Что такое терморезисторы, их конструкция, виды, технические параметры

Что такое терморезистор?

Обычный резистор обладает относительно стабильным сопротивлением. Разумеется, электрическое сопротивление обычного резистора может меняться при значительном его нагревании (в пределах допусков). Но в штатном режиме показания этих устройств стабильны, чего, собственно, добиваются разработчики.

При изготовлении терморезисторов умышленно подбирают такие материалы, сопротивление которых зависит от температуры. То есть, терморезистор – это полупроводниковый прибор, обладающий зависимостью его сопротивления от температуры. Можно сказать, что путем нагревания или охлаждения таких полупроводниковых устройств можно управлять их сопротивлениями.

Рис. 1. Терморезистор и его изображение на схемах

Температурные зависимости полупроводниковых резисторов широко применяются на практике, о чем речь пойдёт ниже. Заметим только, что термисторы являются, по сути, переменными резисторами, сопротивление которых изменяется не механическим способом, а зависит от степени нагрева и температурных характеристик применяемых полупроводниковых материалов. Причем не важно, прямым или косвенным нагревом произошло изменение температурных показателей.

Резистор ММТ-4

Справочник содержания драгоценных металлов в радиодеталях, создан на основе справочных данных организаций занимающихся переработкой лома радиодеталей, паспортах устройств, формулярах, этикетках и других открытых источников. Стоит отметить, что реальное содержание может отличатся на 20-30% в меньшую сторону.

Содержание

Содержание драгоценных металлов в резисторе: ММТ-4

Золото: 0 Серебро: 0.0150 Платина: 0 МПГ: 0 По данным: Справочник по драгоценным металлам ПРИКАЗ №70

В постоянных резисторах содержится только серебро, которое нанесено на выводы. С переменными резисторами все лучше, в них может содержатся золото, серебро, платина и сплавы палладия. Особо богаты на драгметаллы претензионные переменные резисторы.

Сопротивление резистора — его основная характеристика. Основной единицей электрического сопротивления является ом (Ом). На практике используются также производные единицы — килоом (кОм), мегаом (МОм), гигаом (ГОм). Драгоценные металлы в основном содержатся в переменных и построечных резисторах, в них часто используется палладий в виде бегунков или проволоки реохорды.

Типы резисторов

Существует три основных типа резисторов: Переменный резистор — это резистор, у которого электрическое сопротивление между подвижным контактом и выводами резистивного элемента можно изменять механическим способом. Постоянные резисторы, сопротивление у данного резистора не изменить. Как правило имеют только два вывода. В данных резисторах может содержаться только серебро, в виде посеребренных выводов. Нелинейные. Сопротивление компонентов этого типа изменяется под воздействием температуры (терморезисторы), светового излучения (фоторезисторы), напряжения (варисторы) и других величин.

Основные характеристики резисторов

Номинальное сопротивление (Ом, кОм, мОм). Максимальная рассеиваемая мощность (0,25 Вт, 0,5 Вт, 1 Вт, и т.д.) Допуск или класс точности (от этого значения зависит допустимый разброс параметров резистора).

Примеры буквенно-цифрового обозначения резистора

Примеры буквенно-цифрового обозначения для сопротивления, выраженного целым числом: 47 Ом – 47 R; 47 кОм – 47 K; 47 МОм – 47 M. Если для выражения величины сопротивления используется десятичная дробь, то порядок расположения цифр и букв будет иным, например: 0,47 Ом – R 47; 0,47 кОм – K 47; 0,47 МОм – M 47. Если сопротивление выражается числом, отличным от нуля и с десятичной дробью, то буква в обозначении играет роль запятой, например: 4,7 Ом – 4R7; 4,7 кОм – 4K7; 4,7 МОм – 4M7. Допустимая погрешность обозначается в % и проставляется после номинального значения, например ±7%, ±10%, ±40%. Класс точности может определяться буквой, в зависимости от производителя, – русской или латинской.

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится

Похожее

Конструкция

Самый простой термистор состоит из термочувствительного элемента, платиновых электродов и никелевых выводов. Вся эта конструкция заключена в герметичный корпус (Схема строения показана на рисунке 2).

В качестве термочувствительного материала используют оксиды металлов. Для защиты конструкции используют стеклянный, пластиковый или металлический корпус.

Рис. 2. Конструкция простого термистора

В некоторых случаях в качестве резистивного материала используют медь или платину. Эти материалы обладают высокими показателями ТКС металлов в рабочем диапазоне температур. Однако их применение ограничено по причине дороговизны платины и ее нелинейности преобразования.

Использование медных терморезисторов ограничивается низкой коррозионной сопротивляемостью меди. Благодаря высокой теплопроводности этого металла резистивные элементы на основе меди встречаются в моделях с косвенным нагревом. Применяются для температур не выше 180 ºC.

Еще одним недостатком металлических термосопротивлений является их инерционность, достигающая нескольких минут. Такие конструкции мало пригодны для поддержания теплового режима электроприборов, но они идеально подходят в качестве датчиков для измерения температуры.

С целью уменьшения тепловой инерционности терморезисторы изготавливают из микропроводов, которые заключают в стеклянную колбочку (см. рис. 3). Такие датчики хорошо герметизированы, отличаются стабильностью, а их инерционность не превышает долей секунд.

