Резистивные преобразователи. Рисунок 7.10—Схемы емкостныхпреобразователей

О

а

_ч X ^

C 1 = f 1(X) C2 = f2(X)

б

Рисунок 7.10—Схемы емкостныхпреобразователей

Применяют также дифференциальные преобразователи (рис. 7.10, б), которые позволяют решать некоторые специфические измерительные задачи, например, измерение расхода или скорости газа по перепаду давления, контроль размеров методом сравнения с эталоном и т. д. При воздействии измеряемой величины X одновременно изменяются емкости С ₁ и С ₂. Такие преобразователи используют для измерения достаточно больших и и угловых перемещений.

Преобразователи с использованием зависимости C = f (е) применяют для измерения уровня жидкостей, влажности веществ, толщины изделий из диэлектриков и т. д.

Схемы включения емкостных преобразователей, используемые в измерительной технике, очень разнообразны. Наиболее распространенные из них — мостовые, дифферен­циальные, резонансные и генераторные.

Емкостные преобразователи характеризуются рядом положительных качеств: простотой конструкции, малыми геометрическими размерами и массой, незначительным воздействием на измеряемый объект. Кроме того, при рациональном конструировании легко построить преобразователи с различными модифицированными функциями. Однако точность измерений ограничивается рядом погрешностей, к числу которых можно отнести те, что определяются непостоянством температуры и влажности окружающей среды, влиянием паразитных емкостей в преобразователе и схеме его подключения, неточностью изготовления деталей преобразователя.

Наиболее существенную погрешность оказывает температура, которая влияет на геометрические размеры деталей преобразователя и на проницаемость среды между обкладками.

Резистивные преобразователи по конструкции являются наиболе простыми. Рассмотрим эквивалентную схему резистивного преобразователя для постоянного тока. Сопротивление постоянному току одноэлементного проволочного резистивного преобразователя зависит от его длины l, поперечного сечения S и удельного сопротивления материала/? как

R0 = ρ S.

Если сечение резистора постоянно по его длине, то R₀ = pl/S.

Однако, еще необходимо учитывать и сопротивление соединительных проводов и контактов R_к, включенным последовательно с сопротивлением R ₀, а также сопротивление изоляции между контактами и сопротивление утечек на корпус или на землю, вместе образующих сопротивление R _ут, которое подключено параллельно.

При включении резистора в цепь переменного тока необходимо учитывать его индуктивность и емкость. Емкость С может быть образована межвитковыми емкостями и емкостями между резистором и близлежащими элементами. Индуктивность особенно велика у многовитковых проволочных резисторов. Индуктивность L и емкость С являются структурами с распределенными параметрами, однако в большинстве случаев их можно учесть как сосредоточенные элементы L _экв и С_экв. Наличие индуктивности и емкости приводит как к появ­лению реактивной составляющей сопротивления, так и к некоторому изменению активной составляющей. Эквивалентная схема (рис. 1) может быть представлена в виде последовательного или параллельного включения активного и реактивного сопротивлений, определяемых при малых L_экв и С_экв приближенными формулами:

X _посл = ω(L_экв - C _экв Rˊ 0²) = ω∙ L_экв;

X _посл = 1/ ω (C _экв - L экв/ Rˊ0²) = 1/ ω∙C 'экв,

где R ˊ₀ = (Rˊ ₀ + Rˊ _к) Rˊ _ут/ (Rˊ ₀ + Rˊ _к + Rˊ _ут).

		R Rк
	L Лэк (	>	<
	1 1 i
		1 1 '
	R у С

Рисунок 7.11—Эквивалентная схема резистора переменному току можно

Сопротивление переменному току можно характеризовать постоянной времени η,
равной η = L^' _экв/ R или τ = C ^'_экв R. Лучшие с этой точки зрения резистивные преобразователи
характеризуются η ~ 10^-6÷ 10^-7с. Для преобразователя с η = 10^-6с изменение модуля

сопротивления на 0,01 % происходит при частоте напряжения 1000 Гц.

