Как определить термистор

Что такое термистор, их разновидности, принцип работы и способы проверки на работоспособность

Сопротивление любого проводника в общем случае зависит от температуры. Сопротивление металлов с нагревом увеличивается. С точки зрения физики это объясняется увеличением амплитуды тепловых колебаний элементов кристаллической решетки и возрастанием сопротивления движения направленному потоку электронов. Сопротивление электролитов и полупроводников при нагреве уменьшается – это объясняют другими процессами.

Принцип работы термистора

Во многих случаях явление зависимости сопротивления от температуры вредное. Так, низкое сопротивление нити лампы накаливания в холодном состоянии служит причиной перегорания в момент включения. Изменение значения сопротивления постоянных резисторов при нагреве или охлаждении ведет к изменению параметров схемы.

С этим явлением борются разработчики, выпускаются резисторы с уменьшенным ТКС — температурным коэффициентом сопротивления. Стоят такие элементы дороже обычных. Но существуют такие электронные компоненты, у которых зависимость сопротивления от температуры ярко выражена и нормирована. Эти элементы называются терморезисторами (термосопротивлениями) или термисторами.

Виды и устройство терморезисторов

Терморезисторы можно разделить на две большие группы по реакции на изменение температуры:

  • если при нагреве сопротивление падает, такие терморезисторы называются NTC-термисторами (с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления);
  • если при нагреве сопротивление увеличивается, то термистор имеет положительный ТКС (PTC-характеристику) – такие элементы называют ещё позисторами.

Тип термистора определяется свойствами материалов, из которых изготовлены терморезисторы. Металлы при нагреве увеличивают сопротивление, поэтому на их основе (точнее, на базе оксидов металлов) выпускают термосопротивления с положительным ТКС. У полупроводников зависимость обратная, поэтому из них делают NTC-элементы. Термозависимые элементы с отрицательным ТКС теоретически можно делать и на основе электролитов, но этот вариант на практике крайне неудобен. Его ниша – лабораторные исследования.

Конструктив термисторов может быть различным. Их выпускают в виде цилиндров, бусин, шайб и т.п. с двумя выводами (как у обычного резистора). Можно подобрать наиболее удобную форму для установки на рабочем месте.

Основные характеристики

Самая главная характеристика любого терморезистора – его температурный коэффициент сопротивления (ТКС). Он показывает, насколько меняется сопротивление при нагреве или охлаждении на 1 градус Кельвина.

Хотя изменение температуры, выраженное в градусах Кельвина, равно изменению в градусах Цельсия, в характеристиках термосопротивлений пользуются все же Кельвинами. Это связано с широким применением в расчетах уравнения Стейнхарта-Харта, а в него входит температура в К.

ТКС отрицателен у термисторов типа NTC и положителен у позисторов.

Другая важная характеристика – номинальное сопротивление. Это значение сопротивления при 25 °С. Зная эти параметры, легко определить применимость термосопротивления для конкретной схемы.

Также для использования термисторов важны такие характеристики, как номинальное и максимальное рабочее напряжение. Первый параметр определяет напряжение, при котором элемент может работать длительное время, а второй – напряжение, выше которого работоспособность термосопротивления не гарантируется.

Для позисторов важным параметром является опорная температура – точка на графике зависимости сопротивления от нагрева, при которой происходит перелом характеристики. Она определяет рабочий участок PTC-сопротивления.

При выборе терморезистора надо обратить внимание и на его температурный диапазон. Вне заданного производителем участка, его характеристика не нормируется (это может привести к ошибкам в работе оборудования) или термистор там вообще неработоспособен.

Условно-графическое обозначение

На схемах УГО термистора могут незначительно отличаться, но главный признак термосопротивления – символ t рядом с прямоугольником, символизирующим резистор. Без этого символа не определить, от чего зависит сопротивление – схожее УГО имеют, например, варисторы (сопротивление определяется приложенным напряжением) и другие элементы.

Иногда на УГО наносят дополнительное обозначение, определяющее категорию терморезистора:

  • NTC для элементов с отрицательным ТКС;
  • PTC для позисторов.

Эту характеристику иногда обозначают стрелками:

  • однонаправленными для PTC;
  • разнонаправленными для NTC.

Литерное обозначение может быть различным – R, RK, TH и т.п.

Как проверить термистор на работоспособность

Первая проверка исправности термистора – измерение номинального сопротивления обычным мультиметром. Если замер ведется при комнатной температуре, которая не очень отличается от +25 °С, то и измеренное сопротивление не должно существенно отличаться от указанного на корпусе или в документации.

Если температура окружающего воздуха выше или ниже указанного значения, надо взять небольшую поправку.

Можно попытаться снять температурную характеристику термистора – чтобы сравнить её с заданной в документации или чтобы восстановить её для элемента неизвестного происхождения.

Есть три температуры, доступные для создания с достаточной точностью без измерительных приборов:

  • тающий лед (можно взять в холодильнике) – около 0 °С;
  • человеческое тело – около 36 °С;
  • кипящая вода – около 100 °С.

По этим точкам можно нарисовать приблизительную зависимость сопротивления от температуры, но для позисторов это может не сработать – на графике их ТКС, есть участки, где R температурой не определяется (ниже опорной температуры). Если термометр имеется, можно снять характеристику по нескольким точкам – опустив терморезистор в воду и нагревая её. Через каждые 15…20 градусов надо замерять сопротивление и наносить значение на график. Если надо снять параметры выше 100 градусов, вместо воды можно использовать масло (например, автомобильное – моторное или трансмиссионное).

На рисунке изображены типовые зависимости сопротивлений от температуры – сплошной линией для PTC, штриховой – для NTC.

Где применяются

Самое очевидное применение терморезисторов – в качестве датчиков для измерения температуры. Для этой цели пригодны как термисторы с характеристикой NTC, так и PTC. Надо лишь выбрать элемент по рабочему участку и учесть характеристику термистора в измерительном приборе.

