Главная Промышленные терморезисторы



Коэффициент рассеяния К существенно зависит от условий q ружающей среды, способа монтажа терморезистора и теплопр

водности проволочных выводов и корпуса. Эти условия ДОЛДС(

быть четко оговорены, когда даются значения коэффициента .ра сеяния. Так «как и условия охлаждения не всегда полностью тественные, и температура всех частей терморезистора неодинак ва, то коэффициент К, строго говоря, не является постоянной в личиной и несколько увеличивается с новыщением температур при которой ведется измерение.

Если вследствие саморазогрева температура прибора силы возрастает, то рассеиваемая мощность перестает быть линейнс функцией АГ (АТ = Т-Гокр) и описывается эмпирической фор5 лой

p=K[т+к"(тn т

где /C"«i3-102; это значение справедливо для режимов с бо шим перегревом [4]

Измеренные значения коэффициента рассеяния составлЯ 10 Вт/° С для бусинковых терморезисторов в вакуухме, 5чч 15 мВт/°С для дисковых и стержневых приборов и до 100 мВт/°( для дисков, смонтированных на пластине, прижатой к теплоотво1 ДУ-

Сопротивление при нулевой мощности. Во всех предыдущи рассуждениях относительно сопротивления терморезисторов (з исключением случаев прямого подогрева) считалось, что темпе ратура терморезистора обусловливается исключительно темпера турой окружающей среды. Однако, как мы уже говорили, даж очень небольшая мощность может вызвать увеличение температуры терморезисторов за счет джоулева тепла, особенно бусинковых Поэтому необходимо определить допустимые пределы увеличение разогрева терморезистора протекающихМ через него током при из» мерениях. Сопротивление при нулевой мощности определяется i условиях, когда температура терморезистора повышается не бО; лее чем на 0,ГС в результате протекания измерительного тока Эта максимальная мощность соответствует одной десятой коэф фициента рассеяния при тех же условиях.

Тепловая постоянная времени. Все рассматриваемые характерна стики терморезисторов относились к стационарным условиям Во многих применениях, например i устройствах задержки или регу ляторах температуры, важную роль играют нестационарные yd ловия, когда температура или любая другая физическая величина зависящая от температуры, изменяется со временем I

Если терхморезистор нагревается под действием протекающег( тока на 100-200° С выше температуры окружающей среды и затем охлаждается в условиях, соответствующих измерению conpq тивления при нулевой мощности, то за любой интервал времен!

будет рассеиваться К{Т-Гокр)А джоулей. В результате тем пература понизится на АГ, т е

~HAt=K{T~T,,)At. (3 20].



К Д t

(3.21)

где Я

теплоемкость, Дж/° С. врезультате решения этого дифференциального уравнения по-яучим выражение

7-Г,,р = (Го-Г„,р)ехр(-/т), (3.22)

- температура терморезистора в момент времени =0; т = постоянная времени охлаждения. Из выражения (3.22) следует, что зависимость lg(r-Гокр) от / представляет собой прямую линию с наклоном -1/2,303. Однако в реальных ситуациях теплоемкость Я и коэффициент рассеяния К несколько меняются с температурой, и поэтому постоянная времени т также зависит от температуры Г и времени t. Хотя измеряемые зависимости (рис. 3.11) обычно отличаются от идеально линейных, тем не менее нак- jj

о nun .

лон в любой момент времени или повышение температуры {Т-Токр) дадут правильное значение постоянной времени в этой точке. Отклонение от линейности более отчетливо выражено у терморезнсторов с защитными покрытиями, а не окруженных воздухом, например в стеклянных или пластмассовых оболочках. Постоян-

Juc. 3.11. Полулогарифмическая характеристика охлаждения массивного терморезистора


250 300 3S0

ная времени охлаждения определяется как время, за которое избыточная температура терморезистора уменьшается в 1/е раз от ее начального значения.

Постоянная времени является важнььм параметром во многих областях применения терморезисторов и определяет скорость реакции прибора данной конструкции на изменение температуры. Постоянная времени бусинковых терморезисторов равна приблизительно 1 с, дисковых и стержневых -15-30 с, а дисковых терморезисторов в защитных корпусах из пластмассы - до 200 с.

3.3. Стабильность

Проблемы стабильности терморезисторов с отрицательным

еще не нашли достаточного отражения в литературе. Одно

первых сообщений [1] по этому вопросу посвящено исследова-



нию старения дисковых терморезисторов на воздухе при темпе туре 105° С, изготовленных из оксидов никеля и марганца (к вая / на рис. 3.12), а также оксидов никеля, марганца и кобал (кривая 2) в течение 3 лет. Тот факт, что большая часть языщ НИИ, связанных со старением, происходит в течение первых ощщ

й f,0

•0,5

--Г

1и ден

1 я н

еделя 1имес

Б месяц

iS 1и го1

1 ггас

1а 5ле

Время при 105 °С, v

Рис. 3.12. Временные характеристики сопротивлений терморезисторов, изготош ленных из материалов № 1 и № 2, которые подвергали старению в термост* те при температуре 105°С

или двух недель, позволяет заключить, что если «бы изготовител) приборов осуществлял в течение этого срока предварительное (ис кусственное) старение, то изменение сопротивления в течение еле дующего года было бы менее 0,2%. Поэтому искусственное стар ние широко практикуется в производстве реальных приборов, дисковые терморезисторы, изготовленные из оксидов никеля марганца или из оксидов никеля, кобальта и марганца, как прз вило, обладают стабильностью по сопротивлению выше 1% в го, при максимальной рекомендуемой рабочей температуре, равно: примерно 120° С.

Введение оксида меди в исходные материалы для терморезио торов с отрицательным ТКС позволяет создавать приборы с мень шим удельным сопротивлением, но одновременно снижает их ста бильность. Это снижение стабильности достаточно ощутпмо; онс не столь заметно при комнатной или более низких температурах, но становится заметным, когда рабочая температура или темпьра-тура старения возрастает до 100 или 120° С.

Стабильность содержащих медь составов зависит от ее концентрации: если содержание меди ниже 1%, то стабильность пс сопротивлению составляет порядка 1 % в год для негерметизирО ванных дисковых приборов. Постепенное увеличение концентрации меди до 10 или 20% вызывает аналогичное ухудшение стабильности по сопротивлению до 5-10% в год у нормальных дисковые терморезисторов. За последние годы разработаны методы ослабления влияния меди на стабильность, однако подробности этих методик обычно тщательно скрываются изготовителями.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [13] 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67


0.0108