Активное сопротивление переменному току R на высокой частоте из-за поверхностного эффекта больше сопротивления постоянному току R ₀. Так для медного провода диаметром 1 мм увеличение сопротивления на 0,01 % соответствует частоте 10 кГц.

В зависимости от условий работы преобразователя должны быть учтены те или иные составляющие эквивалентной схемы, однако всегда приходится учитывать сопротивление соединительных проводов и контактов и сопротивление изоляции, поэтому устранению их влияний уделяется особое внимание. Кроме того, при включении преобразователя в измерительную цепь приходится учитывать электрохимическую ЭДС, термо-ЭДС и ЭДС наводок.

Чувствительность резистивного преобразователя и влияние внешних факторов.

по физической тепловые (Х. _т),

В общем случае на резистивный преобразователь влияют различные природе величины: электрические (Х_э), магнитные (Х _м), механические (Х _мх), световые (Х _св) и т. д. Полное изменение сопротивления составляет

dR = (∂R/∂X_э)dX_э+ (∂R/∂X_м)dX_м+ ∙∙∙ + (∂ R /∂ X _св)d X _св

Частные производные в правой части уравнения являются чувствительностями к различным внешним факторам. Функциональные зависимости между сопротивлением резистивного преобразователя и воздействующим фактором используются для построения соответствующих преобразователей, но в то же время приводят к нестабильности сопротивления и появлению погрешностей. Поэтому при построении преобразователя стремятся к тому, чтобы изменение сопротивления происходило под действием лишь одной

измеряемой величины; для этого влияние остальных величин сводят к минимуму конструктивным путем или применением компенсирующих устройств.

Одним из наиболее существенно влияющих факторов является температура. Для чистых металлов и большинства сплавов сопротивление повышается с ростом температуры и приближенно определяется формулой

R₂ = R1 [1 + «_Т(Т ₂ - Т 1)], (7.16)

где R₂ и R1 - сопротивления при температурах Т₂ и Т ₁, α _Т - температурный коэффициент сопро­тивления (ТКС), составляющий для большинства металлов приблизительно 0,004 К-¹. Исключение составляют лишь специально разработанные термостабильные сплавы (манганин, константан). Температурная зависимость сопротивления манганина в диапазоне температур 10 - 35 °С определяется формулой

R _Т = R20 [ 1 + а (Т - 20) + в (Т - 20)²], где α ≈ (1 ÷1,5)∙10-⁵ К-¹ и β ≈ (3 ÷ 6)∙10-⁶ К-².

В более широком диапазоне температур (от - 100 до + 300 °С) изменение сопротивления достигает ±0,5%. Удельное сопротивление полупроводников с ростом температуры падает, зависимость сопротивления от температуры нелинейная, но в диапазоне температур 10 - 30 °С можно приближенно считать ТКС равным 0,03 К-¹. Для уменьшения температурных погрешностей применяется термостатирование преобразователей и различные схемы температурной коррекции.

Изменение сопротивлений под действием однонаправленного механического напряжения ζ, вызывающего относительную деформацию ε _l = ∆l/l = ζ/Е, характеризуется коэффициентом тензочувствительности

K _Tенз = (AR/R)/( Л l/l). (7.17)

Для металлических проволочных резисторов K _Tенз = 2 ÷ 2,5, для полупроводниковых K _Tенз = 100 ÷ 200. Чувствительность проводниковых и полупроводниковых материалов к давлению окружающей среды характеризуется барическим коэффициентом К _Р = (∆R/R)/∆P. Этот эффект для металлов сказывается лишь при очень высоких давлениях (больше 10⁸ Па).