Можно построить термореле – когда сопротивление (точнее, падение напряжения на нём) сравнивается с заданным значением, и при превышении порога происходит переключение выхода. Такой прибор можно применять в качестве устройства теплового контроля или пожарного датчика. Создание измерителей температуры основано на явлении косвенного нагрева – когда терморезистор нагревается от внешнего источника.

Также в сфере использования термосопротивлений используется прямой нагрев – термистор нагревается током, проходящим через него. NTC-резисторы таким способом можно применить для ограничения тока – например, при зарядке конденсаторов большой ёмкости при включении, а также для ограничения тока пуска электродвигателей и т.п. В холодном состоянии термозависимые элементы имеют большое сопротивление. Когда конденсатор частично зарядится (или электродвигатель выйдет на номинальные обороты), термистор успеет нагреться протекающим током, его сопротивление упадет, и он перестанет оказывать влияние на работу схемы.

Таким же способом можно продлить срок службы лампы накаливания, включив последовательно с ней терморезистор. Он ограничит ток в самый сложный момент – при включении напряжения (именно в это время большинство ламп выходит из строя). После прогрева он перестанет оказывать влияние на лампу.

Для защиты электродвигателей во время работы служат, наоборот, термисторы с положительной характеристикой. Если ток в цепи обмотки будет повышаться из-за заклинивания двигателя или превышения нагрузки на валу, PTC-резистор нагреется и ограничит этот ток.

Термисторы с отрицательным ТКС, также можно использовать в качестве компенсаторов нагрева других компонентов. Так, если параллельно резистору, задающему режим транзистора и имеющему положительный ТКС, установить NTC-термистор, то изменение температуры подействует на каждый элемент противоположным образом. В результате действие температуры компенсируется, и рабочая точка транзистора не сместится.

Существуют комбинированные приборы, называемые терморезисторами с косвенным нагревом. В одном корпусе такого элемента расположены термозависимый элемент и нагреватель. Между ними существует тепловой контакт, но гальванически они развязаны. Изменяя ток через нагреватель, можно управлять сопротивлением.

Терморезисторы с различными характеристиками широко используются в технике. Наряду со стандартными применениями, их сферу работы можно расширять. Все ограничивается только фантазией и квалификацией разработчика.

Что такое резистор и для чего он нужен?

Что такое триггер, для чего он нужен, их классификация и принцип работы

Принцип работы и основные характеристики стабилитрона

Что такое диодный мост, принцип его работы и схема подключения

Что такое датчик Холла: принцип работы, устройство и способы проверки на работоспособность

Термометр сопротивления — датчик для измерения температуры: что это такое, описание и виды

Термистор – характеристика и принцип действия

Главная страница » Термистор – характеристика и принцип действия

Термистор (терморезистор) – твердотельный электронный элемент, внешне напоминающий постоянный резистор, но обладающий выраженной температурной характеристикой. Этот вид электронных приборов, как правило, используются для изменения аналогового выходного напряжения с учётом изменения окружающей температуры. Другими словами – электрические свойства термистора и принцип действия напрямую связаны с физическим явлением — температурой.

Характеристика электронного элемента

Термистор — термочувствительный полупроводниковый элемент, изготовленный на основе полупроводниковых оксидов металлов. Обычно имеет форму диска или шара с металлизированными или соединительными выводами.

Такие формы позволяют изменять резистивное значение пропорционально малым изменениям температуры. Для стандартных резисторов изменение сопротивления от нагрева видится нежелательным явлением. Но этот же эффект видится удачным при построении многих электронных схем, требующих определения температуры.

Таким образом, будучи нелинейным электронным устройством с переменным сопротивлением, терморезистор успешно подходит для работы в качестве терморезистора-датчика. Такого рода датчики широко применяют для контроля температуры жидкостей и газов.

Выступая твердотельным устройством, изготовленным на основе высокочувствительных оксидов металлов, терморезистор работает на молекулярном уровне. Валентные электроны становятся активными и воспроизводят отрицательный ТКС либо пассивными и тогда воспроизводят положительный ТКС.

В результате электронные приборы – термисторы, демонстрируют очень хорошую воспроизводимую резистивность, сохраняя эксплуатационные характеристики, позволяющие продуктивно работать в диапазоне температур до 200ºC.

Применение терморезисторов на практике

Базовым направлением применения, в данном случае, являются резистивные температурные датчики. Однако эти же электронные элементы, принадлежащие семейству резисторов, можно успешно использовать включенными последовательно с другими компонентами или устройствами.

Простые схемы включения терморезисторов, показывающие работу приборов в качестве температурных датчиков — своеобразных преобразователей напряжения за счёт изменения сопротивления

Такая схема включения позволяет контролировать ток, протекающий через компонент. Таким образом, термисторы, по сути, выступают ещё и токоограничителями. Производятся термисторы разного типа, на основе различных материалов и отличаются по размерам в зависимости от времени отклика и рабочей температуры.

Существуют герметичные модификации приборов, защищённые от проникновения влаги. Есть конструкции под высокие рабочие температуры и компактные по размерам. Следует выделить три наиболее распространенных типа терморезисторов:

  • шариковые,
  • дисковые,
  • инкапсулированные.

Работают приборы в зависимости от изменения температуры:

  1. На уменьшение резистивного значения.
  2. На увеличение резистивного значения.

То есть существует два типа приборов:

  1. Обладающие отрицательным ТКС (NTC).
  2. Обладающие положительным ТКС (PTC).

Отрицательный коэффициент ТКС

NTC-термисторы с отрицательным ТКС уменьшают собственное резистивное значение по мере увеличения внешней температуры. Как правило, именно эти приборы чаще выступают датчиками температуры, поскольку идеально подходят практически к любому типу электроники, где требуется контроль температуры.

Относительно большой отрицательный отклик термистора NTC означает, что даже небольшие изменения температуры способны значительно изменить электрическое сопротивление прибора. Этот фактор делает модели NTC идеальными датчиками точного измерения температур.

Схема калибровки (проверки) терморезистора: 1 — источник питания; 2 — направление тока; 3 — испытуемый электронный элемент термистор; 4 — калибровочный микроамперметр

Терморезисторы NTC, снижающие сопротивление с повышением температуры, по исполнению доступны с различными базовыми сопротивлениями. Как правило, характеристика привязывается к базовым сопротивлениям при комнатной температуре.

