Jaká zařízení se nazývají termistory nebo termistory?

Pro začínající radioamatéry je tento typ radiokomponentů prakticky neznámý. I když se objevily ve 1930. letech XNUMX. století díky vědci Samuelu Rubenovi. Co je tedy termistor? Stručně řečeno, tento prvek je v podstatě jedním z typů rezistoru. Jiné názvy: termistor, tepelný odpor.

Jaký je jeho design, jaké úkoly plní a jak je strukturován – to je diskutováno v tomto článku.

Jmenování

Pokud název tohoto rádiového prvku obsahuje výraz „termo“, je logické předpokládat, že jeho účel je nezbytný v těch oblastech elektroniky, které jsou závislé na teplotních podmínkách:

• technologické postupy;
• Zařízení pro přenos informací;
• ve vysoce přesných zařízeních.

Toto jsou hlavní aplikace, kde jsou takové díly velmi potřebné.

Největší využití standardních termistorů bylo zjištěno pro omezení zapínacích proudů při spouštění různých zařízení.

Jako jeden příklad můžeme uvést proces při spouštění různých typů zařízení. Po přivedení napětí na napájecí zdroj začne kondenzátor okamžitě získávat kapacitu, což vede ke zvýšení proudového zatížení. Pokud tento proces není řízen, zvyšuje se riziko poškození diodového můstku.

Termistor v napájení počítače

Termistory se díky své dostupnosti častěji používají pro domácí zařízení, jako je napájecí zdroj (PSU). Chrání elektrický obvod v případě náhlého zahřátí řízením teploty na bezpečnou úroveň.

Zdroje i usměrňovače, které mají kondenzátorové filtry, mají značnou nevýhodu. Když je zařízení zapnuté, kondenzátor potřebuje krátkou dobu k nabití. Tato doba je dostatečná pro krátkodobý rázový proud, který několikanásobně překročí provozní parametry zdroje.

Jakékoli nadměrné proudové zatížení je samozřejmě pro elektronické obvody nežádoucí.

Jedním z řešení tohoto problému je, když je do elektronického obvodu zahrnut středoteplotní NTC termistor.

Výše uvedené schéma platí pro napájecí zdroj s výkonem nepřesahujícím 800 W.

V pohotovostním režimu (při vypnutém napájení) jsou termistory nastaveny na přirozenou teplotu v místnosti.

Po zapnutí napájení je proudový ráz tlumen odporem termistoru NTC. Následně se tato část zahřeje a přejde do provozního režimu, který neovlivňuje činnost silového obvodu.

Jak takové polovodiče fungují?

Výrobci takových dílů počítají s jejich maximální citlivostí na změny teplot. Při zahřívání se zvyšuje počet aktivně nabitých částic. Vodivost prvku závisí na počtu takových částic.

Je důležité pochopit, že podobný polovodičový prvek funguje podle typu podřízenosti teplotním podmínkám kovu v součásti. Používají prvky s následujícím obsahem:

• mangan;
• nečistoty mědi;
• nikl a jeho slitiny;
• silikáty;
• oxidy a další.

Musíme ale vzít v úvahu princip fungování termistoru. To určí, jak to bude fungovat – zvýšit nebo snížit odpor při změně provozní teploty prvku.

Termistory jsou rozděleny do hlavních typů jako NTC nebo PTC.

Produkty tohoto typu mají negativní TCH. Jejich rozdíl je v tom, že vnitřní odpor termistoru se může s rostoucí hodnotou t0 snižovat a naopak. Sníží-li se teplotní zatížení t0, pak odpor R vzroste.

Tyto charakteristiky jsou důležité v případech, kdy je nutné omezit zapínací proud, když:

• spuštění elektromotoru;
• ochrana Li-ion baterií.

V napájecím zdroji je také potřeba termistor pro snížení nabíjecích proudů.

Termistory typu NTC se používají také v automobilovém průmyslu jako senzor pro automatické řízení systému klimatizace. Nebo jako čidlo přehřátí motoru. Při překročení přípustného bezpečného režimu je řídicí povel odeslán do řídicího relé a motor se automaticky vypne.

Prvky typu NTC – lze použít v hasicích systémech, jako požární čidlo, které zaznamená rychlý nárůst teploty a zapne požární poplach.

Tato minizařízení mohou být označena písmeny nebo barvami ve formě pruhů nebo kroužků. Typ výkresu závisí na tom, kde je součást vyrobena, jejím typu a řadě dalších parametrů.

