Общие сведения. Изучить принцип действия и работу полупроводниковых терморезисторов

Цель работы

Изучить принцип действия и работу полупроводниковых терморезисторов.

В качестве датчиков температуры используют элементы, физические свойства которых существенно зависят от температуры и незначительно подвержены влиянию других факторов, например, влажности, состава среды и т.п. К таким физическим свойствам относятся явления теплового линейного или объемного расширении, изменения сопротивления, емкости или термоэлектродвижущей силы специального элемента, находящегося в контакте с контролируемой средой. Многие датчики используют "принцип изменения физических параметров самой контролируемой среды под действием температуры: давления, плотности, вязкости и интенсивности радиационных излучений.

K датчикам, основанным на принципе теплового расширения жидкостей и газов, относятся жидкостные объемные и контактные термометры и манометрические термодатчики.

Для дистанционного контроля температуры служат термопары, термометры сопротивления, полупроводниковые терморезисторы (ПТР).

Промышленность выпускает несколько десятков типов ПТР с разнообразными электрическими параметрами: например, медно-марганцевые типа ММТ и кобальто-марганцевые типа КМТ сопротивлением от 1 Ом до 1 мОм (при 20°С) с отклонением от номинала не более 20%. У полуп­роводниковых терморезисторов в отличие от металлических сопротивление больше и сильнее зависит от температуры.

ПТР могут работать при температурах от -40 до + 180 °С и даже больших, при давлении до 10⁶ Н/м² и относительной влажности до 70%. Специальные герметизированные ПТР предназначены для использования в ус­ловиях агрессивной окружавши среды.

Характеристики ПТР относительно стабильны. По механической прочности и вибростойкости ПТР не уступают радиотехническим сопротивлениям. Срок их службы при нормальных режимах работы практически неограничен. Максимально допустимая мощность рассеивания ПГР сос­тавляет для различных типов от 5 до 800 мВт.

Значительное сопротивление ПТР позволяет пренебречь сопротивлениями подводящее проводов, контактов и контактными э.д.с, что дает воз­можность измерять температуру на больших расстояниях.

Тепловая инерционность ПТР примерно равняется инерционности обыч­ного ртутного термометра, а для некоторых типов ПТР в десятки раз меньше, что позволяет использовать их в качестве чувствительных датчиков при регулировании температуры малоинерционных объектов.

Вольтамперной характеристикой терморезистора называется зависимость тока I терморезистора от напряжения U, поданного на ПТР при пос­тоянной температуре I=f(U).

Температурной характеристикой терморезистора называется зависимость сопротивления резистора Rt от его температуры t при постоянном напряжении U Rt=f(t).

Температурным коэффициентом чувствительности Kt терморезистора называется отношение изменения сопротивления терморезистора dR к изменению его температуры. dT;

K_t=dR/dT.