Рисунок 3. Конструкция термистора в стеклянной колбе

Широкое распространение получили типы датчиков на базе полупроводниковых материалов. При нагревании полупроводников происходит насыщение этих материалов электронами и дырками, что приводит к уменьшению сопротивления.

Существуют конструкции плоских терморезисторов (рис. 4), а также полупроводниковые термисторы со сложной структурой резистивного элемента.

Рис. 4. Конструкция плоского терморезистора

Сегодня все чаще можно встретить платы, на которых применен способ SMT монтажа. Для этих целей промышленность выпускает SMD-терморезисторы разных номиналов (см. рис. 5).

Рис. 5. Терморезисторы для микроэлектроники

В большинстве конструкций терморезистивный элемент изготовляют методом порошковой металлургии. В этих целях используют материалы:

• халькогениды;
• оксиды металлов;
• галогениды и другие.

Очертание резистивных элементов может иметь форму бусинок, стержней, трубочек, пластинок и т. п.

Какую конструкцию вы бы не выбрали, принцип работы остается неизменным – зависимость сопротивления от температуры. Отличаются изделия только параметрами.

Режим работы терморезисторов

В зависимости от конструкторских замыслов, термисторы могут работать в системах с разными температурными режимами. Однако для каждой модели существует своя номинальная шкала температур.

По этому признаку их можно классифицировать следующим образом:

• терморезисторы низкотемпературного класса (до 170 К);
• изделия среднетемпературного класса (применяются в диапазоне температур 170 – 510 К);
• модели высокотемпературного класса (в пределах от 570 К и выше).

В отдельный класс выделены терморезисторы, способные работать при нагревах от 900 до 1300 К. Эти модели используют в качестве датчиков температуры различных нагревательных элементов.

Все термисторы выдерживают существенные токовые нагрузки. Правда, при работе в жестких термоцикличных режимах, их термоэлектрические характеристики, могут изменяться. Со временем изменения коснутся номинального сопротивления и коэффициента сопротивления.

Серии терморезисторов

Отечественной промышленностью выпускались следующие серии терморезисторов прямого подогрева.

• СТ1 – термисторы медно-марганцевые (ранее — ММТ);
• СТ2 – термисторы кобальто-марганцевые (ранее — КМТ);
• СТ3 – термисторы медно-кобальто-марганцевые;
• СТ4 – термисторы никель-кобальто-марганцевые;
• СТ5 – позисторы на основе титана бария, легированного германием;
• СТ6 – позисторы на основе титаната бария (BaTiO3);
• СТ8 – термисторы на основе полутораокиси ванадия и ряда поликрсталлических твердых растворов в системах V2O3-Me2O3 (Me=Ti; Al, Cr);
• СТ9 – термисторы на основе двуокиси ванадия VO2;
• СТ10 – Позисторы на основе системы (Ba, Sr)TiO3;
• СТ11 – Позисторы на основе системы (Ba, Sr)(Ti, Sn)O3 легированной цернем.

Разновидности

Все терморезисторы классифицируют по типу нагрева: прямой и косвенный. Для прямого подогрева используется ток цепи, в которую включен терморезистор. Косвенный подогрев создают сторонние участки схемы или тепловые элементы.

Пример терморезистора прямого подогрева показан на рис. 6.

Рис. 6. Терморезисторы прямого подогрева

Также, в зависимости от того – повышается или понижается сопротивление при нагревании резистивного элемента, различают термисторы двух видов:с отрицательным ТКС и терморезисторы с положительным коэффициентом сопротивления.

NTC.

Полупроводниковые модели (термисторы) обладают отрицательным коэффициентом температурного сопротивления. Это значит, что они уменьшают номинальное сопротивление (показания при 25 ºC), в результате нагрева. Температурный коэффициент показывает, на сколько процентов уменьшается сопротивление резистивного элемента при повышении температуры нагрева на 1 ºC.

Термисторы NTC с отрицательным коэффициентом обычно применяются в диапазоне рабочих температур от 25 ºC до 200 ºC. Для температур свыше 600 ºC применяют термопары.

PTC.

Терморезисторы типа PTC обладают положительными температурными коэффициентами. Эти PTC-термисторы часто именуют позисторами, чтобы подчеркнуть положительность температурного коэффициента. Под этим термином мы понимаем терморезистор, сопротивление которого возрастает с ростом температуры.

Терморезисторы

Здесь приведены характеристики малогабаритных терморезисторов которые могут применяться в устройствах контроля температуры ПК и разрабатываемых Вами конструкциях.

Терморезисторы или термисторы (ТР) — полупроводниковые резисторы с нелинейной Вольт Амперной Характеристикой (ВАХ), которые имеют явно выраженную зависимость электро сопротивления от температуры. Производятся терморезисторы с отрицательным и положительным Температурным Коэффициентом Сопротивления (ТКС).

Номинальное сопротивление Rн

— электрическое сопротивление, значение которого обозначено на корпусе или указано в нормативной документации, измеренное при определенной температуре окружающей среды (обычно 20ºС). Значения устанавливаются по ряду Е6 либо Е12.

Температурный коэффициент сопротивления ТКС

— характеризует, как и обычно, изменение (обратимое) сопротивления на один градус Кельвина или Цельсия.

Максимально допустимая мощность рассеяния
Pmax
— наибольшая мощность, которую длительное время может рассеивать ТР, не вызывая необратимых изменений характеристик. При этом его температура не должна превышать максимальную рабочую температуру.