Для измерения высоких и сверхвысоких давлений (до 30 × 10⁸ Па) используются манганиновые преобразователи. Барический коэффициент манганина Кр = 2,5× 10-¹¹ Па-¹. Для работы в активных средах применяются сплавы золота с хромом (Кр = 1,05×10-¹¹ Па-¹). Ведется также исследование полупроводниковых материалов, барические коэффициенты которых значительно выше.

Влияние внешнего магнитного поля заметно лишь в преобразователях из специальных материалов, поэтому в большинстве случаев влияние магнитного поля на стабильность резисторов не учитывается. Для измерения индукции магнитных полей разработан специальный тип преобразователей — магниторезисторы, чувствительность К _магн = (∆R/R)/B, которых в сильных магнитных полях (В ≈ 1 Тл) достигает 20 ÷ 50 Тл-¹.

Освещенность существенно влияет на сопротивление полупроводниковых резисторов. В специально разработанных фоторезисторах сопротивление при переходе от темноты к полной освещенности уменьшается в 100‒1000 раз. На другие полупроводниковые резисторы (терморезисторы, тензорезисторы и т. д.) освещенность влияет, безусловно, меньше, однако может привести к заметной нестабильности их характеристик; поэтому они должны быть экранированы от световых потоков.

Радиоактивное излучение влияет на металлические и полупроводниковые резисторы, вызывая при больших дозах даже необратимые изменения, определяемые как изменениями самого сопротивления, так и ухудшениями свойств изоляции и нарушением герме­тичности. На основе селенистого кадмия и сернистого кадмия выпускаются специальные резисторы, чувствительные к радиоактивному излучению.

Удельная проводимость некоторых полупроводниковых материалов существенно зависит от напряженности электрического поля. На основе этих материалов (тирит, тервит, винит и т. д.) разработаны и выпускаются нелинейные полупроводниковые резисторы, называе­мые варисторами. Сопротивление варистора падает при увеличении напряжения на нем, коэффициент чувствительности к напряжению достигает 0,1 ÷ 1 В-¹ при напряжении питания до

10 ÷ 20 В.Варисторы находят применение в схемах регулирования и стабилизации электриче­ских величин, а также в схемах защиты от перенапряжений.

Резистивные преобразователи механических перемещений.

Для измерения перемещений используются реостатные преобразователи, принцип работы которых основан на изменении электрического сопротивления проводника под влиянием входной величины - перемещения.

На рис. 7.12 показаны конструкции реостатного преобразователя угловых (а) и преобразователя линейных (б) перемещений. На каркас из изоляционного материала 1 намотана с равномерным шагом проволока 2. Изоляция проволоки на верхней грани каркаса зачищается, и по металлу проволоки скользит щетка 3. Щетка изолированы от приводного валика 4.

а III б

Рисунок 7.12-Реостатные преобразователи угловых (а) и линейных (б) перемещений

Т.о., перемещение движка 3 приводит к изменению сопротивлений между контактами I‒II и II ‒ III.

Формы каркасов очень разнообразны: они могут быть в виде пластины, цилиндра, кольца и т. д. Выбирая форму каркаса, можно получить определенную функциональную зависимость между перемещением и выходным сопротивлением.

Выходное сопротивление реостатного преобразователя, периметр каркаса р и входное перемещение х связаны между собой зависимостью

Rвых =, (7.18)

где r - сопротивление 1 м провода; w - число витков на единицу длины преобразователя. Из заданной зависимости R = <р (х) можно определить зависимость р = f (x).

Обмотку преобразователя обычно выполняют из сплавов с малым температурным коэффициентом сопротивления: константан, манганин, нихром. При малых допустимых контактных давлениях или повышенных требованиях к износоустойчивости применяют обмотку из платино-иридиевой проволоки. Щетку выполняют из пружинных полосок или проволоки из упругого материала типа бериллиевой или фосфитной бронзы иногда с серебряным или платиновым контактом. Микропровод позволяет выполнять миниатюрные преобразователи, имеющие габариты до 5 × 5 мм.