Например: 25ºC берётся за контрольную (базовую) температурную точку. Отсюда выстраиваются значения приборов, допустим, следующих номиналов:

  • 2,7 кОм (25ºC),
  • 10 кОм (25ºC)
  • 47 кОм (25ºC)….

Другой важной характеристикой является значение «В». Величина «В» представляет собой постоянную константу, которая определяется керамическим материалом, из которого изготовлен термистор.

Этой же константой определяется градиент кривой резистивного отношения (R/T) в определенном температурном диапазоне между двумя температурными точками. Каждый материал термистора имеет различную материальную константу и, следовательно, индивидуальную кривую отношения сопротивления и температуры.

Так, константа «B» определяет одно резистивное значение при базовой T1 (25ºС), и другое значение при Т2 (например, при 100ºC). Следовательно, значение B определит постоянную константу материала термистора, ограниченную диапазоном T1 и T2:

B * T1 / T2 (B* 25 / 100)

p.s. значения температуры в расчётах берутся в градуировке Кельвина.

Отсюда вытекает, что имея значение «В» (из характеристики производителя) конкретного прибора, электронщику останется только создать таблицу температур и сопротивлений, чтобы построить подходящий график при помощи следующего нормированного уравнения:

где: T1, T2 – температуры в градусах Кельвина; R1, R2 – сопротивления при соответствующих температурах в Омах.

Так, например, термистор NTK, обладающий сопротивлением 10 кОм, имеет значение «В» равным 3455 в рамках температурного диапазона 25 — 100ºC.

Очевидный момент: термисторы экспоненциально меняют сопротивление с изменениями температуры, поэтому характеристическая кривая приборов нелинейная. Чем больше контрольных точек устанавливаются, тем точнее получается кривая.

Применение термистора в роли активного датчика

Поскольку прибор является активным типом датчика, для работы требуется сигнал возбуждения. Любые изменения сопротивления в результате изменения температуры преобразуются в изменение напряжения.

Промышленностью выпускаются термисторы разного исполнения, в том числе высокоточные, надёжно защищённые для применения в системах высокого уровня

Самый простой способ добиться подобного эффекта — использовать термистор как часть схемы делителя потенциала, как показано на рисунке ниже. Постоянное напряжение подаётся в цепь резистора и терморезистора.

К примеру, используется схема, где термистор 10 кОм включен последовательно с резистором 10 кОм. В этом случае выходное напряжение при базовой Т = 25ºC составит половину напряжения питания.

Таким образом, схема делителя потенциалов является примером простого преобразователя сопротивления в напряжение. Здесь сопротивление термистора регулируется температурой с последующим формирования величины выходного напряжения, пропорциональной температуре.

Простыми словами: чем теплее корпус термистора, тем ниже напряжение на выходе.

Между тем, если изменить положение последовательного резистора, RS и термистора RTH, в этом случае уровень выходного напряжения изменится на противоположный вектор. То есть теперь чем больше нагреется термистор, тем выше будет уровень выходного напряжения.

Использовать термисторы допускается и как часть базовой конфигурации с использованием мостовой схемы. Связью между резисторами R1 и R2 устанавливается опорное напряжение до требуемого значения. Например, если R1 и R2 имеют одинаковые значения сопротивления, опорное напряжение равно половине напряжения питания (V/2).

Схема усилителя, построенная с использованием этой мостовой схемы с термозондом, может выступать в качестве высокочувствительного дифференциального усилителя или в качестве простой схемы запуска Шмитта с функцией переключения.

Включение терморезистора в мостовую схему: R1, R2, R3 -обычные постоянные резисторы; Rт — термистор; А — измерительный прибор микроамперметр

Существует проблема, связанная с прохождением тока через термистор (эффект «самонагрева»). В таких случаях рассеиваемая мощность I 2 R достаточно высока и создаёт больше тепла, чем способен рассеять корпус прибора. Соответственно, это «лишнее» тепло влияет на резистивное значение, что приводит к ложным показаниям.

Одним из способов избавления от эффекта «самонагрева» и получения более точного изменения сопротивления от влияния температуры (R/T), видится питание термистора от постоянного источника тока.

Термистор как регулятор пускового тока

Приборы традиционно используются в качестве резистивных чувствительных к температуре преобразователей. Однако сопротивление термистора изменяется не только под влиянием окружающей среды, но также изменения наблюдаются от протекающего через прибор электротока. Эффект того самого «самонагрева».

Разное электрооборудование на индуктивной составляющей:

  • двигатели,
  • трансформаторы,
  • электролампы,
  • другое,

подвергается чрезмерным пусковым токам при первом включении. Но если в цепь последовательно включить термистор, можно эффективно ограничивать высокий начальный ток. Такое решение способствует увеличению срока службы электрооборудования.

Терморезисторы с низким ТКС (при 25°C) обычно используются для регулирования пускового тока. Так называемые ограничители тока (перенапряжения) меняют сопротивление до очень низкого значения при прохождении тока нагрузки.

В момент первоначального включения оборудования пусковой ток проходит через холодный термистор, резистивное значение которого достаточно велико. Под воздействием тока нагрузки термистор нагревается, сопротивление медленно уменьшается. Так осуществляется плавная регулировка тока в нагрузке.

Термисторы NTC достаточно эффективно обеспечивают защиту от нежелательно высоких пусковых токов. Преимущественной стороной здесь является то, что этот тип приборов способен эффективно обрабатывать более высокие пусковые токи по сравнению с резисторами стандартного образца.

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Zetsila — публикации материалов, интересных и полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мультитематическая информация — СМИ .

Терморезисторы

Обозначение на схеме, разновидности, применение

В электронике всегда приходится что-то измерять или оценивать. Например, температуру. С этой задачей успешно справляются терморезисторы – электронные компоненты на основе полупроводников, сопротивление которых изменяется в зависимости от температуры.

