Сопротивления терморезистора

Наиболее действенным средством стабилизации амплитуды напряжения с одновременным получением хорошей формы кривой напряжения задающего генератора является введение непосредственно в частотно-зависимую цепь задающего генератора инерционного нелинейного сопротивления (термистора или бареттера).

Проще всего это выполняется в генераторе, построенном по схеме 18-4. Если вместо сопротивления Дс параллельно контуру LC включить полупроводниковое термосопротивление (термистор) или цепь диодов, сопротивление которых уменьшается с ростом напряжения, то генератор, возбудившись, не сможет наращивать амплитуду колебаний до предела, определяемого ламповыми характеристиками, и поэтому форма кривой генерируемого напряжения не исказится Амплитуда генерируемых колебаний установится на том значении, при котором уменьшающееся сопротивление диодов или термистора достигнет величины, предельной по условиям самовозбуждения.

сопротивление. Полученный таким образом мост также будет стремиться к равновесию по мере разогрева термистора выходным напряжением генератора. Однако теперь частота генерации будет непосредственно зависеть не только от сопротивления преобразователя Ri, но также и от сопротивления термистора. Считая, что усиление очень велико, можно найти сопротивление термистора R2 из приведенного выше условия равновесия моста:

К важнейшим параметрам термисторов относятся: холодное сопротивление - сопротивление термистора при температуре окружающей среды 20 °С; температурный коэффициент сопротивления TKR, выражающий в процентах изменение сопротивления термистора при изменении температуры на 1 °С (в паспортах и справочниках .обычно приводится значение а, для температуры 20 °С); максимальная рабочая температура -температура, при которой характеристики термистора остаются стабильными в течение установленного срока службы; наибольшая рассеиваемая мощность - мощность, при которой тер-мистор при протекании тока разогревается до максимальной рабочей температуры; теплоемкость Н - количество теплоты, необходимой для повышения температуры термистора на 1 °С; коэффициент рассеяния b - мощность, рассеиваемая термисто-ром при разности температур термистора и окружающей среды в 1 °С; постоянная времени т. - время, в течение которого температура термистора становится равной 63 °С при перенесении его из среды с температурой 20 °С в среду с температурой 100 °С. Постоянная времени определяется как отношение теплоемкости к коэффициенту рассеяния: т = Н/Ь.

Электропроводность оксидных полупроводников с преобладающей ионной связью отличается от электропроводности кова-лентных полупроводников. Для металлов переходной группы характерны наличие незаполненных электронных оболочек и переменная валентность. В результате при образовании оксида в определенных условиях (наличие примесей, отклонение от стехиометрии) в одинаковых кристаллографических положениях оказываются ионы с разными зарядами. Электропроводность таких материалов связана с обменом электронами между соседними ионами. Энергия, необходимая для такого обмена, экспоненциально уменьшается с увеличением температуры. В результате изменения интенсивности обмена электронами между ионами температурная зависимость сопротивления термистора из оксидного полупроводника имеет такой же характер, как и у термисторов из ковалентных полупроводников ( 10.1), но коэффи-

Температурный коэффициент сопротивления термистора — это величина, определяемая отношением относительного изменения сопротивления термистора к изменению его температуры:

Подогревная характеристика — это зависимость сопротивления термистора косвенного подогрева от мощности, выделяемой в спирали подогревной обмотки ( 10.4).

Обычно для определения коэффициента тепловой связи тер-мистор косвенного подогрева разогревают до так называемого горячего сопротивления термистора при максимальной мощности, выделяемой в подогревателе. Коэффициент тепловой связи обычно составляет 0,5...0,97, т. е. меньше единицы, так как часть теплоты, выделяемая подогревателем, неизбежно теряется.

где В — коэффициент, определяющий температурную чувствительность терми-стора; RT и R0 — сопротивления термистора, соответствующие температурам Т и Т0 (Т0 — начальная температура рабочего диапазона).

Основной характеристикой тармистора является его температурная характеристика, представляющая собой зависимость сопротивления термистора #т от температуры ( 4.43, а).

Из рассмотрения характеристики видно, что с повышением температуры сопротивление термистора убывает. Степень уменьшения сопротивления характеризуется температурным коэффициентом ат, под которым понимают относительное изменение сопротивления термистора при изменении температуры на ГС. Величина ат с изменением температуры меняется в широких пределах.

Температурная характеристика выражает зависимость сопротивления терморезистора от температуры ( 1.9). Для разных полупроводников характер этой зависимости различен, однако для большинства полупроводников в широком интервале температур электрическое сопротивление термистора может быть выражено экспоненциальным законом

который выражает процентное изменение сопротивления терморезистора при изменении температуры.

при повышении температуры выше точки Кюри его сопротивление возрастает на несколько порядков. Конструктивно позисторы оформляют аналогично термисторам. Зависимость сопротивления позистора от температуры показана на 1.9 (кривая 2). Температурный коэффициент сопротивления терморезистора « = 10-н50 вблизи точки Кюри.

где R0, R — сопротивления терморезистора при температурах Т0, Т.

На начальном участке при малых токах и напряжениях вольт-амперная характеристика линейна, так как мощность, выделяемая в терморезисторе при малых значениях тока и напряжения, мала, поэтому сопротивление терморезистора на этом участке остается постоянным. С ростом тока происходит нагрев терморезистора и увеличение его сопротивления, поэтому линейность вольт-амперной характеристики нарушается. При дальнейшем возрастании тока вольт-амперная характеристика может изменяться тремя различными способами в зависимости от типа терморезистора.

При расчетах .режимов работы схем с терморезисторами используется температурный коэффициент сопротивления ТКС (табл. 9.1), который определяется как относительное изменение сопротивления терморезистора на 1Q изменения температуры:

Зависимость сопротивления терморезистора от температуры окружающей среды позволяет использовать их для измерения неэлектрических величин -скорости и расхода жидких и газообразных веществ, состава газовой среды и других целей.

жающей среды; они служат датчиками температуры. Терморезисторы, реагирующие на нагрев током, применяют для регулирования процессов в электрических цепях. У наиболее распространенных терморезисторов с отрицательным температурным коэффициентом а? с ростом температуры сопротивление уменьшается. Это обусловлено увеличением концентрации свободных носителей заряда в рабочем теле терморезистора с ростом температуры или увеличением их подвижности. При этом зависимость сопротивления терморезистора от температуры определяется уравнением

Уменьшение сопротивления терморезистора при увеличении температуры объясняется тем, что у него под действием тепловой энергии увеличивается число свободных носителей заряда.

4. Обратное воздействие преобразователя на измеряемую величину. Пояснить это можно на примере термопреобразователя сопротивления; известно, что он представляет собой термочувствительный резистор, помещенный в среду, температура которой измеряется. Изменение температуры среды вызывает изменение температуры, а следовательно, и сопротивления терморезистора. Для измерения сопротивления терморезистора по нему необходимо пропускать электрический ток. Ток нагревает терморезистор и таким образом увеличивает температуру окружающей среды. В этом проявляется обратное воздействие преобразователя на измеряемую величину. Обратное влияние на практике учесть трудно, поэтому стараются его сделать минимальным.

Терморезисторы совместно с измерительным устройством представляют собой термометр сопротивления. Для измерения сопротивления терморезистора используются главным образом мостовые схемы ( 16. 14).