Коэффициент температурной чувствительности В

— определяет характер температурной зависимости данного типа ТР. Известен как постоянная В, зависящая от физических свойств полупроводникового материала, из которого выполнен термочувствительный элемент.

Постоянная времени t — характеризует тепловую инерционность.

Она равна времени, в течении которого сопротивление ТР изменяется на 63% при перенесении его из воздушной среды температурой 0ºС в воздушную среду с температурой 100ºС.

Терморезисторы с отрицательным ТКС

Тип	Диапазон номинальных сопротивлений при 20ºС, кОм	Допуск %	Максимальная мощность 20ºС, мВт	Диапазон рабочих температур, ºС	ТКС при 20ºС, %/ºС	Постоянная В, К	Постоянная времени t, сек	Вид и область применения
КМТ-1	22 -:- 1000	±20	1000	-60-:-180	4,2-:-8,4	3600 -:-7200	85	С, Измерения Т
КМТ-4	22-:-1000	±20	650	-60 -:- 125	4,2-:-8,4	3600 -:-7200	115	С, Измерения Т
КМТ-8	0,1-:-10	±10,±20	600	-60-:-+70	4,2-:-8,4	3600-:-7200	909	Термо компенсация
КМТ-10	100-:-3300	±20	250 в теч. 2сек	0-:-125	>4,2	>3600	75	C, Контроль Т
KMT-11	100 -:-3300	±20	250 в теч. 2сек	0-:-125	>4,2	>3600	10	C, Контроль Т
КМТ-12	100Ом-:-10	±30	700	-60 -:-125	4,2 -:-8,4	3600-:-7200	—	Д, Изм — Т Комп.
КМЕ-14	510,680, 910 Ом 160, 200, 330 КОм 4,3, 75 МОм при 150°С	±20	100	-10-:-300	2,1-:-2,5 3,4-:-4,2 3,5-:-4,3	3690-:-4510 6120-:-7480 6300-:-7700	10-:-60	Б, Измерения Т
КМТ-17в	0,33-:-22	±10,±20	300	-60-:-155	4,2-:-7	3600-:-6000	30	Д, Измерение Т
ММТ-1	12 — :- 220	±20	500	-60 -:- 125	2,4 -:- 5	2060 -:- 4300	85	С, Измерения Т
ММТ-4	1-:-220	±20	560	-60 -:- 125	2,4 -:- 5	2060 -:- 4300	115	С, Измерения Т
ММТ-6	10-:-100	±20	50	-60 -:- 125	2,4-:-5	2060-:-4300	35	С, Измерение Т
ММТ-8	1 Ом -:- 1	±10,±20	600	-60 -:- 70	2,4 -:- 4	2060-:-3430	900	Термо компенсация
ММТ-9	10 Ом -:-4,7	±10,±20	900	-60 -:- 125	2,4-:-5	2060-:-4300	—	Д
ММТ-12	0,0047 — 1	±30	700	-60 -:- 125	2,4-:-4	2060-3430	—	Д, Термо компенсация
ММТ-15	750Ом-:-1,21	—	—	-60 -:- 125	2,6-:-4	2230-:-3430	Д
ММЕ-13	0,01 — 2,2	±20	600	-60 -:- 125	2,4-:-5	2060-4300	—	Д, Термо компенсация
ПТ-1	400 Ом-:-900 Ом	—	—	-60 -:- 150	4,1-:-5,1	3500-:-4400	—	Д, Измерение Т
ПТ-2	80 Ом-:- 400 Ом	±20	—	-60 -:- 150	4,4-:-4,8	3800-:-4100	—	Д, Измерение Т
ПТ-3	400 Ом-:- 900 Ом	±20	—	-60 -:- 150	4,3-:-4,8	3700-:-4700	—	Д, Измерение Т
ПТ-4	0,6-:-0,8	—	—	-60-:-150	4,1-:4,9	3500-:-4200	—	Д, Измерение Т
СТ3-14	1,5; 2,2	±20	30	-60-:-125	3,2-:-4,2	2600-:-3600	4	Б, Измерение Т
МКМТ-16	2,7; 5,1	±30	40	-60-:-125	3,8-:-4,2	3250-:-3600	10	Б, Измерение Т
СТ1-18	1,5; 2,2; 22; 33; 1500; 2200 при 150ºС	±20	45	-60-:-300	2,25-:-5 при 150ºС	4050-:-9000	1	Б, Измерение Т
СТ3-1	0,68 -:- 2,2	±10, ±20	600	-60 -:- 125	3,35 -:- 3,95	2870-:-3395	85	С, Измерения Т
СТ3-14	1,5; 2,2	±20	30	-60 -:- 125	3,2-:-4,2	2600-:-3600	4	Б, Измерение Т
СТ3-17	33Ом-:-330 Ом	±10, ±20	300	-60 -:- 100	3-:-4,5	2580-:-3850	30	Д, Изм — Т Комп.
СТ3-18	0,68-:-3,3	±20	15	-90-:-125	2,6-:-4,1	2250-:-3250	1	Б, Измерение Т
СТ3-3	6,8; 8,2	±10	150	-90-:-125	2,8 -:- 3,2	1200 -:- 2400	35	С, Измерения Т
СТ1-2	82, 91,100, 110 ом	±5	700	-60-:-+85	4,4-:-4,9	3800-:-4200	60-:-100	Д, Измерение Т
СТ1-17	330Ом-:-22	±10, ±20	300	-60-:-155	4,2-:-7	3600-:-6000	30	Д, Изм — Т Комп.
СТ1-19	3,3-:-10	±20	60	-60-:-300	2,35-:-4 при 150ºС	4230-:-7200	3	Б, Измерение Т
СТ1-30	33	—	<120 ма ток подогрева	-60-:-85	4,2-:-5,1	3600-:-4400	6-:-12	Измерение скоростей газов и жидкостей
СТ3-19	2,2; 10; 15	±20	45	-90-:-125	3,4-:-4,5	2900-:-3850	3	Б, Измерение Т
СТ3-22	1 при 25°С	±30	8	-60-:-85	3,1-:-4,2	2700-:-3700	15	Б, Измерение Т
СТ3-23	2,2 Ом-:-4,7 Ом	±10, ±20	—	0-:-125	3,1-:-3,8	2600-:-3200	—	Д, Термо компенсация
СТ3-25	1,5-:-6,8	±20	8	-100-:-125	3,05-:-4,3	2500-:-3700	0,4	Б, Измерение Т
СТ3-28	150Ом-:-3,3	±20	—	-60 -:- 125	3-:-4,6	2580-:-3970	—	Д, Термо компенсация
СТ4-2	2,1-:-3,0	—	—	-60 -:- 125	4,2-:-4,8	3170-:-4120	—	Д, Изм.Т, авто-трактон двигателей
CT4-15	880 Ом -1,12	—	—	-60 -:- 125	3,4 -:-3,8	2350- 3250	—	Д, Изм.Т, авто-трактон двигателей
СТ4-16	10-:-27	±5; ±10	150	-60-:-155	3,45-:-4,45	2720-:-3960	30	Б, Измерение Т
СТ4-16А	6,8; 10; 15	±1; ±2; ±5	180	-60-:-+200	4,05-:-4,45	3250-:-4100	Б, Измерение Т
СТ4-17	1,5-:-2,2	±10	500	-80-:-+100	3,8-:-4,2	3260-:-3600	30	Д, Измерение Т
СТ9-1А	0,15-:-450	—	800	-60-:-+100	—	1600-:-2000	110	С, Термостаты
ТР-1	15; 33	±10; ±20	20; 50	-60-:-+155	3,8-:-4,4	3200-:-3900	5-:-10	Б, Измерение Т
ТР-2	15; 33	±10; ±20	20; 50	-60-:-+155	3,8-:-4,4	3200-:-3900	5-:-10	Б, Измерение Т
ТР-3	1,2; 12	±10	1000	-60 -:- 125	3,9-:-4,8	3470-:-4270	—	Д, Датчик рег. Т
ТР-4	1	±20	70	-60-:-+200	1,8-:-2,2	1500-:-1960	3	Б, Измерение Т