Здесь я не буду расписывать теорию физических процессов, которые происходят в терморезисторах, а перейду ближе к практике – познакомлю читателя с обозначением терморезистора на схеме, его внешним видом, некоторыми разновидностями и их особенностями.

На принципиальных схемах терморезистор обозначается вот так.

В зависимости от сферы применения и типа терморезистора обозначение его на схеме может быть с небольшими отличиями. Но вы всегда его определите по характерной надписи t или .

Основная характеристика терморезистора – это его ТКС. ТКС – это температурный коэффициент сопротивления. Он показывает, на какую величину изменяется сопротивление терморезистора при изменении температуры на 1°С (1 градус Цельсия) или 1 градус по Кельвину.

У терморезисторов несколько важных параметров. Приводить я их не буду, это отдельный рассказ.

На фото показан терморезистор ММТ-4В (4,7 кОм). Если подключить его к мультиметру и нагреть, например, термофеном или жалом паяльника, то можно убедиться в том, что с ростом температуры его сопротивление падает.

Терморезисторы есть практически везде. Порой удивляешься тому, что раньше их не замечал, не обращал внимания. Давайте взглянем на плату от зарядного устройства ИКАР-506 и попробуем найти их.

Вот первый терморезистор. Так как он в корпусе SMD и имеет малые размеры, то запаян на небольшую плату и установлен на алюминиевый радиатор – контролирует температуру ключевых транзисторов.

Второй. Это так называемый NTC-термистор (JNR10S080L). О таких я ещё расскажу. Служит он для ограничения пускового тока. Забавно. Вроде терморезистор, а служит в качестве защитного элемента.

Почему то если заходит речь о терморезисторах, то обычно думают, что они служат для измерения и контроля температуры. Оказывается, они нашли применение и как устройства защиты.

Также терморезисторы устанавливаются в автомобильные усилители. Вот терморезистор в усилителе Supra SBD-A4240. Здесь он задействован в цепи защиты усилителя от перегрева.

Вот ещё пример. Это литий-ионный аккумулятор DCB-145 от шуруповёрта DeWalt. Вернее, его “потроха”. Для контроля температуры аккумуляторных ячеек применён измерительный терморезистор.

Его почти не видно. Он залит силиконовым герметиком. Когда аккумулятор собран, то этот терморезистор плотно прилегает к одной из Li-ion ячеек аккумулятора.

Прямой и косвенный нагрев.

По способу нагрева терморезисторы делят на две группы:

Прямой нагрев. Это когда терморезистор нагревается внешним окружающим воздухом или током, который протекает непосредственно через сам терморезистор. Терморезисторы с прямым нагревом, как правило, используются либо для измерения температуры, либо температурной компенсации. Такие терморезисторы можно встретить в термометрах, термостатах, зарядных устройствах (например, для Li-ion батарей шуруповёртов).

Косвенный нагрев. Это когда терморезистор нагревается рядом расположенным нагревательным элементом. При этом он сам и нагревательный элемент электрически не связаны друг с другом. В таком случае, сопротивление терморезистора определяется функцией тока, протекающего через нагревательный элемент, а не через терморезистор. Терморезисторы с косвенным нагревом являются комбинированными приборами.

NTC-термисторы и позисторы.

По зависимости изменения сопротивления от температуры терморезисторы делят на два типа:

PTC-термисторы (они же позисторы).

Давайте разберёмся, какая между ними разница.

NTC-термисторы.

Своё название NTC-термисторы получили от сокращения NTC – Negative Temperature Coefficient, или “Отрицательный Коэффициент Сопротивления”. Особенность данных термисторов в том, что при нагреве их сопротивление уменьшается. Кстати, вот так обозначается NTC-термистор на схеме.


Обозначение термистора на схеме

Как видим, стрелки на обозначении разнонаправлены, что указывает на основное свойство NTC-термистора: температура увеличивается (стрелка вверх), сопротивление падает (стрелка вниз). И наоборот.

На практике встретить NTC-термистор можно в любом импульсном блоке питания. Например, такой термистор можно обнаружить в блоке питания компьютера. Мы уже видели NTC-термистор на плате ИКАР’а, только там он был серо-зелёного цвета.

На этом фото NTC-термистор фирмы EPCOS. Применяется для ограничения пускового тока.

Для NTC-термисторов, как правило, указывается его сопротивление при 25°С (для данного термистора это 8 Ом) и максимальный рабочий ток. Обычно это несколько ампер.

Данный NTC-термистор устанавливается последовательно, на входе сетевого напряжения 220V. Взгляните на схему.

Так как он включен последовательно с нагрузкой, то весь потребляемый ток протекает через него. NTC-термистор ограничивает пусковой ток, который возникает из-за заряда электролитических конденсаторов (на схеме С1). Бросок зарядного тока может привести к пробою диодов в выпрямителе (диодный мост на VD1 – VD4).

При каждом включении блока питания конденсатор начинает заряжаться, а через NTC-термистор начинает протекать ток. Сопротивление NTC-термистора при этом велико, так как он ещё не успел нагреться. Протекая через NTC-термистор, ток разогревает его. После этого сопротивление термистора уменьшается, и он практически не препятствует протеканию тока, потребляемого прибором. Таким образом, за счёт NTC-термистора удаётся обеспечить “плавный запуск” электроприбора и уберечь от пробоя диоды выпрямителя.

Понятно, что пока импульсный блок питания включен, NTC-термистор находится в “подогретом” состоянии.

Если в схеме происходит выход из строя каких-либо элементов, то, обычно резко возрастает и потребляемый ток. При этом нередки случаи, когда NTC-термистор служит своего рода дополнительным предохранителем и также выходят из строя из-за превышения максимального рабочего тока.

Далее на фото наглядный пример – сгоревший NTC-термистор 5D-11, который был установлен в зарядном устройстве ИКАР-506. Он ограничивал пусковой ток при включении.

Выход из строя ключевых транзисторов в блоке питания зарядного устройства привел к превышению максимального рабочего тока этого термистора (max 4A) и он сгорел.

Позисторы. PTC-термисторы.

