Главная Промышленные терморезисторы



Совместное решение уравнений (11.15) и (11.16) дает

/САе„=/А?„ (11.17),

(dl,18)

Отношение AQm/ARm можно найти графически по температурной характеристике терморезистора с положительным ТКС, пост- роенной в линейном масштабе (рис. 11.12). Касательная к точке с координатами Rm и Тт пересекает ось абсцисс в точке Т так что

т т-Тх ig-,

Rm Rm

Подставляя (11.19) в (11.18), получаем

T-T,IIRJK. ,(11.20)

С другой стороны,

IIRJK = WJKT-T,,.

Следовательно, Тх=Токр- Поэтому выражение (11.19) принимает вид

ДЭ/И Тт-ТпкР

Rm Rm

Подставляя (11.21) в (11.18), находим

(11.21)

/2 = !к=, (11.22)

откуда

1 / Я(Г«-Гокр) (11.23)

"* Rm

Таким образом, рассмотренный метод сводится к следующему:

1. Строим температурную характеристику терморезистора с положительным ТКС в линейном масштабе.

2. Проводим касательную к этой характеристике, чтобы она проходила через точку на оси абсцисс, соответствующую температуре окружающей среды,

3. Определяем значения /?т и Гт и подставляем их вместе со значением К в уравнение (11.23).

Стабильность. Информация о долговременной стабильности терморезисторов с положительным ТКС почти отсутствует. Это объясняется тем, что в большинстве применений терморезисторов с положительным ТКС стабильность их сопротивления менее критична по сравнению со стабильностью терморезисторов с отрицательным ТКС, так как первые обычно работают на участке своей характеристики с положительным ТКС таким образом, что точное



значение сопротивления при данной температуре теряет смысл. При обычном значении ТКС в интервале 30-60%/° С изменение сопротивления на 10% эквивалентно изменению температуры «переключения» на 0,33-0,16° С, что для большинства практических случаев ничтожно мало. Сабури и Вакино [1] опубликовали данные об изменении сопротивления терморезисторов с положительным ТКС, изготовленных из пяти различных смесей и имевших температуру «переключения» от -50 до -fllO°C, которые хранились при температуре 25° С в течение 60 суток. Эти результаты приведены на рис. 11.13. Все приборы сначала имели большие отклонения сопротивления, но по истечении 60 суток отклонение не превышало 6%.

Рис. 11.13. Характеристики старения терморезисторов с положительным ТКС при различной температуре:

7=-20°с; 2 - г-50°с; 3 - Т = 50°С; г=110°с; 5 - г=80°с


20 30 to 50 оемя, сутки

Текстер-Проскурякова и Шефтель [8] изучали стабильность терморезисторов с положительным ТКС с температурой «переключения» 125° С, выпускаемых в СССР. В условиях испытаний при нормальной и повышенной влажности, при предельной электрической нагрузке, ограничиваемой максимально допустимой мощностью рассеяния, и при максимальной рабочей температуре (200° С) сопротивление приборов увеличилось в течение первого года испытаний на 5-15%, а затем стабилизировалось. Ни один вид испытаний не вызывал обнаружимого изменения температуры «переключения». В 1976-1977 гг. фирма TDK Electronics Co. Ltd. выпустила справочник, содержащий сведения о стабильности размагничивающих терморезисторов, которая изучалась в моделированных рабочих условиях. В режиме прерывистой нагрузки (включение и выключение через 1 мин при напряжении 150 В переменного тока и комнатной температуре) сопротивление уменьшалось примерно на 3% после 100 ч испытаний, а затем плавно возрастало до конечного значения (после испытаний в течение 1600 ч), превышавшего исходное приблизительно на 3%. При испытании идентичных терморезисторов в условиях постоянной нагрузки (150 В переменного тока, температура 40° С и относительная влажность 90-95%) их сопротивление плавно снижалось до примерно 96% начального значения после 100 ч испытаний и затем оставалось постоянным вплоть до окончания испытаний (5000 ч).

Для большинства применений терморезисторов с положительным ТКС стабильность температуры «переключения» важнее стабильности сопротивления при комнатной температуре. Единственное краткое упоминание о стабильности температуры «пе-



реключения» содержится в [8], но, по всей вероятности, она будет оставаться в пределах ±1°С относительно своего исходного значения в течение очень длительных периодов времени при работе как в нормальных, так и неблагоприятных условиях.

Глава 12

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕРМОРЕЗИСТОРОВ С ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМ ТКС

В принципе, области применения терморезисторов"- положительным и отрицательным ТКС совпадают. Можно указать два основных назначения этих приборов в зависимости от того, используются ли они как термодатчики для обнаружения изменений температуры окружающей среды или как элементы, рассеивающие мощность в режиме прямого подогрева. При измерении температуры важную роль играет температурная характеристика сопротивления, особенно на участке резкого изменения. В режиме рассеяния мощности интерес представляют статическая вольг-амперная характеристика и способность ограничивать ток. В других случаях, когда требуется низкий рабочий ток, большую роль играет динамическая вольт-амперная характеристика или временная зависимость тока.

Хотя в настоящее время терморезисторы с положительным ТКС уступают своим аналогам с отрицательным ТКС по числу и разнообразию применений, необходимо помнить, что первые относятся к сравнительно новым приборам. Лишь в последние годы стало очевидно, что терморезисторы с положительным ТКС могут сыграть важную роль в разработке полностью твердотельных переключающих и управляющих схем, причем число применении и специализированных конструкций приборов быстро возрастает. Поэтому можно предвидеть, что количество терморезисторов с положительным ТКС, используемых в промышленных и бытовых устройствах, в ближайшие годы достигнет уровня применения терморезисторов с отрицательным ТКС.

12.1. Применения, основанные на температурных характеристиках сопротивления

Когда терморезисторы с положительным ТКС используются в качестве термодатчиков, они работают при низких уровнях мощности во избежание саморазогрева. Чтобы избежать ошибок, вызываемых варисторным эффектом в материале этого типа, сопротивление следовало бы (в идеале) измерять при низком постоянном напряжении. Однако в реальных условиях точное регулирование прикладываемого напряжения становится ненужным, так как позисторы непригодны для прецизионного измерения высоких температур вследствие своей нестабильности, и поэтому



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


0.0306