a výrobního procesu. První skupina termistoru zahrnuje silistory, které využívají křemík jako polovodičový materiál. Tyto termistory lze vzhledem ke svým lineárním charakteristikám použít jako teplotní senzory PTC.

PTC termistor

PTC termistor

Spínací typ termistoru je druhá skupina PTC termistoru, který se používá v ohřívačích, a do této skupiny spadají také polymerní termistory, které jsou vyrobeny z plastu a často se používají jako resetovatelné pojistky.

Typy PTC termistoru

PTC termistory jsou klasifikovány na základě úrovně teploty, kterou měří. Tyto typy závisí na následujícím:


  • Elementy : Jedná se o diskové, deskové a válcové typy termistorů.
  • Olovo, typ dipu: Tyto termistory jsou dvojího druhu, viz. malované a nemalované. Mají vysokoteplotní povlaky pro mechanickou ochranu, stabilitu prostředí a elektrickou izolaci.
  • Typ pouzdra: Mohou to být plastová nebo keramická pouzdra, která se používají na základě požadavku aplikace.
  • Typ montáže : Toto je jednotný produkt díky své konstrukci a tvarům.

Typické vlastnosti PTC termistoru

Následující charakteristiky termistorů ukazují vztah mezi různými parametry, jako je teplota, odpor, proud, napětí a čas.

1. Teplotní odpor Vs

Na níže uvedeném obrázku můžeme pozorovat, jak rychle se odpor mění s teplotou, tj. Náhlý nárůst odporu s malými změnami teploty. PTC vykazuje mírný záporný teplotní koeficient v průběhu normálního nárůstu teploty, ale při vyšších teplotách a bodu Curie dochází k prudké změně odporu.

Teplotní závislost odporu

Teplotní závislost odporu

2. Proudové napěťové charakteristiky

Tato charakteristika ukazuje vztah mezi napětím a proudem ve stavu tepelné rovnováhy, jak je znázorněno na obrázku. Když napětí stoupá od nuly, proud a teplota také stoupají, dokud termistor nedosáhne spínacího bodu. Další zvyšování napětí vede ke snížení proudu v oblasti konstantního výkonu.

Proudové  napěťové charakteristiky

Proudové napěťové charakteristiky

3. Aktuální Vs časové charakteristiky

To vypovídá o spolehlivosti požadované pro polovodičové spínače v topení a ochranu proti silnoproudým aplikacím. Když je na termistor PTC přivedeno více než dané napětí, v okamžiku aplikace napětí protéká velké množství proudu kvůli nízkému odporu.

Aktuální  časové charakteristiky

Aktuální časové charakteristiky

Aplikace termistoru PTC

1. Časové zpoždění: Časové zpoždění v obvodu poskytuje čas potřebný pro PTC termistor pro dostatečné zahřátí k přepnutí ze stavu s nízkým odporem do stavu s vysokým odporem. Časové zpoždění závisí na velikosti, teplotě a napětí, ke kterému je připojeno, a také na použitém obvodu. Mezi tyto aplikace patří zpožděná spínací relé, časovače, elektrické ventilátory atd.

dva. Spouštění motoru : Nějaký elektrický motor mají spouštěcí vinutí, které musí být napájeno pouze při spuštění motoru. Když je obvod zapnutý, termistor PTC má menší odpor, což umožňuje průchod proudu spouštěcím vinutím. Při spuštění motoru se termistor s kladným teplotním koeficientem zahřeje a - v jednom okamžiku se přepne do stavu s vysokým odporem a poté ukončí vinutí ze sítě. Čas potřebný k tomu je založen na požadovaném spuštění motoru.

3. Samoregulační ohřívače: Pokud proudem prochází spínací termistor s kladným teplotním koeficientem, stabilizuje se při určité teplotě. To znamená, že pokud teplota klesá úměrně k odporu a umožňuje protékání více proudu, zařízení se zahřeje. Pokud se teplota zvýší na úroveň, která omezuje proud procházející zařízením, zařízení se ochladí.

PTC termistory se používají jako časovače v obvodu odmagnetizovací cívky displejů CRT. Obvod demagnetizace pomocí termistoru PTC je jednoduchý, spolehlivý a levný.

NTC termistor

Termistor se záporným teplotním koeficientem znamená, že odpor klesá s nárůstem teploty. Tyto termistory jsou vyrobeny z odlitého čipu o polovodičový materiál jako je slinutý oxid kovu.