Термисторы, сопротивление которых при нагреве растёт, называют позисторами. Они же PTC-термисторы (PTC – Positive Temperature Coefficient, “Положительный Коэффициент Сопротивления”).

Стоит отметить, что позисторы получили менее широкое распространение, чем NTC-термисторы.

Условное обозначение позистора на схеме.

Позисторы легко обнаружить на плате любого цветного CRT-телевизора (с кинескопом). Там он установлен в цепи размагничивания. В природе встречаются как двухвыводные позисторы, так и трёхвыводные.

На фото представитель двухвыводного позистора, который применяется в цепи размагничивания кинескопа.

Внутри корпуса между выводами-пружинами установлено рабочее тело позистора. По сути это и есть сам позистор. Внешне выглядит как таблетка с напылением контактного слоя по бокам.

Как я уже говорил, позисторы используются для размагничивания кинескопа, а точнее его маски. Из-за магнитного поля Земли или влияния внешних магнитов маска намагничивается, и цветное изображение на экране кинескопа искажается, появляются пятна.

Наверное, каждый помнит характерный звук “бдзынь”, когда включается телевизор – это и есть тот момент, когда работает петля размагничивания.

Кроме двухвыводных позисторов широко применяются трёхвыводные позисторы. Вот такие.

Далее на фото трёхвыводный позистор СТ-15-3.

Отличие их от двухвыводных заключается в том, что они состоят из двух позисторов-“таблеток”, которые установлены в одном корпусе. На вид эти “таблетки” абсолютно одинаковые. Но это не так. Кроме того, что одна таблетка чуть меньше другой, так ещё и сопротивление их в холодном состоянии (при комнатной температуре) разное. У одной таблетки сопротивление около 1,3

3,6 кОм, а у другой всего лишь 18

Трёхвыводные позисторы также применяются в цепи размагничивания кинескопа, как и двухвыводные, но только схема их включения немного иная. Если вдруг позистор выходит из строя, а такое бывает довольно часто, то на экране телевизора появляются пятна с неестественным отображением цвета.

Более детально о применении позисторов в цепи размагничивания кинескопов я уже рассказывал здесь.

Так же, как и NTC-термисторы, позисторы используются в качестве устройств защиты. Одна из разновидностей позистора – это самовосстанавливающийся предохранитель.

SMD-терморезисторы.

С активным внедрением SMT-монтажа, производители стали выпускать миниатюрные терморезисторы, адаптированные и под него. Размеры их корпуса, как правило, соответствуют стандартным типоразмерам (0402, 0603, 0805, 1206), которые имеют чип резисторы и конденсаторы. Маркировка на них не наносится, что затрудняет их идентификацию. По внешнему виду SMD-терморезисторы очень похожи на керамические SMD-конденсаторы.

Встроенные терморезисторы.

В электронике активно применяются и встроенные терморезисторы. Если у вас паяльная станция с контролем температуры жала, то в нагревательный элемент встроен тонкоплёночный терморезистор. Также терморезисторы встраиваются и в фен термовоздушных паяльных станций, но там он является отдельным элементом.

Стоит отметить, что в электронике наряду с терморезисторами активно применяются термопредохранители и термореле (например, типа KSD), которые также легко обнаружить в электронных приборах.

Теперь, когда мы познакомились с терморезисторами, пора узнать об их параметрах.

Как проверить термистор на исправность мультиметром

Расшифровка основных характеристик

Кратко рассмотрим, данные приведенные в таблице на рисунке 3 (для удобства строки пронумерованы).


Рисунок 3. Таблица с основными характеристиками серии B598*1

Краткое описание:

  1. значение, характеризующее максимальный уровень рабочего напряжения при нагреве устройства до 60°С, в данном случае он соответствует 265 В. Учитывая, что нет определения DC/AC, можно констатировать, что элемент работает как с переменным, так и постоянным напряжением.
  2. Номинальный уровень, то есть напряжение в штатном режиме работы – 230 вольт.
  3. Расчетное число гарантированных производителем циклов срабатывания элемента, в нашем случае их 100.
  4. Значение, описывающее величину опорной температуры, после достижения которой происходит существенное увеличение уровня сопротивления. Для наглядности приведем график (см. рис. 4) температурной корреляции.


Рис. 4. Зависимость сопротивления от температуры, красным выделена точка температурного перехода (опорная температура) для С831

Как видно на графике, R резко возрастает в диапазоне от 130°С до 170°С, соответственно, опорной температурой будет 130°C.

  1. Соответствие номинальному значению R (то есть допуск), указывается в процентном соотношении, а именно 25%.
  2. Диапазон рабочей температуры для минимального (от -40°С до 125°С) и максимального (0-60°С) напряжения.

Проверка электронным мультиметром

Следует отметить, что резисторы довольно надёжны, поэтому их проверку следует проводить после того, как вы убедились в исправности остальных элементов. В первую очередь обратите внимание на сопротивления в цепях, где ранее были обнаружены неисправные элементы.

Сама по себе процедура проверки довольно проста, но требует выполнения определённых действий.

Для проверки будем использовать электронный мультиметр. Щупы прибора должны быть подключены к разъёмам COM и VΩmA. Полярность подключения щупов к выводам проверяемого элемента не имеет значения. Переключатель тестера необходимо установить в положение омметра (сектор помечен знаком Ω). Цифры обозначают максимальный предел измеряемой величины.

Перед началом проверки соедините щупы вместе, при этом показания прибора должны быть равны нулю, что говорит об исправности прибора и проводов щупов. Если переключатель установлен на самом малом пределе измерения, то прибор может показывать величину равную единицам ома. Эту неточность нужно будет учесть при измерении малых величин. Кроме того, у резисторов есть допустимое отклонение от номинала, если точных данных найти не удалось, то погрешность в 10 процентов можно считать нормальной.

Для начала необходимо определить номинальное сопротивление у элемента, который вы собираетесь проверять. Сделать это можно несколькими способами:

  1. На элементах старого образца величина номинального сопротивления указана на корпусе резистора.
  2. На современных элементах применяется цветовая маркировка. Это набор цветных колец, нанесённых на корпус. С их помощью зашифровано сопротивление. Нужно взять таблицу цветовой маркировки и определить искомую величину.
  3. Если вы проверяете элемент с электронной платы, то возле элемента стоит его обозначение в виде буквы R и порядкового номера. Можно взять схему электронного устройства и по обозначению определить номинал. Иногда эта величина указана прямо на печатной плате.

