Wat zijn thermistors en waar zijn ze voor?
Apparaat en typen
Een thermistor is een halfgeleiderapparaat waarvan de weerstand afhangt van de temperatuur. Afhankelijk van het type element kan de weerstand stijgen of dalen bij verhitting. Er zijn twee soorten thermistors:
- NTC (negatieve temperatuurcoëfficiënt) - met een negatieve temperatuurcoëfficiënt (TCS). Vaak worden ze 'thermistors' genoemd.
- PTC (positieve temperatuurcoëfficiënt) - met positieve TKS. Ze worden ook wel 'Posistors' genoemd.
Belangrijk! De temperatuurcoëfficiënt van elektrische weerstand is de afhankelijkheid van weerstand op temperatuur. Beschrijft hoeveel Ohm of procent van de nominale waarde de weerstand van het element verandert met een temperatuurstijging van 1 graad Celsius. Bijvoorbeeld gewoon weerstanden positieve TKS (bij verhitting neemt de weerstand van de geleiders toe).
Thermistors zijn lage temperatuur (tot 170K), gemiddelde temperatuur (170-510K) en hoge temperatuur (900-1300K). Het lichaam van het element kan zijn gemaakt van plastic, glas, metaal of keramiek.
De voorwaardelijke grafische aanduiding van de thermistors in het diagram lijkt op gewone weerstanden, en het enige verschil is dat ze worden doorgestreept door een strip en de letter t ernaast wordt aangegeven.
Overigens worden eventuele weerstanden op deze manier aangegeven, waarvan de weerstand verandert onder invloed van de omgeving, en het type werkende hoeveelheden wordt aangegeven door de letter, t is de temperatuur.
Belangrijkste kenmerken:
- Nominale weerstand bij 25 graden Celsius.
- Maximale stroom- of vermogensverlies.
- Het bereik van bedrijfstemperaturen.
- Tks.
Interessant feit: De thermistor is in 1930 uitgevonden door de wetenschapper Samuel Ruben.
Laten we eens nader bekijken hoe het werkt en waar elk van hen voor is.
NTC
Basisinformatie
De weerstand van NTC-thermistors neemt af bij verwarming, hun TCS is negatief. De temperatuurafhankelijkheid van de weerstand wordt weergegeven in de onderstaande grafiek.
Hier kunt u ervoor zorgen dat bij verhitting de weerstand van de NTC-thermistor afneemt.
Dergelijke thermistors zijn gemaakt van halfgeleiders. Het werkingsprincipe is dat bij toenemende temperatuur de concentratie van ladingsdragers toeneemt, de elektronen in de geleidingsband gaan. Naast halfgeleiders worden overgangsmetaaloxiden gebruikt.
Besteed aandacht aan een dergelijke parameter als een bètacoëfficiënt.Er wordt rekening mee gehouden bij het gebruik van een thermistor om temperatuur te meten, om de weerstandsgrafiek versus temperatuur te middelen en berekeningen uit te voeren met microcontrollers. De beta-vergelijking voor het benaderen van de curve van de thermistorweerstandsveranderingen die u hieronder ziet.
Interessant: in de meeste gevallen worden thermistors gebruikt in het temperatuurbereik van 25-200 graden Celsius. Dienovereenkomstig kunnen ze worden gebruikt voor metingen in deze bereiken, terwijl thermokoppels werken bij 600 graden Celsius.
Waar wordt gebruikt
Negatieve TCS-thermistoren worden vaak gebruikt om de startstromen van elektromotoren, startrelais te beperken, om lithiumbatterijen te beschermen tegen oververhitting en in voedingen om de laadstromen van het ingangsfilter (capacitief) te verminderen.
Het diagram hierboven toont een voorbeeld van het gebruik van een thermistor in een voeding. Deze toepassing wordt directe verwarming genoemd (wanneer het element zelf opwarmt wanneer er stroom doorheen stroomt). Op de voedingskaart is de NTC-weerstand als volgt.
In onderstaande figuur zie je hoe de NTC-thermistor eruit ziet. Het kan verschillen in grootte, vorm en minder vaak in kleur, de meest voorkomende zijn groen, blauw en zwart.
De beperking van de startstroom van elektromotoren met behulp van een NTC-thermistor is wijdverbreid in huishoudelijke apparaten vanwege het gemak van implementatie. Het is bekend dat hij bij het starten van de motor vele malen en tientallen keren meer stroom kan verbruiken dan het nominale verbruik, vooral als de motor niet onder belasting maar onder belasting wordt gestart.
Het principe van de werking van een dergelijke regeling:
Als de thermistor koud is, is de weerstand hoog, zetten we de motor aan en wordt de stroom in het circuit beperkt door de actieve weerstand van de thermistor. Geleidelijk aan warmt dit element op en neemt zijn weerstand af, en de motor komt in de bedrijfsmodus. De thermistor is zo gekozen dat de weerstand in warme toestand bijna nul is. Op onderstaande foto zie je een uitgebrande thermistor op het bord van de Zelmer vleesmolen, waar zo'n oplossing wordt gebruikt.