NTC termistor

NTC termistor

Nejčastěji používané oxidy pro tyto termistory jsou mangan, nikl, kobalt, železo, měď a titan. Tyto termistory jsou rozděleny do dvou skupin v závislosti na způsobu, jakým jsou elektrody připojeny k keramickému tělesu. Oni jsou:

  1. Korálkové termistory
  2. Metalizované povrchové kontakty

Korálkové termistory jsou vyrobeny ze slitiny platiny a olověné dráty, které jsou přímo sintrovány do keramického tělesa. Korálkové termistory nabízejí vysokou stabilitu, spolehlivost, rychlé doby odezvy a pracují při vysokých teplotách. Tyto termistory jsou k dispozici v malých velikostech a vykazují poměrně nízké rozptylové konstanty. Těchto termistorů se obvykle dosahuje jejich zapojením do sériových nebo paralelních obvodů. Patkové termistory zahrnují následující typy:

  • Holé korálky
  • Skleněné korálky
  • Robustní korálky
  • Miniaturní skleněné korálky
  • Skleněné sondy
  • Skleněné tyče
  • Korálky ve skleněných krabičkách

Druhá skupina termistorů má metalizované povrchové kontakty, které jsou k dispozici s radiálními nebo axiálními vodiči i bez vodičů pro montáž - pomocí pružinových kontaktů. Pro tyto termistory jsou k dispozici různé povlaky. Metalizovaný povrchový kontakt lze podle potřeby aplikovat natřením, nastříkáním nebo máčením a kontakt se zafixuje do keramického tělesa. Mezi tyto termistory patří následující typy:

  • Disky
  • Bramborové hranolky
  • Povrchové úchyty
  • Vločky
  • Pruty
  • Podložky

Typické vlastnosti NTC termistoru

Existují tři elektrické charakteristiky, které se berou v úvahu pro všechny aplikace, ve kterých se používají termistory NTC.

  • Odpor-teplotní charakteristika
  • Charakteristika proudu a času
  • Napěťově-proudová charakteristika

1. Charakteristiky odpor-teplota

NTC termistor vykazuje negativní teplotní charakteristiky, když se odpor zvyšuje s mírným poklesem teploty, jak je znázorněno na obrázku.

Charakteristiky odporu a teploty

Charakteristika odporu a teploty

2. Charakteristiky aktuálního času

Změna rychlosti proudu je nízká kvůli vysokému odporu termistoru. Nakonec, jak se zařízení blíží rovnovážným podmínkám, rychlost aktuální změny se sníží, jakmile dosáhne konečné hodnoty času, která je uvedena níže na obrázku.

Charakteristiky aktuálního času

Charakteristiky aktuálního času

3. Charakteristika napětí-proudu

Jakmile termistor s vlastním ohřevem dosáhne rovnovážného stavu, rychlost ztráty tepla ze zařízení se rovná dodávané energii. Na níže uvedeném obrázku můžeme pozorovat vztah těchto dvou parametrů, kde můžeme pozorovat pokles napětí při proudu 0,01 MA a opět se napětí zvyšuje při špičkovém proudu 1,0 MA a poté klesá při hodnotě proudu 100 MA.

Charakteristika napětí-proudu

Charakteristika napětí-proudu

Aplikace termistoru NTC

1. Přepěťová ochrana: Když je NTC termistor zapnutý, absorbuje rázový proud napříč zařízením a chrání jej změnou odporu.

2. Regulace teploty a alarm: NTC termistor lze použít jako a systém regulace teploty nebo teplotní výstražný systém. Když se teplota zvýší a odpor termistoru se sníží - proud se zvýší a spustí alarm nebo zapne topný systém.

Jedná se o dva hlavní typy termistorů používané pro různé aplikace snímání teploty. Doufám, že vlastnosti a aplikace termistorů vám kromě typů mohly poskytnout lepší a zdravé pochopení tématu nebo elektrických a elektronických projektů. Napište své návrhy a komentáře do níže uvedené sekce komentářů.

Fotografické kredity:

Typy termistorů podle ussensor
PTC termistor od paumanokgroup
Teplotní závislost odporu o epcos
Aktuální časové charakteristiky podle žluč
NTC termistor od diytrade
Aktuální časové charakteristiky podle amwei
Napěťová proudová charakteristika: podle cantherm