Читать также: Насадки для полировки дерева

Постоянный резистор

Проверку выполняем в такой последовательности:

  • зачищаем выводы резистора от окислов и загрязнений;
  • выставляем на мультиметре предел измерения, который несколько больше номинальной величины;
  • кладём элемент на диэлектрическую поверхность;
  • прижимаем щупы прибора к выводам резистора, при этом нельзя прикасаться к щупам пальцами.

На экране мы можем увидеть три варианта показаний:

  1. Единица на экране прибора говорит о том, что сопротивление резистора больше установленного предела измерения. Проверьте правильно ли выбран предел измерения, если ошибки нет, то присутствует обрыв между выводами элемента. Такой элемент неисправен и подлежит замене.
  2. Ноль обозначает, что выводы соединены накоротко. Элемент неисправен.
  3. Если на экране другое число, сравните его с величиной номинального сопротивления резистора. Измеренная величина не должна отличаться от номинальной больше чем на 10%. Чтобы было понятно, при проверке резистора в 1 тыс. Ом прибор может показать величину от 900 Ом до 1100 Ом, в обоих случаях элемент можно считать исправным. Когда вы измеряете величины менее ста Ом, не забудьте от полученного значения отнять сопротивление щупов.

Тестирование подстроечного резистора

У переменного резистора на корпусе три вывода. Для проверки необходимо определить, к какому выводу подключён подвижный (средний) контакт. Для этих целей можно воспользоваться справочными данными, если это невозможно, то определим его в процессе измерений:

  1. Перемещаем ручку резистора в среднее положение.
  2. Выполняем все действия, указанные для постоянных резисторов, но измерения проводим попарно между первым и вторым, вторым и третьим, третьим и первым выводами. Пара между которыми сопротивление будет максимальным — это крайние выводы. Сравниваем это значение с номинальной величиной по аналогии с постоянными резисторами. Если всё в норме, продолжаем проверку.
  3. Перемещаем ползунок в одно из крайних положений. Производим измерение между центральным и крайними выводами, должны получить ноль и номинальное значение. Если данные другие (допускается небольшая погрешность), то элемент неисправен.
  4. Повторяем измерение во втором крайнем положении ползунка, теперь показания должны поменяться местами (там, где был ноль, будет номинальное значение, и наоборот).
  5. Подключаем щупы к центральному выводу и к любому крайнему. Плавно перемещаем ручку и следим за показаниями прибора. Сопротивление должно изменяться без скачков, если прибор показывает единицу, это говорит о том, что в этом положении ползунка контакт плохой или пропадает вовсе, а следовательно, нормально работать такой резистор не будет, и его нужно менять.

Проверка элемента на плате

Иногда демонтаж элементов с платы сопряжён с рядом трудностей, поэтому будет полезно знать, как проверить резистор мультиметром, не выпаивая его. Это уже более сложная задача. Чтобы правильно выполнить проверку, необходимо изучить схему, в которой он установлен.

Дело в том, что различные компоненты и способы их подключения, относительно проверяемого резистора, влияют на показания тестера по-разному. Например, параллельно подключённый диод покажет нулевое сопротивление резистора, а параллельно подключённые сопротивления или катушки индуктивности сильно исказят показание прибора. Так как в мультиметре для измерений используется постоянное напряжение, то конденсатор на схеме можно приравнять к разрыву цепи.

В сложной схеме учесть все эти влияния трудно, поэтому измерить точную величину сопротивления не получится, но если вы подробно изучите схему, то сможете проверить резистор на наличие обрыва или короткого замыкания. Если у вас возникли сомнения в исправности элемента, для полной проверки придётся выпаять хотя бы один вывод.

У многих мультиметров есть режим прозвонки. В этом режиме прибор позволяет проверять электрические цепи с сопротивлением не больше сотни ом, при превышении этой величины цепь прозваниваться не будет и звукового сигнала не последует. Применение этого режима для проверки резисторов нецелесообразно, так как прозвонка показывает только наличие или отсутствие контакта между щупами, но никак не характеризует состояние радиодетали.

Расшифровка спецификации конкретной модели

Это были основные параметры серии, теперь рассмотрим спецификацию для С831 (см. рис. 5).


Спецификация модельного ряда серии B598*1

Краткая расшифровка:

  1. Величина тока для штатного режима работы, для нашей детали это почти половина ампера, а именно 470 мА (0,47 А).
  2. Этот параметр указывает ток, при котором величина сопротивления начинает существенно меняться в большую сторону. То есть, когда через С831 протекает ток с силой 970 мА, срабатывает «защита» устройства. Следует заметить, что этот параметр связан с точкой температурного перехода, поскольку проходящий ток приводит к разогреву элемента.
  3. Максимально допустимая величина тока для перехода в «защитный» режим, для С831 это 7 А. Обратите внимание, что в графе указано максимальное напряжение, следовательно, можно рассчитать допустимую величину мощности рассеивания, превышение которой с большой вероятностью приведет к разрушению детали.
  4. Время срабатывания, для С831 при напряжении 265 вольт и токе 7 ампер оно составит менее 8 секунд.
  5. Величина остаточного тока, необходимого для поддерживания защитного режима рассматриваемой радиодетали, она 0,02 А. Из этого следует, что на удержание сработавшего состояния требуется мощность 5,3 Вт (Ir x Vmax).
  6. Сопротивление устройства при температуре 25°С (3,7 Ом для нашей модели). Отметим, с измерения мультиметром этого параметра начинается проверка позистора на исправность.
  7. Величина минимального сопротивления, у модели С831 это 2,6 Ом. Для полноты картины, еще раз приведем график температурной зависимости, где будут отмечены номинальное и минимальное значение R (см. рис. 6).