Het nadeel van dit ontwerp is dat bij herstarten, wanneer de thermistor nog niet is afgekoeld, er geen stroombeperking optreedt.
Er is een niet helemaal bekend amateurgebruik van een thermistor om gloeilampen te beschermen. Het onderstaande diagram toont de mogelijkheid om de stroomstoot te beperken wanneer dergelijke lampen zijn ingeschakeld.
Als een thermistor wordt gebruikt om de temperatuur te meten, wordt deze modus indirecte verwarming genoemd, d.w.z. Het wordt verwarmd door een externe warmtebron.
Interessant: thermistors hebben geen polariteit, dus ze kunnen zowel in DC- als AC-circuits worden gebruikt zonder angst voor polariteitsomkering.
Markering
Thermistors kunnen zowel op alfabetische wijze worden gemarkeerd als voorzien van kleurmarkering in de vorm van cirkels, ringen of strepen. Tegelijkertijd zijn er veel manieren om letters te markeren - het hangt af van de fabrikant en het type specifiek element. Een optie:
In de praktijk, als het wordt gebruikt om de inschakelstroom te beperken, zijn de meest voorkomende schijfthermistoren, die als volgt zijn gemarkeerd:
5D-20
Waar het eerste cijfer weerstand aangeeft bij 25 graden Celsius - 5 Ohm, en "20" - de diameter, hoe groter het is - des te meer vermogen het kan afgeven. In onderstaande figuur ziet u hiervan een voorbeeld:
Om de kleurmarkering te ontcijferen, kunt u onderstaande tabel gebruiken.
Vanwege de overvloed aan markeringsopties, kunt u een fout maken bij het decoderen, daarom is het voor de nauwkeurigheid van de decodering beter om te zoeken naar technische documentatie voor een specifiek onderdeel op de website van de fabrikant.
PTC
Basisinformatie
De posistors hebben, zoals gezegd, een positieve TCS, dat wil zeggen dat hun weerstand toeneemt bij verwarming. Ze zijn gemaakt op basis van bariumtitanaat (BaTiO3) De posistor heeft zo'n grafiek van temperatuur en weerstand:
Bovendien moet u letten op het stroomspanningskenmerk:
De bedrijfsmodus hangt af van de keuze van het werkpunt van de posistor op de I-V-karakteristiek, bijvoorbeeld:
- Een lineaire sectie wordt gebruikt om de temperatuur te meten;
- Het stroomafwaartse gedeelte wordt gebruikt bij het starten van relais, tijdrelais, het meten van het vermogen van elektromagnetische straling op microgolven, brandalarm en andere dingen.
De onderstaande video beschrijft wat posistors zijn:
Waar van toepassing
De reikwijdte van posistors is breed genoeg. Ze worden voornamelijk gebruikt in beschermingsregelingen voor apparatuur en apparaten tegen oververhitting of overbelastingminder vaak voor temperatuurmeting en ook als zelfstabiliserend verwarmingselement. Geef een korte lijst van voorbeelden van gebruik:
- Motorbeveiliging. Geïnstalleerd in het voorste deel van elke motorwikkeling (voor enkelfasige driefasige 3, voor tweevoudige zes, enz.), Voorkomt de PTC-thermistor dat de wikkeling uitbrandt in het geval van vastlopen van de rotor of in geval van storing van het geforceerde koelsysteem. Hoe werkt dit circuit? De posistor wordt gebruikt als een sensor die is aangesloten op een besturingsapparaat met bedieningsrelais, starters en magneetschakelaars. In geval van nood stijgt de weerstand en wordt dit signaal doorgegeven aan het bestuursorgaan, de motor wordt uitgeschakeld.
- Bescherm de transformatorwikkelingen tegen oververhitting en (of) overbelasting, dan wordt de posistor in serie geplaatst met de primaire wikkeling.
- Systeem voor het demagnetiseren van beeldbuizen voor CRT-televisies en monitoren. Overigens faalt dit onderdeel vaak en heb je tijdens de reparatie met deze zaak te maken, terwijl de zekering kenmerkend is.
- Verwarmingselement in lijmpistolen. In auto's voor het verwarmen van het inlaatkanaal bijvoorbeeld, toont de onderstaande foto het verwarmingskanaal XX van de carburateur Pierburg.
Thermistors zijn een groep apparaten die de temperatuur kunnen omzetten in een elektrisch signaal, dat wordt afgelezen door het spanningsverlies of de stroom te meten in het circuit waar het is geïnstalleerd. Of ze kunnen zelf een regelgevende instantie zijn, als de parameters dit toelaten. Door de eenvoud en toegankelijkheid van deze apparaten kunnen ze op grote schaal worden gebruikt, zowel voor het professionele ontwerp van apparaten als voor radioamateurs.
Ten slotte raden we aan om een video te bekijken waarin wordt beschreven wat een thermistor is, hoe deze werkt en waar deze wordt gebruikt:
Je weet toch niet:
Bezig met laden ...
