Термистор

Предмети:

Термистор
PTC резистор
NTC устойчивост
Определяне на NTC характеристика

Термистор:
Термисторът е наименование на компонент, който има стойност на съпротивление, която зависи от температурата. Английската дума е комбинация от думите термичен и резистор. Термисторите се използват, наред с други неща, в автомобилната технология температурни сензори en защити от претоварване.
Термисторите могат да бъдат разделени на 2 групи; а именно, че стойността на съпротивлението се увеличава с повишаване на температурата (PTC) или че стойността на съпротивлението намалява с повишаване на температурата (NTC). Термините NTC и PTC са допълнително обяснени по-долу.

PTC устойчивост:
PTC резисторът е резистор с положителен температурен коефициент. Използват се главно като температурна защита в електрически уреди. С повишаване на температурата съпротивлението също се увеличава. Връзката между съпротивление и температура има линейна връзка с PTC резистор. Тоест съпротивлението нараства пропорционално на повишаването на температурата. Това може да се види на изображението по-долу чрез точно права линия.

PTC резисторите се използват, наред с други неща, за отопление на огледалото. Без този защитен резистор на нагревателните елементи след включване би останало постоянно (максимално) напрежение от 12 волта и ток от 1,25 ампера. Те в крайна сметка ще изгорят, тъй като подаваният ток продължава да причинява нагряване. Претоварването може да бъде предотвратено чрез добавяне на PTC резистор в положителния проводник. Този резистор следи температурата на нагревателния елемент. Ако изчерпването на огледалото е включено през зимния период, PTC резисторът първо няма да работи. Тогава температурата е твърде ниска. Пълните 12v / 1,25A сега преминават през нагревателните елементи, което кара стъклото на огледалото да се нагрява бързо първоначално. (Тогава влагата ще изчезне от огледалното стъкло възможно най-бързо).
С повишаването на температурата съпротивлението се увеличава (вижте изображението по-долу). Когато огледалното стъкло достигне температура от 20 градуса, PTC ще има стойност на съпротивление от 20 ома. Сега токът е намалял от 1,25A на 0,6A. Това може да се изчисли с Закон на Ом:

I = U/R
I = 12/20
I = 0,6А

Токът вече е наполовина, което гарантира, че стъклото на огледалото се нагрява по-бързо. Ако температурата на стъклото се повиши до 40 градуса, PTC има стойност на съпротивление от 40 ома. Сега токът е паднал до 0,3A.

При максимална температура от 60 градуса по Целзий, съпротивлението на PTC резистора ще бъде 60 Ohm. Сега токът е само 0,18А. Отоплителната мощност вече е постоянна и няма да се увеличава повече поради ниския ток. Температурата на огледалното стъкло вече остава постоянна и не може да прегрява. Горните стойности са измислени и служат само като пример, за да стане възможно най-ясно. Всеки производител ще използва свои собствени амперажи (и следователно стойности на съпротивление) за отопление на огледалото.
Има и други компоненти в колата, които имат PTC резистор, като например двигател на прозореца. Ако механизмът на прозореца е много тежък (поради високо механично натоварване) или прозорецът се отваря и затваря много пъти последователно, температурата на двигателя на прозореца се повишава. Този електродвигател също се следи от PTC резистор. Когато температурата стане твърде висока, този сигнал се изпраща чрез PTC резистора към контролния блок. Това временно изключва захранването на двигателя, докато температурата спадне. Това е само от съображения за сигурност, за да се предотврати прегряване

NTC устойчивост:
NTC резисторът е резистор с отрицателен температурен коефициент. Тези резистори се прилагат като температурни сензори на, наред с други неща, охлаждащата течност и входящия въздух. С повишаване на температурата съпротивлението намалява (вижте изображението). Често към сензора се прилага постоянно напрежение между 1 и 5 волта. При ниска температура стойността на съпротивлението ще бъде висока, така че напрежението ще бъде ниско. С повишаване на температурата съпротивлението намалява и напрежението се увеличава.

Увеличаването на напрежението се контролира от устройството за управление на характеристичните полета, което освен всичко друго определя инжекционното количество на инжекторите. Стойността може също да бъде предадена на измервателя на температурата на охлаждащата течност на арматурното табло или температурата на външния въздух на дисплея на климатичния контрол.

Връзката между съпротивление и температура няма линейна връзка с NTC резистор. Това означава, че съпротивлението не намалява пропорционално на повишаването на температурата. Това може да се види на изображението чрез извитата линия. Тази линия се нарича „характеристика“ и е логаритмична.

Определяне на NTC характеристиката:
NTC характеристиката може да бъде частично очертана чрез определяне на съответната стойност на съпротивление при три температури. За тази цел температурният сензор може да се измери с омметър, докато виси в загрят чайник.
Точки могат да бъдат начертани при различни температури и стойности на съпротивление. Между тези точки могат да бъдат начертани линии (вижте изображението по-долу). По принцип това дава възможност да се оцени справедливо как ще се развие характеристиката под 20 и над 100 градуса по Целзий.

Интересно е да се задълбочим в това. С трите измерени стойности на съпротивление, точното съпротивление може да се определи с помощта на „уравнението на Steinhart-Hart в безкрайно голям температурен диапазон. Характеристиката също може да се определи точно. В долната част на тази страница може да бъде изтеглен Excel файл, с който може да се формира характеристиката.

Уравнението на Steinhart-Hart е:

T е температурата в Келвин;
R е съпротивлението при Т в ома;
A, B и C са коефициентите на Steinhart-Hart, които зависят от стойностите на съпротивлението при определена температура.

За да се намери съпротивлението на полупроводник при дадена температура, трябва да се използва обратното (R) на уравнението на Steinhart-Hart. Това уравнение е както следва:

където x и y се определят с помощта на следните формули:

За да се намерят коефициентите A, B и C на Steinhart-Hart, трябва да се определят три стойности на съпротивление (R1, R2 и R3) при температура (T1, T2 и T3). Те трябва да се търсят в спецификациите на полупроводника или да се измерват с термометър и омметър. L1, L2 и R3 се изчисляват чрез определяне на обратната стойност на съпротивлението. Y1, Y2 и Y3 се определят чрез изчисляване на температурата в Келвин на степен -1.