Основні характеристики терморезистивних платинових і мідних перетворювачів

Тип перетворювача	Номінальний опір при 0^0 С, Ом	Умовні позначення	Діапазон робочих температур, ^0С
ТОП	1 5 10 (46) 50 100 500	1П 5 П 10 П (гр. 21) 50 П 100 П 500 П	-50...+1100 -100...+1100 -200...+1100 -260...+1000 -260...+1000 -260...+1000 -260...+300
ТОМ	10 50 (53) 100	10 М 50 М (гр.23) 100 М	-50...+200 -50...+200 -50...+180 -200...+200

Промислові термоперетворювачі випускають в вигляді чутливих елементів в захисних корпусах. Чутливі елементи сучасного платинового терморезистора мають вигляд спіралі, яку розміщують в каналі дво- або чотири канального керамічного каркасу і ущільненого порошкоподібним оксидом алюмінію. Оксид алюмінію є якісним електричним ізолятором, що характеризується великою теплостійкістю і високою теплопровідністю. Чутливий елемент мідних терморезистивних перетворювачів опору являє собою безкаркасну обмотку з мідного ізольованого проводу, покритого фторопластовою плівкою і поміщеного в металевий захисний корпус.

Терморезистори з напівпровідникових матеріалів, які називаються термісторами, знаходять широке використання в системах автоматичного контролю і управління.

В якості матеріалу для термісторів використовують окиси металів - марганцю, міді, заліза, нікелю, кобальту і інших, які спікають при високій температурі. Оксиди, карбіди, сульфіди металів, що утворюються, характеризуються негативними температурними коефіцієнтами опору, що характерно для напівпровідників.

Опір термістора зменшується з підвищенням температури за експоненційним законом:

де R_o - опір термістора при початковій температурі;  - температурний коефіцієнт опору термістора; зазвичай  = (0,030,06) град^–1 ;  - перегрів термістора відносно початкової температури.

Характеристики термістора мають яскраво виражену нелінійність (рис. 2.7.1). Основними з них є залежність опору термістора від температури, тобто температурна характеристика (рис. 2.7.1, а) і вольт-амперні характеристики (рис. 2.7.1, б), які встановлюють залежність між напругою на термісторі U_T і струмом І_Т, що протікає через нього при заданій температурі _о. Вольт-амперна характеристика має максимум, оскільки з ростом струму термістор нагрівається і його опір падає. На рис. 2.7.1, б наведені вольт-амперні характеристики термістора при різних значеннях температури зовнішнього середовища ₀₃>₀₂>_01. Внаслідок зменшення опору термістора з підвищенням температури вольт-амперна характеристика при більш високій температурі зовнішнього середовища ₀₃ буде розташована нижче характеристик при ₀₂ і ₀₁.

Конструктивно термістори являють собою тіло дискової, кульової чи інших форм з металевими виводами. Для захисту від вологи робоче тіло покривають шаром лаку або скла, а іноді поміщують його в герметичний скляний балон або металевий корпус. Але це значно збільшує теплову інерцію термістора.

При певній зміні температури опір термісторів може змінюватись в декілька разів (див. рис. 2.7.1, а), що дозволяє створювати пристрої для вимірювання температури з високою чутливістю. Чутливість термісторів в 530 разів більша, ніж чутливість терморезисторів.

Зміна опору термісторів в значних межах обумовлена високим температурним коефіцієнтом опору напівпровідників, що сягає 3% і вище на 1^оС при кімнатній температурі (а для металевих провідників 0,350,65% на 1^оС). Крім того, перевагою термісторів є можливість виготовлення їх з великим опором і малими габаритами. Недоліки термісторів - нелінійність і значний розкид характеристик.

Нелінійність характеристик обумовлює використання термісторів при вимірюванні температури в вузьких межах або при спільній роботі з пристроями лінеаризації.

Відмінність характеристик термісторів від зразка до зразка, наприклад, розкид по опору 20% від номінального значення, робить важкою їх взаємну замінність.

Вітчизняною промисловістю випускаються різні конструкції термісторів: мідно-марганцеві (тип ММТ), кобальто-марганцеві (тип КМТ) з захисним корпусом і без нього, непрямого підігріву (ТНП) і інші. Вони виконуються на номінальні опори від десятків ОМ до сотень тисяч ОМ. Робочий діапазон вимірюваних температур складає -100+180^оС. В якості термісторів використовуються також германієві діоди і тріоди, зворотний опір яких змінюється в залежності від температури. Так, наприклад, чутливість перетворювача на діодах складає декілька Ом на градус.

Термістори знаходять використання не тільки для контролю і заміру температур, але і для обмеження пускового струму електродвигунів, баретерів, потужних ламп накалювання, для температурної компенсації, а також в якості керованого струмом змінного резистора з зовнішнім підігрівом без ковзного контакту.