Тензорезистивные преобразователи.

В основе работы таких преобразователей лежит вышеупомянутый тензоэффект ‒ изменение величины сопротивления проводников и полупроводников при их механической деформации.

Относительное изменение сопротивления R = pxl/S при деформации резистора определяется как

ε_R = ∆R/R = ∆ρ/ρ + ∆ l/l + ∆S/S. (7.19)

Учитывая, что в твердом теле в зоне ynpyгих деформаций величины поперечных и продольной деформаций связаны через коэффициент Пуассона р как

ε _b = - μ Ч ε _l ( ε _l = ∆ l/l, ε_b = ∆ b/b ), где b - поперечный размер проводника, выражение для ε_R можно представить в виде

ε_R = ∆ρ / ρ + (1 + 2 μ) Ч ε _l. (7.20)

Для жидких и текучих материалов (ртуть, электролиты в эластичной изоляционной оболочке, пластически деформируемые металлы), в которых напряжения отсутствуют, ∆ ρ/ρ = 0, μ = 0,5, т.к. объем материала при деформации остается неизменным, и s _R = 2 _С/.

В металлах удельное сопротивление ρ зависит только от напряжения растяжения или сжатия и не зависит от сдвиговых напряжений

Р = E_{3Jl 1}/ J₁ =P ₀[ l + 71147₁ + 712-(б2 + б₃)],

где ζ ₁, ζ₂ и ζ₃ - механические напряжения в трех взаимноперпендикулярных направлениях; γ ₁₁ и γ 12 = γ 13 — тензорезистивные коэффициенты, называемые соответственно продольными и поперечными; Е_эл1 и J1 - напряженность поля и плотность тока в направлении, совпадающем с направлением действия напряженности ζ ₁ (рис. 7.13).

Для металлического тензоэлемента γ ₁₁ = γ₂₂= γ ₃ 3 и γ 12 = γ ₁₃ = γ ₂₁ = γ ₂ 3 = γ ₃₂.

Для константа, из которого чаще всего делают тензорезисторы γ ₁₁=1,5×10-¹² Па-¹, а γ 12 = 2,25× 10-¹² Па¹.

При линейно напряженном состоянии ζ ₁ = ζ; ζ₂ = ζ₃ = 0, поэтому

∆ р / р = 7₁₁∙0-; Ј _R = y ₁₁∙ tr + (1+2[i) ε i.

Учитывая, что в зоне упругих деформаций

где E_мех — модуль упругости, получим

s r = [у ₁₁∙ Е_мех + (1 + 2 fi )] × _£/. (7.21)

Величина К_{те нз} = ε_R/si называется коэффициентом тензочувствительности.

---- 1— t ζ 23 ζ ₃1 \ E ₂, J2

ζ33 ζ 23

ζ 11 ζ 21

ζ 22

E ₁, J ₁

Рисунок 7.13—Объемное распределение механических и электрических напряжений в

металлическом тензоэлементе

Из полупроводниковых материалов для тензорезисторов используется кремний p и n – проводимости. Кремний является анизотропным материалом, и для него при одновременном воздействии электрического поля и механических напряжений растяжения — сжатия сдвига каждая из компонент E _1, E ₂ и E ₃ напряженности электрического поля является функцией плотности токов, текущих во всех трех направлениях, т.е. E ₁ = φ (J ₁, J ₂, J ₃).

Рисунок 7.14—Зависимости относительного изменения сопротивления от деформации

для элементов из кремния

Тензорезистивные коэффициенты полупроводниковых тензорезисторов зависят от зна­чений приложенных механических напряжений, что приводит к погрешности линейности зависимости e _R от е l. диапазон деформаций должен быть ограничен значениями ±0,1% (рис. 7.14).