ТР имеют разную конструкцию:

Конструкция	Обозначение	Внешний вид
стержневые	С
дисковые	Д
бусинковые	Б

New! Терморезисторы на основе монокристаллов полупроводникового алмаза типа ТРА-1, ТРА-2.

Это новые полупроводниковые приборы имеющие существенные преимущества по сравнению с ранее выпускавшимися терморезисторами.

Использование полупроводниковых монокристаллов алмаза в качестве термо чувствительных элементов (ТЧЭ) имеет существенные преимущества, которые определяются следующими его уникальными свойствами:

• полное отсутствие диффузионных эффектов (работоспособность) до температуры около 1000°С;
• исключительная стойкость к агрессивным средам и радиации;
• абсолютная твердость,
• малая инерционность.

параметр	при	размерность	величина		Примечание
			TPA-1	TPA-2
Номинальное сопротивление	25°С	кОм	0,01 — 10000		Выпускаются по: ДИЛС.434121.001 ТУ, ОЖ0468051ТУ
Коэффициент температурной чувствительности	-200…+300°С	К	300…2500	600…6000
Температурный коэффициент сопротивления	25°C	%/град	-0,2…-2,3	-0,5…-0,6
Максимальная рассеиваемая мощность	—	мВт	500
Диапазон рабочих температур	—	С	-200…+330
Постоянная времени	—	сек	1…5
Пиковое ускорение многократного механического удара	—	g	150
Повышенное атмосферное давление	—	Па/кг*см2	297200/3
Атмосферные конденсированные осадки	—	иней, роса
Специальные факторы	—	группа	4У

Терморезисторы типа ТРА-1 и ТРА-2 могут применяться в следующих электронных устройствах:

1. аналоговые и цифровые термометры с пределом измерения от — 60°С до 300°С (причем эксплуатация при максимальных значениях температуры в течение 500 часов не приводила к заметному изменению градуировки);
2. термокомпенсированные генераторы частоты;
3. терморегуляторы с различной мощностью нагревателей;
4. расходомеры жидкости и газа термоанемометрического типа;
5. сигнализаторы минимального уровня жидкостей,
6. и другие где применяются ТР с отрицательным ТКС.

Стеклянный корпус и массивные по сравнению с алмазным кристаллом (~0,2…0,3 мм) существенно ограничивают максимальную рабочую температуру ТРА (<400°С) и тепловую инерционность (> 1 с). При этом использование в качестве выводов медной проволоки диаметром 0,1 мм позволяет уменьшить постоянную времени примерно в 2 раза.