Рисунок 6. График температурной корреляции для B59831, значения RN и Rmin отмечены красным

Читать также: Момент затяжки резьбовых соединений камаз

Обратите внимание, что на начальном этапе нагрева радиодетали ее параметр R незначительно уменьшается, то есть в определенном диапазоне температур у нашей модели начинают проявляться NTS свойства. Эта особенность, в той или иной мере, характерна для всех позисторов.

  1. Полное наименование модели (у нас B59831-C135-A70), данная информация может быть полезной для поиска аналогов.

Теперь, зная спецификацию, можно переходить к проверке на работоспособность.

Как определить термистор

Это были основные параметры серии, теперь рассмотрим спецификацию для С831 (см. рис. 5).


Спецификация модельного ряда серии B598*1

Краткая расшифровка:

  1. Величина тока для штатного режима работы, для нашей детали это почти половина ампера, а именно 470 мА (0,47 А).
  2. Этот параметр указывает ток, при котором величина сопротивления начинает существенно меняться в большую сторону. То есть, когда через С831 протекает ток с силой 970 мА, срабатывает «защита» устройства. Следует заметить, что этот параметр связан с точкой температурного перехода, поскольку проходящий ток приводит к разогреву элемента.
  3. Максимально допустимая величина тока для перехода в «защитный» режим, для С831 это 7 А. Обратите внимание, что в графе указано максимальное напряжение, следовательно, можно рассчитать допустимую величину мощности рассеивания, превышение которой с большой вероятностью приведет к разрушению детали.
  4. Время срабатывания, для С831 при напряжении 265 вольт и токе 7 ампер оно составит менее 8 секунд.
  5. Величина остаточного тока, необходимого для поддерживания защитного режима рассматриваемой радиодетали, она 0,02 А. Из этого следует, что на удержание сработавшего состояния требуется мощность 5,3 Вт (Ir x Vmax).
  6. Сопротивление устройства при температуре 25°С (3,7 Ом для нашей модели). Отметим, с измерения мультиметром этого параметра начинается проверка позистора на исправность.
  7. Величина минимального сопротивления, у модели С831 это 2,6 Ом. Для полноты картины, еще раз приведем график температурной зависимости, где будут отмечены номинальное и минимальное значение R (см. рис. 6).


Рисунок 6. График температурной корреляции для B59831, значения RN и Rmin отмечены красным

Читать также: Как проверить кулер на работоспособность без компьютера

Обратите внимание, что на начальном этапе нагрева радиодетали ее параметр R незначительно уменьшается, то есть в определенном диапазоне температур у нашей модели начинают проявляться NTS свойства. Эта особенность, в той или иной мере, характерна для всех позисторов.

  1. Полное наименование модели (у нас B59831-C135-A70), данная информация может быть полезной для поиска аналогов.

Теперь, зная спецификацию, можно переходить к проверке на работоспособность.

Проверка SMD-элементов

Почти все современные электронные печатные платы, изготавливаются при помощи технологии монтажа на поверхность. Для такого монтажа изготавливают специальные элементы типа SMD (от английского Surface Mounted Device — прибор для монтажа на поверхность).

Эти элементы имеют миниатюрные размеры. Вместо выводов, они имеют контактные площадки, которыми радиодетали этого типа припаиваются к поверхности платы.

Если вам нужно будет проверить СМД-резисторы, то сделать это можно по методикам, описанным выше. При выпаивании этих элементов будьте предельно осторожны, чтобы не повредить и не перегреть радиодеталь, а в остальном эти элементы не отличаются от своих аналогов классического типа.

Терморезисторы делятся на два вида: позисторы и термисторы. Все они изменяют свое сопротивление в зависимости от их температуры. У позисторов сопротивление увеличивается в зависимости от температуры, а у термисторов, наоборот – уменьшается. Терморезисторы находят свое применение во многих узлах различной техники и аппаратуры, начиная от датчиков температуры, заканчивая ограничителями пусковых токов в энергосберегающих лампах, блоках питания или двигателях.

Типы терморезисторов и их тестирование

Отдельно нужно поговорить о том, что такое позистор и термистор, и как их проверить мультиметром.

Терморезистор — это радиодеталь, изготовленная на основе полупроводниковых материалов. Сопротивление этих элементов непостоянное и зависит от температуры. Терморезисторы разделяют на две группы:

  1. Термистор — элемент с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Это значит, что при нагреве его сопротивление уменьшается.
  2. Позистор — имеет положительный температурный коэффициент сопротивления, то есть при нагреве его сопротивление увеличивается.

Читать также: Уаз таблетка тюнинг фото

Как и в случае с обычными резисторами, перед началом проверки необходимо выяснить номинальное значение проверяемого образца. Сделать это можно при помощи справочных данных на основании маркировки терморезистора.

Но есть одна особенность, так как сопротивление зависит от температуры, то в справочниках может быть дана целая таблица температур и соответствующие им сопротивления. В этом случае нужно ориентироваться на величину сопротивления при температуре близкой к температуре окружающей среды.

Если в данных указана только одна величина сопротивления, то, как правило, она соответствует температуре в 25 градусов.

На практике сложно точно поддерживать определённую температуру, поэтому сопротивление исправного терморезистора будет несколько отличаться от номинальных данных, и это нужно учитывать при измерении.

Давайте пошагово разберём, как проверить позистор мультиметром, тогда и проверка термистора не вызовет у вас затруднений. Кроме тестера, потребуется источник тепла, например, паяльник или фен. Исправный позистор должен пройти все три поверки:

  1. Измеряем величину сопротивления позистора в ненагретом состоянии. Если сопротивление соответствует номинальному, то можно продолжать проверку. В противном случае элемент неисправен.
  2. На этом шаге проверки нам потребуется нагревать элемент, поэтому заранее предусмотрите, как вы будете производить измерения, например, установите зажимы на щупы. После того как вы подключили тестер к позистору, поднесите к нему нагретый паяльник. По мере нагрева величина сопротивления должна увеличиваться, если показания прибора не изменяются, радиодеталь испорчена.
  3. Прекратите нагревать позистор и дождитесь, когда он остынет до комнатной температуры. Измерьте его сопротивление, оно должно вернуться к исходной величине, измеренной в первом пункте.