При изменении температуры изменяется начальное сопротивление тензорезистора и коэффициент тензочувствительности. Таким образом, для тензорезисторов характерна температурная погрешность нуля и температурная погрешность чувствительности. Изменение начального сопротивления наклеенного тензорезистора определяется двумя факторами: изменением удельного сопротивления материала р непосредственно под действием температуры и изменением р под действием дополнительного механического напряжения, появ-ляющегося в тензорезисторе, если коэффициенты линейного расширения детали и тензорезистора не равны. Величина «кажущейся» деформации при воздействии температуры определяется формулой

As_T = [ а _T /K_тенз (р_д- /?_тенз)] хГ, (7.22)

где ос _T - температурный коэффициент сопротивления (ТКС); р _Д и fi _тенз - коэффициенты линейного расширения (КЛР) материалов детали и тензорезистора.

ТКС константана в зависимости от примесей в сплаве может иметь любое значение в пределах ±30 • 10-⁶ К-¹, причем в относительно небольшом интервале температур заданное значение ТКС обеспечивается с погрешностью ±(0,5 + 1)10^-6 К ^-1. Это позволяет для многих материалов объектов измерения (сталь, нержавеющая сталь, сплавы алюминия) изготовлять термокомпенсированные тензорезисторы.

Рисунок 7.15—Температурные зависимости «кажущейся» деформации

Кажущаяся деформация изменяется с температурой примерно так, как показано на рис.7.15 для термокомпенсированных тензорезисторов, наклеенных на сталь (кривая 1), алюминий (кривая 2) и нержавеющую сталь (кривая 3); здесь же для сравнения приведена кривая 4 температурной погрешности тензорезистора, предназначенного для наклейки на нержавеющую сталь, а наклееного на сталь. Для термокомпенсированных тензорезисторов величина кажущейся деформации в диапазоне температур 20 - 100°С не превышает ∆ε_Т = 1,5× 10-⁶ К-¹, что при измеряемой деформации εl = 10-² приводит к температурной погрешности нуля 0,00015 К-¹.

Подобная самокомпенсация кажущейся деформации невозможна для дискретных полупроводниковых тензорезисторов. Действительно, КЛР кремния очень мал (около 2,5∙10-⁶ К-¹) по сравнению с КЛР металлов (сталь ‒ 11∙10-⁶ К-¹, алюминий ‒ 22,5∙10-⁶ К-¹), TKС тензорезистора из кремния р-типа положителен (а_T = 0,7Ч10^-3 К-¹).

Таким образом, кажущаяся деформация тензорезистора, наклеенного на сталь, составляет примерно Ае _Т = (7,4 ÷ 8,5)∙10-⁶, что приводит при максимальной измеряемой деформации e _l = 10-³ к температурной погрешности нуля 0,016 К-¹.

Температурный коэффициент чувствительности (ТКЧ) определяется изменением коэффициентов тензочувствительности под действием температуры. Для константановых тензорезисторов ТКЧ очень мал и составляет - 0,00003 К-¹, для полупроводниковых тензорезисторов из кремния р-типа ТКЧ достигает - 0,0016 К-¹.

Устройство наиболее распространенного типа наклеиваемого проволочного тензорезистора изображено на рис. 7.16. На полоску тонкой бумаги или лаковую пленку 2

наклеивается так называемая решетка из зигзагообразно уложенной тонкой проволоки 1 диаметром 0,02— 0,05 мм. К концам проволоки присоединяются (пайкой или сваркой) выводные медные проводники 3. Сверху преобразователь покрывается слоем лака. Такой преобразователь будучи приклеенным к испытуемой детали, воспринимает деформации ее поверхностного слоя. Измерительной базой преобразователя l является длина детали, занимаемая проволокой. Наиболее часто используются преобразователи с базами 5 ÷ 20 мм, обладающие сопротивлением 30 ÷ 500 Ом.

l

3

1

Рисунок 7.16—Проволочный тензорезистор

Фольговые преобразователи представляют собой ленту из фольги толщиной 4 ÷ 12 мкм, на которой часть металла выбрана травлением таким образом, что оставшаяся его часть образует решетку с выводами. Фольговые преобразователи имеют меньшие габариты, чем про-волочные; известны тензорезисторы с базой до 0,8 мм.