Dešifrujme například označení 4D-21.

4D – ukazuje, že jeho hodnocení je určeno pro teploty do 24 stupňů Celsia. Číslo 21 je průměr prvku.

Pro správný výběr tohoto prvku existují speciální tabulky s vypočtenými provozními parametry. Například pro termistory řady SCN:

Podobné tabulky vám pomohou vybrat prvek v požadovaném provozním rozsahu pro vaše úkoly.

Existují také PTC termistory, jejichž TCS je kladný.

Když se součást zahřeje, zvýší se její vnitřní odpor. Takové výrobky lze často nalézt ve starých barevných televizních přijímačích s obrazovkami.

Dnes lze rozlišit dva typy dílů RTS – se dvěma nebo třemi terminály.

U produktů se třemi kontakty je hlavní rozdíl v tom, že mají dva pozitrony ve formě „pilulek“ uzavřené v jednom pouzdře.

Navenek tyto dva prvky vypadají téměř identicky. To je ale zavádějící dojem.

Liší se jak velikostí, tak odolností.

V prvním případě je provozní rozsah od 1.4 do 3.7 kOhm a ve druhé možnosti – 17–25 Ohmů.

Dvouolověné díly se vyrábí nejčastěji s přídavkem křemíku (Si). Vypadají jako malý tablet s párem kolíků.

Prvky RTC se nejčastěji používají k ochraně energetických zařízení před přetížením a přehřátím. A udržovat správnou teplotu v bezpečně stabilních rozmezích.

Rozsah aplikace

Dražší ochranný prvek se používá ve složitých výrobních procesech jako druh pojistky. Lze je například namontovat na výkonné relé, které při zahřátí této rádiové součásti vypne celý elektrický obvod.

Jsou také potřeba pro:

1. Ochrana elektromotoru. Pokud se rotor zasekne, vinutí bude chráněno před spálením. Snímač a pojistka je zde posistor, který je připojen k řídicímu zařízení, s vlastním prováděcím relé a vlastním spouštěčem. V nebezpečné situaci, kdy se odpor zvýší, přejde signál k potřebnému prvku a odtud přejde výkonný příkaz k okamžitému vypnutí motoru.
2. K ochraně vinutí transformátoru před významnými hodnotami přetížení a následným přehřátím. Zde má posistor místo v elektrických obvodech primárního vinutí.
3. Ochrana topné jednotky v lepicích pistolích.
4. Jako pomocná jednotka pro ohřev motoru před nastartováním.

Klasifikace podle teplotních úrovní:

• nízká teplota (méně než 175 K);
• střední teplota (175–515 K);
• vysoká teplota (nad 515 K);
• samostatný typ: 900…1300° K.

Odrůdy

Uvádíme hlavní typy typických termistorů:

1. Termistor je pracovní princip, při kterém se s rostoucí teplotou zvyšuje vodivost/odpor klesá.
2. Přímo vyhřívaný termistor – teplota i odpor jsou zde přímo závislé na teplotě vzduchu – odpor roste s teplotou.
3. Nepřímý topný termistor – kde se k vytápění používá speciální vestavěné topné těleso.
4. Bolometr – zvláště citlivý na tepelnou zátěž, která obsahuje aktivní a kompenzační prvek.

Klíčové vlastnosti

Při používání takových elektronických prvků a abyste věděli, co je termistor, musíte pochopit a vzít v úvahu takové vlastnosti, jako jsou:

Výhody

Hlavní výhody těchto elektronických dílů:

• odolnost proti vibracím;
• malá velikost;
• mají mírnou setrvačnost;
• nízká cenová kategorie.
• lze použít při záporných teplotách až do minus 100 °C.

Jak zkontrolovat

Před kontrolou termistoru musíte připravit:

1. Budete potřebovat ampérvoltmetr nebo běžný digitální multimetr.
2. K ohřevu této části je vhodná i páječka.

Pak je vše jednoduché. Princip ověřování je obecný. Pro všechny prvky tohoto typu. Připojíme sondy zařízení k naší části a změříme odpor, ale:

• před kontrolou pomocí multimetru jej přepněte do režimu měření odporu;
• Svorky zařízení aplikujeme vlastními rukama na svorky z termistoru (na jaké polaritě zde nezáleží);
• Provádíme měření, abychom zajistili provozuschopnost a zapamatovali si výsledky. Ale je zde malá nuance. V normálním stavu má tento prvek jmenovitý odpor. A pouze při zahřátí se změní jeho odpor;
• Nyní přivedeme zahřátou páječku k rádiové součástce a podíváme se na hodnoty zařízení;
• v závislosti na typu dílu (PTC nebo NTC) by se měl odpor měnit – buď zvýšit nebo snížit.