Разрабатываются опытные конструкции алмазных терморезисторов в бескорпусном исполнении, в которых размер кристалла составляет 0,5…0,6 мм, а диаметр серебряных выводов 0,05 — 0,1 мм. Для таких терморезисторов максимальная рабочая температура повышается до 600°С, и одновременно на порядок снижается тепловая инерционность.

, 601655, Владимирская обл., г. Александров, ул. Институтская 24, Полянский Е. В.

Терморезисторы прямого подогрева — стабилизаторы напряжения.

Тип	Ном. напряжение, В	Диапазон стабилизации, В	Макс. изменения напряжения, В	Средний раб. ток, ма	Рабочая область по току , ма	Предельный ток (2с), ма
ТП 2/0,5	2	1,6-:-3	0,4	0,5	0,2-:-2	4
ТП 2/2	2	1,6-:-3	0,4	2	0,4-:-6	12
ТП 6/2	6	4,2-:-7,8	1,2	2	0,4-:-6	12

Терморезисторы с положительным ТКС, позисторы.

Тип	Диапазон номинальных сопротивлений при 20ºС, кОм	Макс. мощность, Вт	Диапазон рабочих температур, ºС	Диапазон температур положит. ТКС, ºС	Макс. ТКС при 20ºС, %/ºС	Кратность изм. сопротивления в обл. положительного ТКС.	Постоянная времени, сек	Назначение
СТ5-1	0,02-:-0,15	0,7	-20-:-+200	100-200	20	1000	20	ПП сигнализация
СТ6-1А	0,04-:-0,4	1,1	-60-:-+155	40-:-155	10	1000 (при 25-140°С)	20	-«-
СТ6-1Б	0,18; 0,27	0,8	-60-:-+125	20-:-125	15	1000 (при 25-100°С)	20	-«-
СТ6-4Г	5-:-25	0,8	-60-:-+125	-20-:-+125	2-:-6	5-:-15	40	Д, Измерение Т
СТ6-6Б	5-:-25	2,5	-60-:-+125	20-:-125	15	1000	180	—
СТ10-1	30-:-300	0,5	-60-:-+175	100-:-175	—	—	—	Термокомпенсация
СТ5-2-127В	15-:-35 Ом	3	-60-:-+60	60-:-150	15	10000 (при 25-160°С)	—	Системы размагничивания масок кинескопов.
СТ5-2-220В	20-:-50 Ом	3	-60-:-+85	60-:-150	15	10000 (при 25-160°С)	—

Если Вам нужны параметры терморезисторы специального назначения — пишите.

Справочную таблицу в полном виде (формат pdf) из приведенного ниже справочника можно скачать здесь.

Справочную таблицу «Терморезисторы на основе монокристаллов полупроводникового алмаза» в

Литература:

1. Справочник разработчика и конструктора РЭА, Элементная база, Книга II, Москва, изд ТОО «Прибор», 2000?

По материалам справочника и др. источникам подготовил А. Сорокин 2008 г.

Технические параметры

Большое разнообразие моделей термосопротивлений продиктовано потребностями современной электронной промышленности. Технические параметры изделий полупроводникового типа позволяют полностью удовлетворить спрос производителей радиоэлектронных и электротехнических устройств.

К основным параметрам относятся:

• номинальное сопротивление терморезистора, измеренное при температуре 25 ºC;
• мощность рассеяния (то есть максимальный ток, при котором обеспечиваются стабильность параметров терморезистора);
• диапазон рабочих температур, для которых предназначен терморезистор;
• ТКС.

Полупроводниковые термисторы обладают высокой чувствительностью в сочетании с отрицательными значениями ТКС. Они просты в изготовлении, имеют крохотные размеры, легко встраиваются в микросхемы. Все эти свойства делают термисторы незаменимыми в микроэлектронике.

Полупроводниковые термисторы подключаются через мостовую схему. Такое подключение позволяет в автоматическом режиме регулировать требуемые параметры электрических цепей. Иногда для этих целей приходится применять довольно сложные схемы автоматики.

Параметры металлических терморезисторов больше подходят для электротехнических устройств, в частности, они используются в качестве датчиков температуры. Их можно увидеть в водонагревательных установках, или в термометрах сопротивления. Такие типы датчиков (рис. 7) очень надежны в работе, имеют довольно широкий диапазон измерения.

Рис. 7. Датчик температуры

Датчики этого типа подключаются по простой схеме. Если требуется провести калибровку или выставить температуру, это обычно делается вручную, с помощью потенциометра. Простая схема подключения датчика температуры показана на рис. 8. Изменяя потенциометром напряжение можно влиять на величину ТКС. Визуально контролировать температуру можно с помощью амперметра, шкала которого проградуирована в градусах.

Рис. 8. Простая схема подключения терморезистора

Терморезисторы или термисторы (ТР) — полупроводниковые резисторы с нелинейной Вольт Амперной Характеристикой (ВАХ). Характерной чертой термозависимых резисторов является то, что сопротивление в теле элемента изменяется в связи с колебаниями температуры окружающей среды. Производятся терморезисторы с отрицательным и положительным Температурным Коэффициентом Сопротивления (ТКС).

Сфера применения их достаточно широка — они используются в цепях и схемах температурной стабилизации системы резисторных усилителей, а также в различных типах устройств и приборов измерения, регулировки и автоматики (замера, контроля уровня и автоматической регулировки климатического (температурного) и пожарного сигнализирования).

К основным характеристикам терморезисторов относятся:

• Номинальное сопротивление Rн

  — электрическое сопротивление, значение которого обозначено на корпусе или указано в нормативной документации, измеренное при определенной температуре окружающей среды (обычно 20°С). Значения устанавливаются по ряду Е6 либо Е12.

• Температурный коэффициент сопротивления ТКС

  — характеризует, изменение (обратимое) сопротивления на один градус Цельсия.

• Максимально допустимая мощность рассеяния Pmax

  — наибольшая мощность, которую длительное время может рассеивать ТР, не вызывая необратимых изменений характеристик. При этом его температура не должна превышать максимальную рабочую температуру.

• Коэффициент температурной чувствительности В

  — определяет характер температурной зависимости данного типа ТР. Известен как «постоянная В», зависящая от физических свойств полупроводникового материала, из которого выполнен термочувствительный элемент.

• Постоянная времени t

  — характеризует тепловую инерционность. Она равна времени, в течении которого сопротивление ТР изменяется на 63% при перенесении его из воздушной среды температурой 0°С в воздушную среду с температурой 100°С.

Зависимость тока, который проходит сквозь терморезистор, от прилагающегося к нему напряжения (в случае температурного равновесия между резистором и окружающей средой) определяется вольт-амперной характеристикой. Инерционность показывает, насколько быстрой будет скорость реагирования детали на изменение температуры внешней среды, то есть определяет скорость изменения сопротивления элемента. Инерционность находится в прямой зависимости от конструкции, размеров резистора и теплопроводимости окружающей среды. Стабильность определяет период времени, в течение которого элемент сохраняет исходные свойства (при использовании либо хранении).

Диапазон номинальных сопротивлений при 20° С	Допустимое отклонение, ±%	Максимальная мощность, при 20° С, мВт	Диапазон рабочих температур,° С	ТКС при 20°С, %/°С	Постоянная В, К	Постоянная времени t, c	Область применения	Внешний вид
Стержневые
KMT-1	22 кОм … 1 МОм	±20	1000	-60…180	4,2…8,4	3600…7200	85	Измерение и регулирование температуры, температурная компенсация
МMT-1	1 кОм … 220 кОм		600	-60…125	2.4…5	2030…4300
CT3-1	680 кОм … 2,2 МОм	±10, ±20			3.35…3.95	2870…3395
KMT-4	22 кОм … 1 МОм	±20	650		4.2…8.4	3600…7200	115
МMT-4	1 кОм … 220 кОм		560		2.4…5	3060…4300
CT3-6	6,8 кОм, 8,2 кОм	±10	150	-90…125	2.8…3.2	1200…2400	35
MMT-6	10 кОм … 100 кОм	±20	50	-60…125	2.4…5	2060…4300
KMT-10	100 кОм … 3,3 МОм		250 в течении 2с	0…125	≥4,2	≥3600	75	Тепловой контроль
KMT-11							10
C9T-1a	150 Ом … 450 Ом	800	-60…100	1600…2000	110	Регулирование температуры
Дисковые
CT1-2	82 Ом, 91 Ом, 100 Ом, 110 Ом	±5	700	-60…85	4,4…4,9	3800…4200	60…100	ТК, измерение и регулирование температуры
CT4-2	2,1 кОм … 3,0 кОм	-60…125	4,2…4,8	3170…4120	Измерение температуры
CT4-15	880 Ом … 1,12 кОм	-60…155	3,4…3,8	2350…3260
KMT-8	100 Ом … 10 кОм	±10, ±20	600	-60…70	4,2…8,4	3600…7200	900	Температурная компенсация
МMT-8	1 Ом … 1 кОм				2,4…4	2060…3430
MMT-9	10 Ом … 4,7 кОм		900	-60…125	2,4…5	2060…4300
КMT-12	100 Ом … 10 кОм	±30	700		4,2…8,4	3600…7200	ТК, измерение и регулирование температуры
MMT-12	4.7 Ом … 1 кОм				2,4…4	2060…3430
MMT-13	10 Ом … 2,2 кОм	±20	600		2,4…5	2060…4300		100
КMT-17в	330 Ом … 22 кОм	±10, ±20	300	-60…155	4,2…7	3600…6000		30
CT1-17				-60…100
CT3-17	33 Ом … 330 Ом				3,0…4,5	2580…3860
CT4-17	1,5 кОм … 2,2 кОм	±10	500	-80 … 100	3,8…4,2	3260…3600
CT3-23	2,2 Ом … 4,7 кОм	±10, ±20	0 … 125	3,1…3,8	2600…3200	ТК
CT3-28	150 Ом … 3,3 кОм	±20	-60 … 125	3…4,6	2580…3970
ММТ-15	760 Ом … 1,21 кОм	2,6…4		2230…3430	ТК, измерение и регулирование температуры
ПТ	80 Ом … 400 Ом	±20		-60 … 150	4,4…4,8	3800…4100		измерение и регулирование температуры
ПТ-2
ПТ-1	400 Ом … 900 Ом	4,1…5,1	3500…4400		Датчики автоматических регулируемых систем
ПТ-3		±20	4,3…4,8			3700…4100
ПТ-4	600 Ом … 800 Ом	4,4…4,9	3500…4200
ТР-3	1,2 кОм, 12 кОм	±10	1000	-60…125		3,9…4,8	3470…4270
Бусинковые
KMТ-14	510; 680; 910 Ом; 160; 200; 330 кОм; 4,3; 7,5 МОм при 150°С	±20	100	-100…300	2,1…2,5	3690…4510	10…60	Измерение и регулирование температуры
					3,4…4,2	6120…7480
					3,5…4,3	6300…7700
CТ3-14	1,5; 2,2 кОм		30	-60…125	3,2…4,2	2600…3600	4
МКМТ-16	2,7; 5,1 кОм	±30	40	-60…125	3,8…4,2	3260…3600	10
CТ1-18	1,5; 2,2; 22; 33 кОм; 1,5; 2,2 МОм при 150°С	±20	45	-60…300	2,25…5 при 150°С	4050…9000	1
CТ3-18	680 Ом … 3,3 кОм		15	-90…125	2,6…4,1	2250…3520
CТ1-19	3,3…10; 100; 150 кОм; 1,5; 2,2 МОм при 150°С		60	-60…300	2,35…4 при 150°С	4230…7200	3
CТ3-19	2,2; 10; 15 кОм;		45	-90…125	3,4…4,5	2900…3850
CТ3-22	1 кОм при 25°С	±30	8	-60…85	3,1…4,2	2700…3700	15	Переменное сопротивление без подвижного контакта
CТ3-25	1,5…6,8 кОм	±20		-100…125	3,05…4,3	2600…3700	0,4	Измерение
CТ4-16	10…27 кОм	±5; ±10	150	-60…155	3,45…4,45	2720…3960	30	Измерение температуры, ТК
CТ4-16а	6,8; 10; 15 кОм	±1; ±2; ±5	180	-60…200	4,05…4,45	3260…4100
ТР-1	15; 33 кОм	±10; ±20	20; 50	-60…155	3,8…4,4	3200…3900	5…10
ТР-2
ТР-4	1 кОм	±20	70	-60…200	1,8…2,2	1600…1960	3	Измерение и регулирование температуры, ТК
Терморезисторы с отрицательным ТКС на основе полупроводникового монокристалла синтетического алмаза
Тип	Диапазон номинальных сопротивлений при 20° С	Допустимое отклонение, ±%	Максимальная мощность, при 20° С, мВт	Диапазон рабочих температур,° С	ТКС при 20°С, %/°С	Постоянная В, К	Постоянная времени t, c	Область применения	Внешний вид
ТРА-1	0,01…10000 кОм	±5; ±10; ±20	500	-200…+350	0,2…2,3	300…2500	1	Измерение температуры, скорости потока жидкости или газа, ТК
ТРА-2	1…100 МОм				0,55…6,0	600…6000

