6.3 POLUVODIKA OTPORNIKA OSJETILAOd poluvodikih otpornikih
osjetila temperature najvie se primjenjuju termistori. Izrauju se
od smjesa sulfida ili oksida kovina kao to su magnezij, nikal,
bakar, eljezo i uran. Glavne znaajke su im veliki otpor, veliki
negativni temperaturni koeficijent otpora. Izvode se u obliku ploa,
kuglica, tapica ili zrna. Mjerno podruje termistora su od -75C do
250C, ali postoje i posebne izvedbe za mjerenje vrlo niskih
temperatura do 250C.Za mjerna osjetila u podruju vrlo niskih
temperatura koriste se ugljina otpornika osjetila za temperatureod
1 do 20K i germanijeva otpornika osjetila zatemperature od0.5do
100K. 6.3.1 NTC OTPORNICI (termistori)
Postoje materijali kod kojih se otpor smanjuje pri poveanju
temperature tj. bolje vode
utoplomstanjunegouhladnomstanju.Takvematerijale
nazivamootpornicimasnegativnim temperaturnim koeficijentom ili NTC
otpornici, koji su poznatiji pod nazivom termistori. Na Slici je
prikazan simbol NTC otpornika (promjena temperature i otpora
susuprotnog smjera).
Slika 1.Simbol NTC otornika
Prvi komercijalni termistori (NTC) za mjerenje temperature su se
pojavili poetkom 30- ihgodina 20. vijeka, dok je do njihove ire
primjene dolo tek krajem 50- ih godina,zahvaljujui
razvojupoluprovodniketehnologije.GlavnaprednostNTCotpornikajenjihovavelikaosjetljivost
koja omoguava konstruisanje jednostavnih i pouzdanih
termometara
Slika 2 R-T karakteristika NTC otpornika u odnosu na Pt100
Savremeni NTC otpornici se proizvode od oksida Fe, Cr, Mn, Co,
Ni i slino. Smjea oksida uprahu se sinteruje na temperaturama iznad
1000C ime se formiraju otpornici oblika loptice,diska ili cilindra.
Maksimalne radne temperature oksidnih termistora iznose 300C do
350C.U poslednje vrijeme se izrauju visoko temperaturni termistori
sa
maksimalnimradnimtemperaturamado700Cpaakido1000C,tojebliskomaksimalnimradnimtemperaturama
platinskog otpornog termometra. U oblasti niskih temperatura,
termistori seprimjenjujudonekolikodesetinastepeniKelvina.
Karakteristinakrivuljatemperaturnezavisnosti NTC otpornika
(Slika 2) je eksponencijalna i moe se izraziti kao: R=Ae/T
[6.3]gdje su:- A i B konstante karakteristine za pojedine
termistore- Ttemperaturau KOsjetljivosttermistoraje dataizrazom:
[6.4]
to znai da osjetljivost termistora opada sa porastom
temperature.Otpornost zavisi o upotrijebljenom materijalu,
temperaturnim promjenama i sl. Promjenuotpora moe izazvati promjena
temperature okoline. S druge strane, vlastito
zagrijavanje(samozagrijavanje) odnosno hlaenje, kao posljedica
razliitih elektrinih optereenja, takoe uzrokuju promjenu otpora.
Ovaj je efekat posebno vaan. Kada se pojavi dovoljno visoknapon u
otporniku se proizvede toliko toplote da mu poraste temperatura. To
dovodi do smanjenja otpora, poveanja struje i novom rastu
temperature. Nakon nekog vremena, od djelia sekunde do minute,
uspostavlja se ravnoteno stanje. Opisani efekat samozagrijavanja
termistora ima niz primjena. Npr. ako se NTC serijski spoji sa
nekim drugim elementom,ograniava se poetna vrijednost
struje.[5]
Shema termistora za mjerenje povrinske temperature na zubcima
zupanika