Pro názornost, jak probíhá proces testování funkčnosti, se podívejme na obrázek níže.

Zde je dobře vidět, jak při zahřátí páječkou klesá odpor radiového prvku z hodnoty 5.1 Ohmů na hodnotu 2.7 Ohmů. Je zřejmé, že tento prvek funguje.

Pokud se vše stalo tak, jak je popsáno výše, vaše rádiová komponenta funguje správně.

Pokud vidíte, že se odpor termistoru nemění plynule nebo se nemění vůbec nic (což by nemělo být), je tento prvek vadný.

Důležité! Výše uvedená metoda je poměrně hrubá. Správné by bylo, kdybyste při testování změřili jak odpor prvku, tak teplotu ohřevu.

Schematické znázornění

Schématické zobrazení má také své vlastní charakteristiky.

Termistor lze na schématu zapojení zobrazit různými způsoby.

V Evropě se zobrazuje jako pravidelný odpor, ale diagonálně s „poličkou“, vedle níž je buk t.

Mohou existovat také písmenná označení:

Ale termistor má na schématu v USA nebo Japonsku jiné označení:

Typ SMD

V elektronickém světě existují také další typy termistorů, jako například:

SMD – díly. Mají hlavní vlastnost – vlastní typ instalace (vnější upevnění), odkud je obtížné odpájet.

Tyto díly mohou mít různá provedení, například:

• plochá deska;
• disky různých tvarů;
• tyčovitý;
• podložky;
• trubky;
• korálky;
• válce.

Nejmenší jsou ve formě korálků o velikosti menší než 1 milimetr. I přes to jsou parametry vcelku stabilní. Ale je tu také nevýhoda – není zaměnitelnost v elektrických obvodech.

Když stojí před úkolem opravit domácí spotřebiče, technik se zabývá různými součástmi a díly. Pokud se úkolu ujme nováček, může mít problémy s pochopením toho, co jsou termistory.

Co je NTC termistor

NTC termistor znamená součástky, jejichž odpor se mění vlivem teplotních podmínek. Rozsah použití tohoto radioelementu závisí na jeho vlastnostech. Termistory jsou v zásadě potřebné k provádění měření a řízení indikátorů teploty. Používá se také k detekci kapaliny nebo záznamu její nepřítomnosti. NTC termistory se také nacházejí v zařízeních omezujících proud. Rozsah jejich použití je široký, od radioamatérů až po renomovanou velkovýrobu.

Mezi úkoly přiřazenými termistorům NTC se za důležité považuje řízení teploty. Proto je pro vývojáře jak složitých průmyslových zařízení, tak jednoduchých domácích spotřebičů obtížné obejít se bez těchto prvků.

Moderní trh nabízí velký výběr NTC termistorů od výrobců zastupujících různé země světa. Tento prvek byl poprvé vynalezen již v roce 1930. Zavedl ji vědec Samuel Reuben.

Rozsah NTC termistoru

Hlavní klasifikace podle typu souvisí s výrobním procesem, který byl použit při výrobě rádiového prvku:

• korálkové;
• disk a čip;
• ve skleněné skořápce.

Korálkový termistor je speciálně zapečen do pouzdrové části vyrobené z keramického materiálu. Samotný komponent je slitina platiny v olověném drátu. Tento typ se vyznačuje rychlou odezvou. Termistor je schopen plynule fungovat při vysokých teplotách.

Čipové a diskové termistory jsou obvykle vyrobeny z pokovených kontaktů. Mají schopnost odolávat vysokým proudům.

Termistory vybavené skleněným pláštěm mohou pracovat při teplotách +150 stupňů a vyšších. Jedná se o utěsněné radioelementy, které jsou uzavřeny ve skleněné lahvičce, která neumožňuje proudění vzduchu. Nejsou vystaveny klimatickým podmínkám, lze je tedy instalovat na otevřené plochy desek.

Všechny výše uvedené typy mají dobrou mechanickou pevnost pouzdra, vysokou citlivost a jsou v praxi spolehlivé, což umožňuje jejich použití v motorech, zářivkách, transformátorech, elektromotorech se stejnosměrným proudem nepřesahujícím 20 A, pro domácnost, průmysl a autoelektronika, mobilní zařízení, moderní monitory s charakteristikami LCD a HDD.

