Терморезисторные преобразователи. Принцип действия, статические характеристики

Наряду с термопреобразователями сопротивления из металлических проводников для измерения температуры применяются полупроводниковые термометры сопротивления – терморезисторы.

Терморезисторы изготавливаются из порошкообразной смеси окислов некоторых металлов: меди (Cu₂O₃), марганца (Mn₂O₃), кобальта (СоО), никеля (NiО) и др., спрессованной и спеченной при высокой температуре.

Терморезисторы, представляющие непроволочные объемные нелинейные резисторы различной формы (цилиндрические, шайбовые и др.), в отличие от металлических резисторов имеют отрицательный температурный коэффициент, т.е. при нагревании уменьшают свое сопротивление.

Температурная зависимость сопротивления полупроводникового ТС описывается уравнением:

,

где – сопротивление при температуре Т, К;

– сопротивление при температуре , Ом;

– основание натуральных логарифмов;

– постоянная ТС, зависящая от свойств полупроводника, (от 2000 до 9000 К);

– температура терморезистора, К.

Терморезисторы имеют значительное удельное электрическое сопротивление, что позволяет получать из них компактные и малоинерционные термометры с большим сопротивлением (1 – 1000 кОм) и, следовательно, не учитывать влияние изменений температуры окружающего воздуха на сопротивление линий, соединяющих термометры со вторичными приборами.

Терморезисторы обладают большим постоянством электрических свойств, однако степень воспроизведения их сопротивления недостаточно надежна. Отклонение сопротивления от номинального значения достигает ±20%, что не обеспечивает необходимой взаимозаменяемости.

Полупроводниковые ТС с положительным ТКС (позисторы) изготавливаются из полупроводниковых поликристаллических керамик (например, Ba, TiO₃) и обладают ферроэлектрическими свойствами, которые характеризуются тем, что сопротивление в относительно узком температурном диапазоне возрастает экспоненциально на несколько порядков.