Металлические пленочные тензорезисторы изготовляются путем вакуумной возгонки тензочувствительного материала с последующим осаждением его на основу (подложку). Форма тензорезистора задается маской, через которую производится напыление. Пленочные тензо-резисторы имеют толщину меньше 1 мкм.

Для тензорезисторов, работающих в диапазоне температур до 180 °С, в качестве тензочувствительного материала используется константан. Для более высоких температур (200—1000 °С) применяются специальные сплавы.

Коэффициент тензочувствительности К _Тенз металлических тензорезисторов находится в пределах от 0,8 до 3,3.

Полупроводниковые тензорезисторы дискретного типа представляют собой тонкие
полоски из кремния р-типа, вырезанные в направлении оси [111], или из кремния n-типа,
вырезанные в направлении оси [100]; применяется также германий р и n-типов. На концах по-
лоски расположены контактные площадки, к которым припаиваются выводы; длина контактной
площадки 0,25—0,6 мм. Полупроводниковые тензорезисторы имеют длину 2 ÷ 12 мм, ширину
0,15 ÷ 0,5 мм. Начальные сопротивления тензорезисторов лежат в диапазоне 50 ÷ 10 000 Ом,
коэффициент тензочувствительности К_тенз = 50 ÷ 200.

Вследствие очень больших температурных погрешностей дискретные полупро-водниковые тензорезисторы находят применение только для измерения очень малых дина-мических деформаций, где решающим фактором является коэффициент тензочувствительности.

Однако, в последние годы, благодаря широкому развитию планарной технологии,
появилась возможность изготовлять датчики с полупроводниковыми тензорезисторами,
выращивая последние непосредственно на упругом элементе, выполненном из кремния или
сапфира. Упругие элементы из кристаллических материалов обладают упругими свойствами,
близкими к идеальным, и существенно меньшими погрешностями гистерезиса и линейности по
сравнению с металлическими. Тензорезистор «сцепляется» с материалом упругого элемента за
счет внутримолекулярных сил, что исключает все погрешности, связанные с передачей
деформации от упругого элемента к тензорезистору. На одном упругом элементе выращивается
обычно не один тензорезистор, а структура в виде полумоста или даже целый мост и, кроме
того, термокомпенсирующие элементы. Благодаря применяемой технологии два

тензорезистора, входящие в полумост, обладают значительно большей идентичностью, чем дискретные резисторы; кроме того, благодаря малым габаритам тензорезисторов

обеспечивается большая идентичность внешних условий и, таким образом, существенно сни-жаются погрешности нуля.

В настоящее время налажен серийный выпуск датчиков с так называемыми интегральными тензорезисторами, выполняемых в виде КНК‒структур (кремний на кремнии) и КНС‒структур (кремний на сапфире). В КНК‒структурах электрическая изоляция осуществляется p-n-переходом, несовершенство изоляционных свойств которого ограничивает надежность датчиков; датчики с КНС‒структурами обладают большей стабильностью ха-рактеристик.

Терморезистивные преобразователи

Выполняются на терморезисторах, т.е. на резисторах, обладающих свойством

существенно изменять своѐ электрическое сопротивление при изменении температуры. Терморезистор является одним из наиболее простых полупроводниковых приборов. Главные параметры терморезистора — диапазон рабочих температур и температурный коэффициент сопротивления (ТКС), определяемый как относительное приращение сопротивления (в %) при изменении температуры на 1 К. Различают терморезисторы с отрицательным ТКС (ОТ), у которых электрическое сопротивление с ростом температуры уменьшается, и терморезисторы с положительным ТКС (ПТ), у которых электрическое сопротивление с ростом температуры увеличивается.