Skupiny termistorů, jejich charakteristiky

Všechny termistory NTC jsou rozděleny do skupin podle teploty, kterou snesou. Tento parametr vysvětluje, v jakém režimu je zařízení schopno pracovat a kde se jednoduše nedokáže vyrovnat se svými funkčními povinnostmi.

• nízká teplota (až 170K);
• střední teplota (170–510 K);
• vysoká teplota (900–1300 K).

Termistory se také dělí na termistory a posistory. První mají negativní teplotní koeficient (TCC), zatímco druhé mají kladný teplotní koeficient. Je známá další odrůda – kombinovaná složka. Například termistor NTC, který má nepřímý ohřev. Tělo přístroje obsahuje snímač vybavený topným tělesem. Nastavuje teplotu termistoru a počáteční proudový odpor. Tyto radiové prvky se v praxi vyskytují ve formě proměnných rezistorů, které řídí napětí přiváděné na čidlo ohřevu.

Klasifikace v závislosti na principu činnosti

Na základě principu činnosti se termistory dělí na:

• Kontakt;
• bezkontaktní.

První kategorie obvykle zahrnuje bimetalové prvky, různá teplotní čidla a termočlánky. Pokud mluvíme o bezkontaktním principu fungování, pak se jedná o senzory s infračervenou možností. Jsou schopny detekovat infračervené záření a optické paprsky vyzařované kapalinami a plyny.

Označení a vysvětlení označení

Existuje několik typů označení. Například z písmen nebo různých barev, pruhů nebo jiných obrázků nanesených na povrch termistoru. Vše záleží na výrobci a konkrétním typu prvků. Přibližný systém zápisu je znázorněn na obrázku níže. Možností je tolik, že je ani zkušený mistr nedokáže vždy správně rozluštit. V tomto případě je lepší se spolehnout na technické údaje, které jsou na webu výrobce termistoru v popisu konkrétního prvku.

Podívejme se na příklad – NTC termistor s označením 10 D-9. První číslice „10“ znamená, že 10 ohmů při 25 stupních Celsia představuje odpor snímače. Jeho průměr je 9 mm. Čím vyšší je tato hodnota, tím vyšší je výkon. Abyste lépe porozuměli barevnému značení, měli byste použít tabulku nebo se podívat na popis charakteristik v referenční knize. Všichni výrobci tyto informace u svých produktových řad upřesňují.

Tvar polovodiče může být různý: tenké trubky, velké podložky, desky různé tloušťky a malé prvky různých typů. Existují dokonce díly, jejichž rozměry se měří v několika mikronech. Obrázek níže ukazuje sortiment polovodičů, které jsou na moderním trhu běžnější než jiné.

Hlavní charakteristiky termistorů

Je důležité věnovat pozornost vlastnostem NTC termistorů. Mohou se změnit z několika důvodů: výrobce, typ a použitý materiál. V první řadě by si kupující měl prostudovat velikost. Je nutné, aby prvek velikostně seděl, to znamená, že při instalaci seděl na desce.

Následující důležité body:

• odpor RT;
• časová konstanta;
• disipační koeficient.

To jsou hlavní body, které je třeba vzít v úvahu při nákupu dílu.

Vlastnosti vytápění

Existují 2 typy termistorů v závislosti na způsobu ohřevu, který je základem jejich principu činnosti:

Při nepřímém ohřevu se teplota termistoru změní pod vlivem prvků umístěných vedle něj.

Při přímém se také mění, ale pouze vlivem okolního vzduchu nebo proudu, který živlem prochází. To je hlavní rozdíl.

Kontrola provozuschopnosti dílu

Nejprve je třeba nastavit multimetr do režimu, který vám umožní měřit odpor. Poté připojte sondy k nohám rádiového prvku. Fixujte odpor a přiveďte páječku k prvku. Ukazatele odporu je lepší zaznamenat na papír. Páječka musí být předehřátá. Proveďte kontrolní měření. Pokud odpor klesne, pak termistor pracuje správně. Pokud se jedná o posistor, měl by se odpor zvýšit.

Například při testování termistoru NTC MF 72 je odpor 6.9 Ohmů, ale při změně teploty pomocí páječky klesne na 2 Ohmy. Výsledek testu je správný.