Терморезисторы с отрицательным ТКС — измерители мощности СВЧ
Тип	Сопротивление в основной рабочей точке, Ом	Максимальная мощность, мВт	Диапазон рабочих температур,° С	Чувствительность в рабочей точке, Ом/мВт	ТКС при 20°С, %/°С	Постоянная В, К	Постоянная времени t, c	Внешний вид
Т8Д	140…160	15	-60…85	20…30	1500	1
Т8Е		10		30…70				—
Т8М	180…220	11		60…110	—			—
Т8Р	115…135	12		10…19	—
Т8C1	110…130	24		10…40	—			—
Т8C2	140…160	19		12…25	—			—
Т8C3	140…160	23		10…50	—			—
Т8C1М	110…130	24		10…40	—			—
Т8C2М	140…160	19		12…25	—			—
Т8C3М	140…160	23		10…50	—			—
Т9	115…135	19		10…40	—			—
ТШ-1	150	12		—	0,6…3,4	0,8
ТШ-2		17,5		—	0,3…2,3	1,3
CТ3-29	2,2 кОм при 20°С, 200 в нагретом состоянии	31		10…16	3,15…3,85	2700…3300	0,6…0,7
CТ3-32	2,2 кОм при 20°С, 150 в нагретом состоянии	18,6	-60…70	20…30

Примечание: Под чувствительностью ТР в рабочей точке при температуре, окружающей среды 20°С понимается изменение сопротивления ТР при изменении мощности рассеяния на 1 мВт.

Терморезисторы прямого подогрева — стабилизатора напряжения
Тип	Номинальное напряжение, В	Общий предел стабилизации по напряжению, В	Максимально допустимое изменение напряжения, В	Средний рабочий ток, мА	Рабочая область по току, мА	Предельно допустимая кратковременная (на 2 с) перегрузка, мА	Внешний вид
ТП 2/0,5	2	1,6…3	0,4	0,5	0,2…2	4
ТП 2/2				2	0,4…6	12
ТП 6/2	6	4,2…7,8	1,2

Терморезисторы с отрицательными ТКС косвенного подогрева
Тип	Диапазон номинальных сопротивлений	Номинальная мощность, мВт	Диапазон рабочих температур,° С	ТКС при 20°С, %/°С	Максимальный ток в цепи подогрева, мА	Постоянная В, К	Постоянная времени t, c	Область применения	Внешний вид
TКП-20	500 Ом	220	-65…85		40		45	Регулируемые бесконтактные резисторы
TКПМ-20
TКП-50	2500 Ом	200			35		79
TКПМ-50
TКП-300А	10 кОм	24		—	20	—	17
TКПМ-300А
СТ1-21	6,8 кОм — 150 кОм	60		3,25…5,75	25	2880…4920	15…40
СТ3-21				2,9…4,6		2560…3840
СТ1-27	680 Ом — 1,5 кОм	70		4,3…5,25	27	3690…4510	4…6
СТ3-27				3…4,45	26	2560…3840
СТ1-30	33 кОм	—		4,2…5,1	120	3600…4400	6…12	Измерение скоростей жидкостей и газов
СТ1-31	4,7 кОм	194		—	44	3690…4510		Регулируемые бесконтактные резисторы
СТ3-31	680 Ом	90		3,15…3,85	29,1	2700…3300	4…6
СТ3-33		—		3…4		2790…3410	4…10