Терморезисторы с положительным ТКС, выполняются из металлической проволоки или
плѐнки и имеющие известную зависимость электрического сопротивления от температуры.
Нашли широкое применение в качестве термометров сопротивления для точного измерения
температуры. Наиболее распространѐнный тип термометров сопротивления — платиновые
термометры. Это объясняется тем, что платина имеет высокий температурный коэффициент
сопротивления и высокую стойкость к окислению. Эталонные термометры изготавливаются из
платины высокой чистоты с температурным коэффициентом не менее 0,003925. В качестве
рабочих средств измерений применяются также медные и никелевые термометры. В
действующем стандарте на технические требования к рабочим термометрам сопротивления
приведены диапазоны, классы допуска, таблицы НСХ и стандартные зависимости
сопротивление-температура. Стандарт соответствует международному стандарту МЭК 60751
(2008). В стандарте впервые отказались от нормирования конкретных номинальных
сопротивлений. Сопротивление изготовленного термометра может быть любым.

Промышленные платиновые термометры сопротивления в большинстве случаев используются со стандартной зависимостью сопротивление‒температура (НСХ), что обуславливает погрешность не лучше 0,1 °C (класс АА при 0 °C). Термометры сопротивления на основе напыленной на подложку плѐнки отличаются повышенной вибропрочностью, но меньшим диапазоном температур. Максимальный диапазон, в котором установлены классы допуска платиновых термометров для проволочных чувствительных элементов составляет 660 °C (класс С), для плѐночных 600 °C (класс С).

Для промышленных платиновых термометров сопротивления используется уравнение Каллендара-Ван Дьюзена (en), с известными коэффициентами, которые установлены экспериментально и нормированы в международном стандарте МЭК 60751:

Здесь, R_T сопротивление при T °C, R₀ сопротивление при 0 °C, и константы (для платинового сопротивления) ‒А = 3.9083 х 10"³ "С"¹, В = -5.775 х 1(П⁷ °С"^г, С = -4.183 х 1(Г¹² °С"⁴.

Поскольку коэффициенты B и C относительно малы, сопротивление растѐт почти линейно по мере роста температуры.

Существуют полупроводниковые термометры сопротивления — термисторы, для которых характерны большой отрицательный температурный коэффициент сопротивления (в десятки раз превышающий этот коэффициент у металлов), простота устройства, способность работать в различных климатических условиях при значительных механических нагрузках, стабильность характеристик во времени.

Кроме того, на основе полупроводниковых материалов изготавливают позисторы ‒ терморезисторы с положительным ТКС (рис. 7.17).

Режим работы полупроводниковых терморезисторов зависит от того, на каком участке статической вольт-амперной характеристики (ВАХ) выбрана рабочая точка. В свою очередь ВАХ зависит как от конструкции, размеров и основных параметров терморезистора, так и от температуры теплопроводности окружающей среды, тепловой связи между терморезистором и средой. Терморезисторы с рабочей точкой на начальном (линейном) участке ВАХ используются для измерения и контроля температуры и компенсации температурных изменений параметров электрической цепей и электронных приборов. Терморезисторы с рабочей точкой на нисходящем участке ВАХ (с отрицательным сопротивлением) применяются в качестве пусковых реле, реле времени, измерителей мощности СВЧ излучения, стабилизаторов температуры и напряжения. Режим работы терморезистора, при котором рабочая точка находится также на ниспадающем участке ВАХ (при этом используется зависимость сопротивления терморезистора от температуры и теплопроводности окружающей среды), характерен для терморезисторов, применяемых в системах теплового контроля и пожарной сигнализации, регулирования уровня жидких и сыпучих сред; действие таких терморезисторов основано на возникновении релейного эффекта в цепи с терморезистором при изменении температуры окружающей среды или условий теплообмена терморезистора со средой.

Дата добавления: 2014-12-08