Главная Промышленные терморезисторы



ся режиме тело терморезистора находится в тепловом равновесии. Это означает, что рассеиваемое тепло равно суммарной электрической мощности, подводимой к прибору. Эта суммарная мощность состоит из двух составляющих: электрической мощности Р, подводимой к бусинке, и электрической мощности Рн, подводимой к нагревателю. При этом некоторая часть мощности Рп


5 10

Тон, мА

Рис. 7.2

О 20 to ВО

MoujyHOcmb ёусинка,мЬт

Рис. 7.3

Рис. 7.2. Статические вольт-ампериые характеристики при различной мощности нагревателя Рв, используемой в качестве параметра:

а - Рв=0; б -Рн=10 мВт; в -Рн=20 мВт; г -Рв=30 мВт; д-Рп=40 мВт

Рис. 7.3. Зависимости сопротивления от мощности для терморезистора со статическими вольт-ампериыми характеристиками, приведенными иа рис. 7.2 а -Рв = 0; б -Рн=10 мВт; в -Рн=20 мВт; г -Рв=30 мВт; й -Рн=40 мВт

теряется участками нагревателя, не имеющими непосредственного контакта с бусинкой терморезистора. Следовательно, мощность, подводимая от нагревателя к бусинке, эквивалентна т]Рн где т] - эффективность (КПД) нагревателя. Таким образом, уравнение стационарной мощности терморезистора косвенного подогрева можно записать в следующем виде:

Рг = Р+Рш- (7,1)

Значение т] можно найти по двум значениям Р я Ря (т. е. Pi, Phi и Рг, Рнг), которые дают одинаковую суммарную мощность и, следовательно, одинаковое сопротивление терморезистора. Отсюда имеем

Р1 + ЩР.1 = Р + ЦР. (7.2)

щ==-{Р,-Р,)/{Р„,-.р,,). (7.3)

Переходя в пределе к малым изменениям Р и Рн, получаем

\ah/R=const



Так как с помощью экспериментов установлено [1], что КПД практически постоянен, то отпадает необходимость в непосредственном измерении всех вольт-амперных характеристик и зависимостей сопротивления от мощности для любого конкретного типа терморезистора косвенного подогрева. Такой прибор можно адекватно охарактеризовать, определив его КПД и еще одну характеристику, например зависимость R от Р при отсутствии тока в нагревателе.

Как показано в 1[2], зависимость сопротивления от мощности V терморезистора прямого подогрева можно с достаточной точностью описать с помощью следующего аналитического выражения:

где С - энергетическая чувствительность терморезистора, К/мВт; Гокр - температура окружающей среды.

Для терморезистора косвенного подогрева мощность Р нужно заменить суммарной мощностью Рт и, комбинируя (7.1) и (7.5), получим

R=Roc ехр

(7.6)

L С (Р + Г] Рн) + Гокр

Так как энергетическая чувствительность обратно пропорциональна коэффициенту рассеяния К, то (7.6) можно переписать так:

R = Roo ехр

L (Р + Г1Р„)/< + ГокР

7.2. Динамические характеристики

(7.7)

Иногда терморезисторы косвенного подогрева применяют в цепях обратной связи, и в этом случае изменение тока в цепи нагревателя вызывает изменение тока в цепи бусинкового терморезистора вследствие изменения его сопротивления. В таких ситуациях динамические характеристики прибора часто более существенны, чем статические.

В динамическом режиме часть мощности, подводимой к терморезистору и нагревателю, идет на увеличение тепловой энергии тела терморезистора. При этих условиях уравнение (7.1) принимает вид

Р+Ри=Рг + - (7.8)

Оно показывает, что электрическая мощность, подводимая к терморезистору, идет на увеличение его тепловой энергии в единицу времени и частично рассеивается нагревателем. Так как тепловая постоянная времени терморезистора x=dW/dPr, то уравнение (7.8) можно записать так:

Р + г1Рн = Рх + т . (7.9)



Если мощность, подводимая к самой бусинке, очень мала, что имеет место в больщинстве случаев, то (7.9) можно упростить:!

(7.10)3

Если известна мощность Рн в момент времени t, то Рт можно найти прямым интегрированием уравнения (7.10), а сопротивление Рт определяется по статической характеристике R-Р. Если мощность нагревателя скачкообразно меняется от Phi до Рн2, то из уравнения (7.10) получаем

Рг-ЧРп1 + г]{Рп,-Рп1)(-? (7.11)

Описанная методика служит основой для практического определения тепловой постоянной времени терморезисторов косвенного подогрева.

7,3, Применение терморезисторов косвенного подогрева

Одним из самых первых применений терморезисторов косвенного подогрева явилось их использование для регулирования коэффициента усиления усилителей в каналах связи телефонных сетей [3]. В таких устройствах бусинковые терморезисторы прямого подогрева включались в цепь обратной связи (рис. 7.4). Умень-

Мииеаный усилитель

В\ад


вымд

Рис. 7.4. Упрощенный контур обратной связи с терморезистором прямого подогрева для управления коэффициентом усиления усилителя

шение выходного сигнала усилителя сопровождается уменьщени-€м тока терморезистора, что ведет к снижению его температуры и увеличению сопротивления. Увеличение сопротивления уменьшает отрицательную обратную связь, что компенсирует изменение выходного сигнала усилителя. Недостатком этой схемы является зависимость выходного сигнала усилителя от температуры окружающей среды. Для устранения этой зависимости в схему ввели терморезистор косвенного подогрева, причем сам терморезистор включался в цепь обратной связи, как и в предыдущем случае, а цепь нагревателя питалась от источника постоянного тока, чтобы получить стабильную контрольную температуру. Компенсацию изменений температуры окружающей среды выполнял дисковый терморезистор, включенный в цепь нагревателя (рис. 7.5), причем диск находился в хорощем тепловом контакте с моя- тажной пластиной терморезистора косвенного подогрева. В такой схеме температуру терморезистора косвенного подогрева



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


0.0123