Терморезисторы с положительным ТКС — позисторы
Тип	Диапазон номинальных сопротивлений при 20°С	Максимальная мощность, Вт	Диапазон рабочих температур,° С	ТКС при 20°С, %/°С	Максимальный ток в цепи подогрева, мА	Кратность измерения в области положительного ТКС	Постоянная времени t, c	Область применения	Внешний вид
СТ5-1	20…150 Ом	0,7	-20…200	100…200	—	—	20	Измерение и регулирование температуры, противопожарная сигнализация, тепловая защита, ограничение и стабилизация тока
СТ6-1А	40…400 Ом	1,1	-60…155	40…155	—	1000 при 25…140°С
СТ6-1Б	180; 270 Ом	0,8	-60…125	20…125	—	1000 при 25…100°С
СТ6-3Б	1 — 10 кОм	0,2		10…125	15	100 при 25…80°С	10
СТ6-4Б	100…400 Ом	0,8		20…125		1000 при 25…100°С	40
СТ6-4Г	5…25 кОм			-20…125	2…6	5…15		Измерение и регулирование температуры
СТ11-1Г	100…300 Ом				6…9	20…80
СТ6-1Б1	100…400 Ом		-60…100	30…100	15	1000 при 25…100°С	20	Нагревательные элементы и датчики температуры, термостатирование.
СТ6-2Б	10…100 Ом	1,3		10….100
СТ6-5Б	3…20 Ом	2,5	-60…125	20…125	15	1000	10	Ограничение и стабилизация тока.
СТ6-6Б	5…25 Ом						180
СТ10-1	30…100 кОм	0,3…0,7	-60…70	-20…70	2…4	50	ТК
СТ14-3	80…200 Ом	0,5	-60…175	100…175	—	—	—	Саморегулирующиеся нагревательные элементы СВЧ устройств
СТ15-2-127в	15…35 Ом	3, Uпред=150В; I=24мА	-60…60	60…160	15	10000 при 25…160°С	—	В схемах размагничивания масок цветных кинескопов
СТ15-2-220в	20…50 Ом	3, Uпред=150В; I=12мА	-60…85

Обозначение на схемах

На принципиальной схеме значки терморезисторов почти такие же, как и символы обычных резисторов, но с косой линией, перечеркивающей прямоугольник. (см. рис. 9). Для различения типа терморезистора внизу этой косой линии проставляют букву t со значком градуса и знаком «+» или «–», в зависимости от типа изделия. Например, +tº или –tº.

Рис. 9. Обозначение на схемах

Иногда проставляется номинал терморезистора и его температурный диапазон.

Маркировка

Существует два способа маркировки – буквенно-цифровая и цветовая, в виде колец и полосок. Единых требований для буквенной маркировки не существует – разные производители применяют свои варианты обозначений. Например, на дисковом термисторе могут стоять символы «15D-30», что расшифровывается так: номинальное сопротивление 15 Ом, диаметр изделия 30 мм. Здесь значение диаметра прямо связано с рассеиваемой мощностью – чем больше диаметр, тем больше рассеиваемая мощность термистора.

Заметим, что у другого производителя эти же параметры могут маркироваться совсем другим способом. Поэтому лучше пользоваться технической документацией изготовителя изделия.

Применение

В основном терморезисторы используют для защиты оборудования и различных устройств от перегрева и от возможных перегрузок. Реже зависимостью сопротивления стабилизируют работу нагревательного элемента.

Примеры использования:

• защита электромоторов от перегрева;
• тепловая защита обмоток трансформаторов;
• в системах размагничивания кинескопов и старых моделей мониторов;
• в электронных схемах современных автомобилей.

В большинстве схем используется способность термисторов преобразовывать внутреннюю энергию в электрический сигнал, который считывается автоматикой.

В нагревательных приборах терморезистор довольно часто используется в качестве самовосстанавливающегося предохранителя. Его сопротивление возрастает при достижении критической температуры и в результате этого электрическая цепь размыкается.

После остывания прибор восстанавливает работоспособность. Сферы применения можно перечислять очень долго, но и эти примеры показывают, насколько востребованными оказались термисторы и термисторы.

Порядок выполнения работы

3.1. Снятие зависимости R(T) сопротивления терморезистора от температуры. Терморезистор помещается в сосуд с водой, которая нагревается на электроплитке. Измерить сопротивление терморезистора при различных температурах – от комнатной до максимальной, равной 90°С, с интервалом 10 °С. Выполнить измерения для терморезисторов ММТ-4 и ММТ-1. Результаты опыта занести в таблицу.

3.2. Определение тепловой постоянной времени терморезистора. Измерив сопротивление терморезистора при 90 °С, быстро извлечь его из воды. Момент извлечения принять за t = 0. Отключить термостат.

Фиксируя время, измерять сопротивление терморезистора при его остывании до тех пор, пока оно не увеличится примерно в три раза. Данные измерений занести в таблицу.