Терморезисторы

Краткие сведения из теории о терморезисторах

Терморезистором называется полупроводниковый резистор, сопротивление которого в сильной степени зависит от температуры. Удельная электрическая проводимость полупроводников:

В примесных (n-типа или p-типа) полупроводниках одним из слагаемых в приведенном выражении можно пренебречь.

Подвижность носителей при нагревании изменяется сравнительно слабо, а концентрация очень сильно. Поэтому температурная зависимость удельной проводимости полупроводников подобна температурной зависимости концентрации основных носителей, а электрическое сопротивление терморезисторов может быть определено по формуле:

где Nо – коэффициент, зависящий от типа и геометрических размеров полупроводника.

Экспериментально коэффициент температурной чувствительности определяют по формуле:

где Т1 и Т2 – исходная и конечная температуры рабочего температурного диапазона, R1 и R2 – сопротивления терморезистора при температуре соответственно Т1 и Т2.

Рис. 1 График зависимости сопротивления полупроводникового резистора от температуры.

Чаще всего терморезисторы имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления. Выпускаются также терморезисторы, имеющие в сравнительно узком интервале температур положительный коэффициент и называемые позисторами. При нагревании величина сопротивления терморезисторов убывает, а позисторов возрастает в сотни и тысячи раз. В справочниках значение аR приводится для температуры 20 оС.

Терморезистор характеризуется определенной тепловой инерцией, зависящей от химических свойств полупроводника и конструкции элемента (площади излучающей поверхности). Тепловая инерция оценивается постоянной времени т – временем, за которое разность между собственной температурой тела и температурой среды уменьшается в е раз.

Если терморезистор, имеющий определённую температуру, поместить в среду с иной температурой, то его температура будет изменяться с течением времени по показательному закону:

С остыванием терморезистора сопротивление его увеличивается (рис. 2).

Рис 2. Процесс изменения температуры и сопротивления терморезистора при его остывании

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.

  Читайте также:  Первые конструкции электродвигателей постоянного тока. Часть 1

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

Описание экспериментальной установки

Снятие вольтамперных характеристик выполняется по схеме, приведенной на рис.3.

Рис.3. Электрическая принципиальная схема установки

Измерительной цепь питается от источника постоянного регулируемого напряжения со встроенным вольтметром. Ток через терморезистор измеряется миллиамперметром.

Терморезистор ММТ-4 размещается в демонстрационной пробирке с клеммами, которая не позволяет горячей воде контактировать с корпусом терморезистора, в пробирку можно установить жидкостной термометр (желательно использовать ртутный термометр), для контроля температуры, непосредственно рядом с терморезистором.

Переменный резистор R2 необходим, только если используется нерегулируемый блок питания.

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

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.