Když odpor zůstane stejný nebo se náhle změní, můžete předpokládat, že NTC termistor selhal. Chtěl bych dodatečně poznamenat, že takové kontroly se velmi nedoporučuje, protože jsou hrubé. Pokud je cílem přesně ovládat termistor, musíte zkontrolovat jeho teplotu a poté odpor. Údaje musí být porovnány s parametry uvedenými výrobcem ve specifikacích.

Výhody NTC

Termistory jsou mnohem žádanější než posistory. Mají řadu výhod. Jedná se o prvky, které lze spolehlivě používat po dlouhou dobu bez obav z jejich selhání i přes extrémní podmínky prostředí. Dalším plusem jsou jeho kompaktní rozměry.

Balení je tak pohodlné, že použití radioprvků je možné na malé ploše nebo v omezeném prostoru, nevyžadují mnoho místa na desce. Další výhodou je rychlá odezva. Reagují na změny teploty, pokud je potřeba zpětná vazba. Neméně důležité jsou ukazatele efektivnosti nákladů.

Master může počítat s levnou cenou a jednoduchou instalací. Ale ani takový výhodný prvek není bez nevýhod. Spočívá v tom, že v podmínkách moderní výroby není možné jej vyrábět ve velkém množství při zachování stejných vlastností. Parametry jsou velmi odlišné. To platí pro případy, kdy jsou prvky vyráběny v jedné dávce. Z tohoto důvodu je nutné zařízení překonfigurovat.

Populární termistory

Jak bylo uvedeno výše, dnes je známo mnoho forem a typů termistorů. Často jsou části ve fenolu se speciálním zbarvením. Nelze jednoznačně a přesně říci, který typ nebo forma je nejoblíbenější. Tvar závisí na tom, jaká úloha je termistoru přiřazena, záleží také na jeho vlastnostech.

Perličkové termistory jsou považovány za optimální řešení pro instalaci do zařízení. Disková verze je vhodnější pro povrchy s optickými vlastnostmi. Pokud mluvíme o podobě čipu, doporučuje se instalace na desku s plošnými spoji. Při určování této charakteristiky by měl velitel vzít v úvahu, jak těsný by měl být kontakt mezi povrchem a zařízením. Bez ohledu na typ termistoru je důležité, aby byla pro připojení k povrchu použita tepelně vodivá pasta nebo epoxidové lepidlo, které nemá vlastnosti elektrické vodivosti.

Pokud je úkolem vyměnit termistor, měli byste použít podobný prvek po prostudování jeho charakteristik v referenční knize nebo technické dokumentaci. Technik může termistor vyměnit za běžný drátový rezistor, ale pouze v případě, že má podobnou zkušenost z minulosti a pokud dříve nebyly s provozem zařízení žádné problémy. Nezapomeňte zkontrolovat podmínky volitelnosti prvku jak v čase, tak v napětí. Je také důležité pochopit, zda nový rezistor plně plní funkce termistoru.

Více o rozsahu

Všechny termistory lze použít v poměrně široké škále aplikací. Pokud mluvíme o dražším zařízení, umožňuje to být součástí složitého výrobního zařízení nebo použít jako pojistka. Specialisté připojují termistory k relé. Díky tomu se systém automaticky vypne, jakmile zjistí přehřátí. Z hlediska ceny jsou termistory mnohem levnější než ostatní komponenty. To vysvětluje vysokou poptávku po nich na trhu. Používají se jak v každodenním životě, tak ve výrobě.

Při správné konfiguraci a instalaci termistoru se může stát prvkem pro kontrolu teplotních podmínek venku nebo uvnitř. Můžete jej použít ke sledování jakýchkoli změn. Samozřejmě se nebavíme o tak přesných měřeních, jaká je vyžadována ve výrobních prostorách. Krok o jeden stupeň bude stačit. Díl se také často používá v systému ochrany motoru proti přehřátí. V tomto případě jej odborník připojí k relé. Pokud dojde k nebezpečí přehřátí, které porušuje všechna přijatelná bezpečnostní opatření, motor se vypne. Pokud máte zkušenosti, můžete do systému palubního PC zařadit termistor. To umožňuje sledovat indikátory na monitoru, což je v praxi velmi pohodlné řešení.

Všechny termistory jsou vyráběny v pouzdrech s ochrannými vlastnostmi, což eliminuje vliv vlhkosti na ně. To má pozitivní vliv na životnost prvku. Pokud odborník vybere termistor správně, může počítat s dlouhodobým používáním prvku a zařízení, do kterého bude instalován.