Терморезистор, нагреваемый низким напряжением, приблизительно равным 12 Вольт, реагирует на понижение внешней температуры изменением потребляемой мощности.
При постоянном напряжении потребление энергии является критерием для величины рассеяния мощности. При возрастающем рассеянии терморезистор охлаждается благодаря положительному температурному коэффициенту, ток РТС повышается. Заметное повышение тока наблюдается при помещении терморезистора в жидкость, где рассеивается большее количество тепла, чем в воздухе (рис.1.9,б). Эта особенность делает терморезистор идеальным для контроля величины уровня жидкостей в емкостях.
Возможны следующие применения:
- защита от перелива топлива;
- измерение уровня жидкости;
- индикация предела (например: индикатор слишком низкого или высокого уровня воды в вспомогательном паровом котле)
- индикация утечки жидкости.
3. Терморезисторы РТС для измерения и контроля, температурные датчики.
С терморезисторами РТС в качестве температурных датчиков используется только крутая область характеристики R/T. Сопротивление РТС следует рассматривать как функцию температуры окружающей среды.
Предпосылкой для этого соотношения сопротивления и температуры окружающей среды является то, что исключаются самонагревание (рис.1.9,в). Это означает, что эти терморезисторы РТС должны работать в возможно самой низкой напряженности поля. Для обеспечения быстрого реагирования, терморезисторные датчики имеют особенно малые размеры. Высокая точность управления достигается применением материалов с чрезвычайно крутой характеристикой сопротивления/температуры.
Терморезисторы могут широко применяться в качестве температурных датчиков в электрических машинах для управления температурой обмотки.
4. Терморезисторы РТС, как нагревательные элементы.
Применение терморезисторов РТС не ограничено применениями устройств переключения и чувствительных к току, но из-за специфической характеристики R/T они также идеальны, как нагревательные элементы. Благодаря положительной кривой температурного коэффициента можно создать устройства нагрева без дополнительного контроля и защиты от повышенной температуры, необходимые для традиционных систем нагревания. В этом применении терморезисторы РТС непосредственно работают при имеющемся напряжении без последовательного сопротивления, преимущественно в области низкого сопротивления характеристики R/T, т.к. в этой части кривой достигается особенно высокая мощность нагревания.
В а р и с т о р ы (переменные резисторы) представляют собой нелинейные полупроводниковые приборы, сопротивление которых изменяется нелинейно и одинаково под действием как положительного, так и отрицательного напряжения.
Вольтамперная характеристика варисторов (рис. 1.10,а) симметрична относительно начала координат. Симметричность характеристики позволяет использовать варисторы в цепях переменного и постоянного токов. На рис. 1.10,б приведено условное графическое обозначение варистора.
Рисунок 1.10. Варистор:
а) ВАХ; условное графическое обозначение; внешний вид.
Основные параметры варистора: статическое сопротивление при постоянных значениях напряжения и тока, R=U/I; динамическое сопротивление по переменному току, Rл =ΔU/ΔI; допустимая мощность рассеивания; допустимое напряжение, допустимый ток.
Варисторы широко применяются в технике для защиты от перенапряжений (искрогасители), в стабилизаторах и ограничителях напряжения, в преобразователях сигнала (умножители).
Являясь разрядником, варистор, в простейшем случае устанавливается параллельно защищаемой схеме, последовательно с внутренним сопротивлением источника помех (имеется в виду сопротивление линии передачи данных с учетом омического импеданса кабеля). При отсутствии перенапряжения ток, проходящий через варистор, очень мал.
Принцип защиты схемы варистором (рис.1.11) состоит в резком уменьшении его внутреннего сопротивления до долей Ом при возникновении импульса напряжения, и соответствующее шунтирование защищаемого объекта. Результатом является резкое увеличение тока, протекающего через варистор.
В следующем примере рассмотрим мостовой стабилизатор напряжения на варисторах (рис.1.12).
Рисунок 1.12. Варисторный мост от перенапряжения.
напряжение на выходе стабилизатора равно разности напряжений на варисторе (U) и на линейном резисторе (UR): Uвых = U - UR. С ростом входного напряжения U вх растет ток в элементах моста (рис.1.13,а). Выходное напряжение, как видно из рисунка 1.13,б вначале увеличивается, затем падает до нуля и после изменения знака снова растет по абсолютной величине. Внешняя характеристика стабилизатора U вых(U вх) в режиме холостого хода приведена на рис. 1.13,б.
Выходное напряжение остается приблизительно постоянным при изменении входного напряжения от Uвх1 до Uвх2, когда величина дифференциального сопротивления варистора равна или близка к величине сопротивления линейного резистора.
Рисунок 1.13. характеристики варисторов.
Количественной оценкой стабилизации напряжения является коэффициент стабилизации
При синусоидальном входном напряжении мост стабилизирует действующее значение выходного напряжения. Последнее содержит третью гармонику, удельный вес которой возрастает с ростом амплитуды входного напряжения.