Проверка термистора выполняется так же, как и проверка позистора, с тем лишь отличием, что во втором пункте при нагреве величина сопротивления должна уменьшаться.

Проверка электронным мультиметром

Следует отметить, что резисторы довольно надёжны, поэтому их проверку следует проводить после того, как вы убедились в исправности остальных элементов. В первую очередь обратите внимание на сопротивления в цепях, где ранее были обнаружены неисправные элементы.

Сама по себе процедура проверки довольно проста, но требует выполнения определённых действий.

Для проверки будем использовать электронный мультиметр. Щупы прибора должны быть подключены к разъёмам COM и VΩmA. Полярность подключения щупов к выводам проверяемого элемента не имеет значения. Переключатель тестера необходимо установить в положение омметра (сектор помечен знаком Ω). Цифры обозначают максимальный предел измеряемой величины.

Перед началом проверки соедините щупы вместе, при этом показания прибора должны быть равны нулю, что говорит об исправности прибора и проводов щупов. Если переключатель установлен на самом малом пределе измерения, то прибор может показывать величину равную единицам ома. Эту неточность нужно будет учесть при измерении малых величин. Кроме того, у резисторов есть допустимое отклонение от номинала, если точных данных найти не удалось, то погрешность в 10 процентов можно считать нормальной.

Для начала необходимо определить номинальное сопротивление у элемента, который вы собираетесь проверять. Сделать это можно несколькими способами:

  1. На элементах старого образца величина номинального сопротивления указана на корпусе резистора.
  2. На современных элементах применяется цветовая маркировка. Это набор цветных колец, нанесённых на корпус. С их помощью зашифровано сопротивление. Нужно взять таблицу цветовой маркировки и определить искомую величину.
  3. Если вы проверяете элемент с электронной платы, то возле элемента стоит его обозначение в виде буквы R и порядкового номера. Можно взять схему электронного устройства и по обозначению определить номинал. Иногда эта величина указана прямо на печатной плате.

Читать также: Проверка дорожного налога на машину

Постоянный резистор

Проверку выполняем в такой последовательности:

  • зачищаем выводы резистора от окислов и загрязнений;
  • выставляем на мультиметре предел измерения, который несколько больше номинальной величины;
  • кладём элемент на диэлектрическую поверхность;
  • прижимаем щупы прибора к выводам резистора, при этом нельзя прикасаться к щупам пальцами.

На экране мы можем увидеть три варианта показаний:

  1. Единица на экране прибора говорит о том, что сопротивление резистора больше установленного предела измерения. Проверьте правильно ли выбран предел измерения, если ошибки нет, то присутствует обрыв между выводами элемента. Такой элемент неисправен и подлежит замене.
  2. Ноль обозначает, что выводы соединены накоротко. Элемент неисправен.
  3. Если на экране другое число, сравните его с величиной номинального сопротивления резистора. Измеренная величина не должна отличаться от номинальной больше чем на 10%. Чтобы было понятно, при проверке резистора в 1 тыс. Ом прибор может показать величину от 900 Ом до 1100 Ом, в обоих случаях элемент можно считать исправным. Когда вы измеряете величины менее ста Ом, не забудьте от полученного значения отнять сопротивление щупов.

Тестирование подстроечного резистора

У переменного резистора на корпусе три вывода. Для проверки необходимо определить, к какому выводу подключён подвижный (средний) контакт. Для этих целей можно воспользоваться справочными данными, если это невозможно, то определим его в процессе измерений:

  1. Перемещаем ручку резистора в среднее положение.
  2. Выполняем все действия, указанные для постоянных резисторов, но измерения проводим попарно между первым и вторым, вторым и третьим, третьим и первым выводами. Пара между которыми сопротивление будет максимальным — это крайние выводы. Сравниваем это значение с номинальной величиной по аналогии с постоянными резисторами. Если всё в норме, продолжаем проверку.
  3. Перемещаем ползунок в одно из крайних положений. Производим измерение между центральным и крайними выводами, должны получить ноль и номинальное значение. Если данные другие (допускается небольшая погрешность), то элемент неисправен.
  4. Повторяем измерение во втором крайнем положении ползунка, теперь показания должны поменяться местами (там, где был ноль, будет номинальное значение, и наоборот).
  5. Подключаем щупы к центральному выводу и к любому крайнему. Плавно перемещаем ручку и следим за показаниями прибора. Сопротивление должно изменяться без скачков, если прибор показывает единицу, это говорит о том, что в этом положении ползунка контакт плохой или пропадает вовсе, а следовательно, нормально работать такой резистор не будет, и его нужно менять.

Проверка элемента на плате

Иногда демонтаж элементов с платы сопряжён с рядом трудностей, поэтому будет полезно знать, как проверить резистор мультиметром, не выпаивая его. Это уже более сложная задача. Чтобы правильно выполнить проверку, необходимо изучить схему, в которой он установлен.

Дело в том, что различные компоненты и способы их подключения, относительно проверяемого резистора, влияют на показания тестера по-разному. Например, параллельно подключённый диод покажет нулевое сопротивление резистора, а параллельно подключённые сопротивления или катушки индуктивности сильно исказят показание прибора. Так как в мультиметре для измерений используется постоянное напряжение, то конденсатор на схеме можно приравнять к разрыву цепи.

В сложной схеме учесть все эти влияния трудно, поэтому измерить точную величину сопротивления не получится, но если вы подробно изучите схему, то сможете проверить резистор на наличие обрыва или короткого замыкания. Если у вас возникли сомнения в исправности элемента, для полной проверки придётся выпаять хотя бы один вывод.

У многих мультиметров есть режим прозвонки. В этом режиме прибор позволяет проверять электрические цепи с сопротивлением не больше сотни ом, при превышении этой величины цепь прозваниваться не будет и звукового сигнала не последует. Применение этого режима для проверки резисторов нецелесообразно, так как прозвонка показывает только наличие или отсутствие контакта между щупами, но никак не характеризует состояние радиодетали.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий