Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом (фоторезисторы). 1 страница




Они представляют собой однородную полупроводниковую плас­тинку с контактами, например из селенида кадмия, которая под действием светового потока изменяет свое сопротивление. Внут­ренний фотоэффект заключается в появлении свободных элек­тронов, выбитых квантами света из электронных орбит атомов, остающихся свободными внутри вещества. Появление свободных электронов в материале, например в полупроводнике, эквива­лентно уменьшению электрического сопротивления. Фоторезис­торы имеют высокую чувствительность и линейную вольт-ампер- ную характеристику (ВАХ), т.е. их сопротивление не зависит от приложенного напряжения. Темновое сопротивление, чувствитель­ность, инерционность зависят от температуры. Для уменьшения температурной погрешности рекомендуется включать фоторезис­торы в смежные плечи моста.

-0,2 %-
сравнительно боль-

Внутренний фотоэффект наиболее сильно выражен у таких по­лупроводников, как селен Se, сернистый свинец PbS, сернистый кадмий CdS, селенид кадмия CdSe и др. В зависимости от силы света электрическое сопротивление фоторезистора изменяется в пределах от 100 Ом до 1 кОм. Спектральная чувствительность определяется выбором материала. Так, CdS обладает максималь­ной чувствительностью в зеленой области спектра, поэтому он особенно пригоден для применения в измерителях освещенно­сти. В противоположность этому максимум спектральной чувстви­тельности CdSe находится в красной области, а у фоторезисторов из PbS/PbSe — в инфракрасной области. Фоторезисторы могут иметь самые разнообразные конструктивные решения, обеспечивающие разнообразие возможностей применения. Они обладают высокой удельной чувствительностью (до 7000 мкА/лмВ), что в некоторых случаях дает возможность обойтись без усилителей, низким тем-

/

пературным коэффициентом

град

шой мощностью рассеивания (0,6...0,7 Вт); имеют практически неограниченный срок службы и достаточно стабильны. К недо­статкам этих фотоэлементов можно отнести значительную инер­ционность и сравнительно высокий уровень шумов.

Фотогальванические преобразователи (фотодиоды и фототран­зисторы). Данные преобразователи представляют собой активные светочувствительные полупроводники, создающие при поглоще­нии света вследствие фотоэффектов в запорном слое свободные электроны и ЭДС.

Фотодиод (ФД) может работать в двух режимах — фотодиод­ном и генераторном (вентильном). Фототранзистор — полупро­
водниковый приемник лучистой энергии с двумя и большим чис ­лом р — «-переходов, в которых совмещен фотодиод и усилитель фототока.

Фототранзисторы, как и фотодиоды, применяются для пре образования световых сигналов в электрические. Однако в фото транзисторах наличие второго р—«-перехода увеличивает соб ственные шумы. Их чувствительность почти в два раза выше, чем у фотодиодов, и они обладают электрической и технологичес кой совместимостью с интегральными схемами.

Вентильные фотоэлементы. Из них наибольшее распростране­ние получили селеновые и сернисто-серебряные. Эти фотоэлементы обладают тем свойством, что под действием лучистой энергии они становятся источниками тока. По этому признаку их можно было бы отнести к генераторным преобразователям, однако, что­бы не разбивать группу фотоэлектрических преобразователей, их целесообразно рассмотреть в данном разделе.

Работу фотоэлементов можно оценить по следующим характе­ристикам:

световая характеристика — зависимость фототока от интен­сивности светового потока, падающего на фотоэлемент /ф = /(Ф);

спектральная характеристика — зависимость фототока от дли­ны волны световых лучей /Ф = /(А);

частотная (инерционная) характеристика — зависимость фо­тотока от частоты изменения интенсивности падающего светово­го потока /ф =/(/„).

вольт-амперная характеристика (ВАХ) — зависимость фотото­ка от напряжения /ф = /(£/);

температурная характеристика — изменение фототока от тем­пературы фотоэлемента /ф= /(/"). Однако от изменения темпера­туры зависит и спектральная характеристика фотоэлемента;

усталость фотоэлемента — изменение характеристик фотоэле­ментов в зависимости от времени его работы.

В фотодиодном режиме к ФД приложено запирающее на­пряжение. При отсутствии облучения под действием этого напря­жения проходит лишь небольшой темновой ток, а при освещении р— «-перехода этот ток линейно увеличивается в зависимости от интенсивности облучения. В фотодиодном режиме ФД может рас­сматриваться как резистор и включаться в схемы делителей или мостовые измерительные цепи, позволяющие уменьшить влия­ние дрейфа темнового тока. Фотодиоды по напряжению питания хорошо согласуются с полупроводниковыми электронными эле­ментами, поэтому используются в схемах совместно с операци­онными усилителями. Фоторезисторы широко применяются в пре­образователях перемещений.

В генераторном (вентильном) режиме ФД сам является источником тока. Высокая чувствительность вентильных
фотоэлементов во многих практических случаях вполне позволяет обойтись без усиления фототоков.

Наиболее распространенными являются селеновые, сернисто- серебряные и кремниевые фотоэлементы. У селеновых фотоэле­ментов чувствительность составляет примерно 400...500 мкА/лм, а у сернисто-серебряных и кремниевых — 7000 мкА/лм. Селено­вые фотоэлементы более стабильны и имеют большой срок служ­бы. Кремниевые фотоэлементы практически безынерционны (т= 10"6с), стабильны и имеют низкий уровень шумов. Сила тока на выходе преобразователя с вентильным фотоэлементом на линей­ном участке характеристики (рис. 7.3) определяется по формуле

^ВЫХ ~

где Лф чувствительность фотоэлементов (с учетом нагрузки); Ф — световой поток.

До освещенности 1000 л к чувствительность кремниевых фото­диодов постоянна и составляет 0,1... 2 мкА/лк. Они имеют энерге­тический КПД до 11%, поэтому применяются также для электро­питания электронных измерительных приборов, например, в виде солнечных элементов кварцевых часов, батарей на спутниках и т.д. Они могут использоваться при температурах до 150°С.

Упрощенная принципиальная схема включения вентильного элемента приведена на рис. 7.4. Здесь измеритель И включается непосредственно к зажимам фотоэлемента Ф, который под дей­ствием света является источником тока.

Принципиальная схема включения фотоэлемента в фотодиод­ном режиме изображена на рис. 7.5.

Рис. 7.4. Схема включения вентильного элемента

В зависимости от степени освещенности фотоэлемента меня­ются показания вольтметра V. Схемы с усилителями постоянно­го тока очень чувствительны к помехам и к нестабильности на­пряжения источника питания. Это вызывает большие погрешно­сти измерения, поэтому для усиления фототоков часто приме-

/ф, мкА
50 Ом 100 1000

1 Ф, лм

Рис. 7.3. Зависимость / = /(ф) для кремниевого фотоэлемента

 

няют усилители переменного тока, которые менее чувствительны к по мехам и нестабильности напряже ния питания.

Кроме того, источниками по­грешностей измерения являются:

• нестабильность напряжения ис­точников питания фотоэлемента;

•нестабильность напряжения пи­тания источников света, так как от напряжения зависит величина све­тового потока;

• изменение характеристики фо­тоэлементов во времени.

Для исключения этих погрешностей применяют дифференци­альные фотоэлектрические преобразователи. Наилучший резуль­тат дает применение дифференциальных преобразователей в ну­левом режиме метода сравнения (рис. 7.6). Здесь распределение напряжения между двумя фотоэлементами Ф, и Ф2 определяется отношением падающих на них световых потоков и не зависит от абсолютного значения последних.

Следует отметить, что избавление от погрешностей дает при­менение дифференциальных преобразователей лишь в нулевом ре­жиме схемы сравнения. Погрешности, обусловленные изменени­ем напряжения питания U фотоэлементов, а также изменением характеристик фотоэлементов во времени у приборов с диффе­ренциальными преобразователями, работающими в неравновес­ном режиме, имеют место в той же мере, что и у приборов с недифференциальными преобразователями.

Добиться исключения влияния непостоянства характеристик можно, используя дифференциальный преобразователь с одним фотоэлементом (рис. 7.7). Свет от лампы JI разделяется на два пуч­ка. При помощи дополнительных зеркал 3 оба пучка попадают на

фотоэлемент Ф. На пути обоих пуч­ков света помещен вращающийся от синхронного двигателя Дв диск с зубцами D. Диск выполнен таким об­разом, что его зубцы поочередно пе­рекрывают то один, то другой пу­чок, модулируя таким образом све­товой поток.

Рис. 7.5. Схема включения фотоэлемента
-0£/0- Рис. 7.6. Включение преобра­зователей по дифференциаль­ной схеме
<8Гл

При равенстве световых потоков ос­вещение фотоэлемента остается посто­янным; при их неравенстве возникает переменная составляющая фототока, усиливаемая электронной цепью.


Фотоэлектрические преобразова­тели в настоящее время широко применяют для измерения различ­ных неэлектрических величин, осо­бенно в системах автоматического контроля и регулирования: темпе­ратуры тела, качества поверхности, скорости вращения, концентрации растворов и т.д. Рассмотрим прин­цип использования фотоэлементов для измерения неэлектрических величин.

Фотоэлектрические тахометры. Принцип действия фотоэлек­трических тахометров состоит в измерении частоты переменного тока фотоэлемента, освещенного световым потоком, модулиро­ванной вращающимся объектом измерения.

На рис. 7.8 изображен принцип использования фотоэлемента для измерения угловой скорости вращения сох вала. Здесь прерыва­ние светового потока, падающего на фотоэлемент Ф от источни­ка питания JI, осуществляется с помощью диска D с прорезями, который вращается вместе с валом. Далее сигнал усиливается ОУ, поступает на двоичный счетчик Ст2, дешифратор ДС.

Счетчик HL регистрирует число затемнений фотоэлемента, ко­торое является функцией скорости вращения вала.

Нефелометры. Фотоэлектрические приборы, измеряющие мут­ность растворов, называются нефелометрами. На рис. 7.9 показана оптическая схема прибора для контроля мутности исследуемой среды ИС методом сравнения с образцовой средой ОС.

D
Ф
лс
— l>-V-0—
Рис. 7.7. Дифференциальный преобразователь с одним фото­элементом

Свет от источника JI при помощи зеркал 3, и 32 и линз JIb Л2, Л3 и Л4 направляется через кювету с испытуемым раствором на фотосопротивление ФС, и через образцовую среду — на фо­тосопротивление ФС2. Диафрагмы Д, и Д2 регулируют освещен­ность фотосопротивлений. Во время измерений сопротивление


Рис. 7.8. Схема измерения угловой ско- Рис. 7.9. Схема прибора для кон- рости вращения вала
ос ФС2 HSc-ф-И ИС
f
—ф— 41,
А
<£>л t 'Л,
Атхй
t
троля мутности растворов

Рис. 7.10. Принципиальная схема расходомера

 

ФС2 остается неизменным, а ФС, изменяется в зависимости от большего или меньшего поглощения светового потока исследу­емой средой.

При изменении сопротивления ФС,, т. е. при увеличении мут­ности раствора ИС, в схему управления поступает сигнал о нару­шении режима или управляющий импульс для приведения в дей­ствие регулирующего органа.

Фотоэлектрические расходомеры. Применение фотоэлементов позволило создать ряд надежных и простых расходомеров жидко­стей и газов.

На рис. 7.10 представлена схема расходомера, принцип дей­ствия которого основан на автоматическом измерении длитель­ности наполнения объема определенной величины. Действие та­кого расходомера заключается в следующем: при достижении уров­ня нижнего фотосопротивления ФС, жидкость поглощает часть световой энергии, направленной на ФСЬ его сопротивление воз­растает, реле Р1 выключается, и через контакт 1Р1 запускается счетчик времени Сч. При заполнении жидкостью калиброванной трубки до уровня верхнего фотосопротивления ФС2 выключается реле Р2 и его контакт 1Р2 отключает счетчик.

Объемный расход жидкости

9 = 5^,

где d — внутренний диаметр трубы; Н — расстояние между опти­ческими осями ФС, и ФС2; т — время, отсчитанное счетчиком Сч.

При постоянном значении Н показания счетчика будут соот­ветствовать определенному расходу жидкости.

7.2. ЕМКОСТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Емкостный преобразователь представляет собой конденсатор, емкость которого изменяется под действием измеряемой неэлек­трической величины.

В качестве емкостного преобразователя широко используют плос­кий конденсатор, емкость которого можно выразить формулой

С = е0е£/5, (7.1)

где е0 — диэлектрическая постоянная воздуха (е0= 8,85 • 10"12 Ф/м; е — относительная диэлектрическая проницаемость среды между обкладками конденсатора; S — площадь обкладки; 5 — расстояние между обкладками.

Так как измеряемая неэлектрическая величина может быть функционально связана с любым из этих параметров, то устрой­ство емкостных преобразователей может быть самым различным в зависимости от области применения. Для измерения уровней жид­ких и сыпучих тел используют цилиндрические или плоские кон­денсаторы; для измерения малых перемещений, быстроизменя- ющихся сил и давлений — дифференциальные емкостные преоб­разователи с переменным зазором между обкладками. Рассмотрим принцип использования емкостных преобразователей для изме­рения различных неэлектрических величин.

Емкостный уровнемер. На рис. 7.11 показано устройство емкост­ного преобразователя для измерения уровня — емкостный уров­немер. Он представляет собой коаксиальный конденсатор.

Его электроды 7 и 2 изолированы друг от друга. Емкость С та­кого преобразователя может быть определена как емкость двух па­раллельно соединенных конденсаторов; один из них С, образован частью электродов и диэлектриком — жидкостью, уровень кото­рой измеряется, а другой С2 — остальной частью электродов и диэлектриком — воздухом:

Этт

+ (7.2)

где /0 — полная длина преобразователя, м; / — длина преобра­зователя, заполненного жидкостью, м; е0 — электрическая по­стоянная воздуха, ф/м; е — ди­электрическая проницаемость жидкости; и R2 — радиусы внешнего и внутреннего цилин­дров, м.

Таким образом, по мере запол­нения преобразователя жидко­стью, его емкость будет изменять­ся в функции от уровня.

В измерительную цепь
Рис. 7.11. Емкостный уровнемер: 1,2 — электроды

Толщиномер. На рис. 7.12 пред­ставлен принцип действия емко­стного толщиномера, измеря­ющего толщину ленты 2 из ди­электрика (например резины).

Рис. 7.12. Емкостный толщиномер: Рис. 7.13. Измеритель перемещения 1 — обкладки конденсатора; 2 — лента 1,2— обкладки преобразователя

Лента протягивается между обкладками 1 конденсатора, и п зависимости от ее толщины изменяется диэлектрическая проница емость межэлектродного пространства. Если обозначить длину за­зора между обкладками конденсатора через 5, толщину ленты ди­электрика 5Д, а диэлектрическую проницаемость ленты через ел, то емкость можно выразить формулой


 

Измерители силы и перемещений. При измерении механичес­кой силы или перемещения используют зависимость емкости от расстояния 5 между обкладками / и 2 преобразователя (рис. 7.13).

Зазор 8 изменяется в зависимости от величины измеряемого усилия или перемещения.

Схемы с дифференциальным преобразователем (рис. 7.14) имеют большую чувствительность и точность. Обкладка 2 закреплена на пружинах и перемещается параллельно самой себе под воздей­ствием измеряемой силы Р. Обкладки 1 и 3 неподвижны. Емкость между обкладками 2 и 3 увеличивается, а между обкладками / и 2 уменьшается.

. / В из) §pB5SS*-r =V5SS54; цепь Рис. 7.14. Дифференциальный измеритель силы Р: 1 — 3 — обкладки измерителя
В измерительную

Емкостные преобразователи для измерения малых перемеще­ний (порядка Ю-6... Ю"3 м) отличаются высокой чувствительнос­тью, линейностью, малыми погрешностями и одновременно про­стотой конструкции и легкостью подвижной части, что в ряде случаев делает их незаменимыми.

 

Измеритель угла поворота. На рис. 7.15 изображен принцип устрой­ства емкостного преобразователя для измерения угла поворота вала.

Подвижная обкладка измерителя 2, жестко скрепленная с валом 3, перемещается относительно неподвижной обкладки 1 так, что зазор между обкладками сохраняется неизменным, а изменяется действую­щая площадь обкладок, а следовательно, и емкость преобразователя. Рабочий зазор 5 несоизмеримо мал по отношению к зазору 5|.

Путем соответствующего выбора формы пластин можно полу­чить любую функциональную зависимость между изменением ем­кости и входным угловым перемещением. Подобного типа преоб­разователи применяют и для измерения линейных перемещений.

Измеритель влажности. Емкостные преобразователи использу­ют для измерения влажности различных веществ: пряжи, волок­на, кожи, зерна и т.д. На рис. 7.16 представлено устройство пре­образователя для измерения влажности волокна или пряжи.

Цилиндрический конденсатор заполняется исследуемой пряжей или волокном и включается в одно из плеч измерительного моста.

Так как вода имеет очень высокую относительную диэлектри­ческую проницаемость (еН2о =81) по сравнению с е для осталь­ных веществ (е = 1 ...6), то в зависимости от влажности испыту­емого вещества диэлектрическая проницаемость, а следователь­но, и емкость преобразователя будут изменяться.

Измерительные цепи с емкостными преобразователями. В боль­шинстве случаев емкостные преобразователи включаются в мос­товые цепи переменного тока. Для повышения точности и чув­ствительности емкостный преобразователь делается дифференци­альным и включается в соседние плечи моста (рис. 7.17).

Для того чтобы реализовать преимущества емкостных преобразо­вателей, необходимо выполнить ряд требований к измерительной цепи.

Емкостные преобразователи, как правило, имеют малую ем­кость (десятки — сотни пикофарад) и поэтому при промыш­ленной частоте обладают весьма малой мощностью. Например,

В измерительную

цепь

 

Рис. 7.15. Измеритель угла пово­рота вала: 1,2 — соответственно неподвижная

щества

и подвижная обкладки измерителя; Рис. 7.16. Измеритель влажности ве-

3 — вал


если преобразователь имеет емкость С= 100 пФ, то при частоте/= 50 Гц и напряжении пита­ния U= 50 В получаем

^пР= U2mC = 502 • 2тг50 • 100 • 10"12 = = 80-Ю-'6 В-А.

Так как мощность измерителя должна быть меньше мощности преобразователя, то, оче­видно, в качестве измерителя можно исполь­зовать только электронный прибор.

Рис. 7.17. Диффе­ренциальная схема включения емкост­ных преобразовате­лей

Сопротивление емкостного преобразовате­ля очень велико. Для приведенного выше пре­образователя имеем


 

 


шС
Хг =

£ 30 МОм.

2тг-50-100-10"'2


 

 


Такое сопротивление преобразователя требует большого сопро­тивления в выходной диагонали моста. Этому условию удовлетво­ряют электронные приборы, имеющие высокое входное сопро­тивление. Кроме того, при таком большом сопротивлении преоб­разователя должны быть очень высокими требования к изоляции измерительной цепи и измерителя. Если сопротивление преобра­зователя сравнимо с сопротивлением изоляции цепи измерителя, то токи утечки будут сравнимы с током в преобразователе. Поэто­му емкостные преобразователи часто применяют в цепях повы­шенной частоты, что сильно увеличивает его мощность и умень­шает сопротивление.

Во избежание наводок все подводящие провода необходимо тщательно экранировать, а точки заземления экранов выбрать так, чтобы в цепи не было элементов, шунтирующих рабочие емкости.

Напряжение питания преобразователя должно быть ограниче­но из-за опасности пробоя воздушного промежутка. Обычно до­пускаемое напряжение составляет 700 В/мм. Напряжение можно увеличить, если поместить между обкладками конденсатора тон­кую слюдяную пластинку, так как слюда имеет пробивное напря­жение около 103 кВ/мм. Наличие такой пластинки способствует получению более линейной зависимости выходного напряжения от усилия или изменения зазора U = /(Д5).

eS,

Погрешности емкостных преобразователей. При использовании емкостных преобразователей нужно помнить о том, что между подвижной и неподвижной пластинами действует сила электро­статического притяжения

К =

2 52

которая может внести погрешность в измерения. Если входное со­противление цепи, включенной в диагональ моста, бесконечно велико и рабочие емкости ничем не шунтируются, то погреш­ность можно избежать, применяя дифференциальный преобразо­ватель (см. рис. 7.14), в котором силы, действующие между парами пластин, направлены встречно и полностью компенсируют друг друга. Уменьшение или увеличение зазора вызывает пропорцио­нальное уменьшение или увеличение напряжения между соответ­ствующими пластинами, а сила, действующая между ними, оста­ется неизменной, т.е. разность сил равна нулю, независимо от перемещения.

При колебаниях температуры окружающего воздуха будут изме­няться геометрические размеры преобразователя, что может при­вести к большой погрешности измерения. Особенно это имеет ме­сто, если детали преобразователя выполнены из разных металлов, имеющих различные температурные коэффициенты расширения.

Температурную погрешность можно значительно уменьшить правильным выбором геометрических размеров деталей преобра­зователя, а также их температурных коэффициентов расширения.

Изменение влажности воздуха следует учитывать при измерениях емкостными преобразователями. Если, например, градуировка при­бора производилась в сухом помещении, а измерения будут прово­диться при влажном воздухе, то может возникнуть систематическая погрешность из-за изменения диэлектрической проницаемости воз­душного промежутка преобразователя.

7.3. ТЕПЛОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Тепловой преобразователь представляет собой проводник или полупроводник с током, с большим температурным коэффици­ентом, находящийся в теплообмене с окружающей средой. Име­ется несколько путей теплообмена: конвекцией; теплопроводнос­тью среды; теплопроводностью самого проводника; излучением.

Интенсивность теплообмена проводника с окружающей сре­дой зависит от следующих факторов: скорости газовой или жид­кой среды; физических свойств среды (плотности, теплопровод­ности, вязкости); температуры среды; геометрических размеров проводника. Эту зависимость температуры проводника, а следова­тельно, и его сопротивления от перечисленных факторов можно использовать для измерения различных неэлектрических величин, характеризующих газовую или жидкую среду: температуры, ско­рости, концентрации, плотности (вакуума).

Материал преобразователей. Тепловым преобразователем мо­жет служить проводник с высоким и стабильным температурным коэффициентом электрического сопротивления. Этим требованиям удовлетворяют в основном проводники из химически чистых металлов, так как большинство из них обладает положительным температурным коэффициентом, колеблющимся (в интервале О... 100 °С) от 0,35 до 0,68 % на 1 °С.

В качестве преобразователей наиболее распространены плати­на, медь и никель. Вопрос о выборе материала для того или иного преобразователя решается в основном химической инертностью металла в измеряемой среде и пределом изменения температуры. Так, медный преобразователь можно применять при температуре в пределах -50...+180 "С в атмосфере, свободной от влажности и газов. При более высоких температурах медь окисляется. Изоляци­ей для меди могут служить эмаль, винифлекс, шелк. Недостатком меди является ее малое удельное сопротивление.

Никель при условии хорошей изоляции от воздействия среды можно применять до 250... 300 °С, а при более высоких температу­рах зависимость R=f(t) для него неоднозначна. Линейная зависи­мость R = f(t) у никеля выполняется только для температур не свыше 100 °С. Недостатком никелевых преобразователей является различный для каждой марки никеля температурный коэффици­ент (0,51 ...0,58 % на 1 °С). Поэтому последовательно с никелевой проволокой обычно включают манганиновое сопротивление, сни­жающее температурный коэффициент до расчетного и стабили­зирующее его. Достоинством никеля является большое удельное сопротивление (р= 0,075...0,085 Ом-мм2/м).

Наилучшими свойствами обладает платина, так как она, во- первых, химически инертна, а во-вторых, может быть использо­вана в диапазоне температур -200... +650 °С. Однако платину нельзя применять в восстановительной среде (углерод, пары кремния, калия, натрия и т.д.).

В настоящее время все чаще применяют полупроводниковые терморезисторы (термисторы), которые изготовляют из смеси ок­сидов различных металлов: меди, кобальта, магния, марганца и др. В процессе изготовления преобразователь подвергают обжигу при высокой температуре. При обжиге оксиды спекаются в плот­ную массу в виде шарика, столбика или шайбы, на нее напыля­ются электроды и подпаиваются выводы из медной проволоки. Для защиты от внешних воздействий чувствительный элемент тер- мистора покрывают защитной краской, помещают в герметичес­кий металлический корпус или запаивают в стекло.

С увеличением температуры сопротивление термисторов умень­шается. Зависимость сопротивления от температуры выражается формулой

R, = AeB'T, (7.3)

где А — постоянная, зависящая от материала, его размеров и фор­мы; В — постоянная, зависящая от физических свойств полупро­
водника; Т— температура преобразо­вателя в градусах абсолютной шкалы.

Промышленность выпускает термо­резисторы сопротивления в разнооб­разном конструктивном исполнении типов ММТ, КМТ-4, МКМТ.

Достоинства: очень высокой (от­рицательный) температурный коэф­фициент сопротивления (2,5...4% на 1 °С), чувствительность в 6... 10 раз выше чувствительности металлическо­го терморезистора, малая теплоем­кость и инерционность.

Недостатки: нелинейная зависи­мость их сопротивления от температу­ры (рис. 7.18), большой разброс и не­стабильность характеристик от образца к образцу. Это затрудняет по­лучение линейной шкалы прибора и замену вышедшего из строя полупроводника. Кроме того, у них довольно мал температурный диапазон (-100 ... +120 °С).


Поделиться:

Дата добавления: 2015-04-11; просмотров: 413; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.007 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты