Wybrane elementy elektroniczne. Rezystory NTC. Rezystory NTC

Transkrypt

1 Wybrane elementy elektroniczne Rezystory NTC Czujniki temperatury Rezystancja nominalna 20Ω 40MΩ (typ 2kΩ 40kΩ) Współczynnik temperaturowy -2-5% [%/K] Max temperatura pracy (350) [ºC] Współczynnik B [K] R R T T 0 exp B 1 1 T T0 Rezystory NTC Stosowane są do ograniczenia prądu załączania( surge current) rezystancja w 25ºC 120 0,5[Ω] maksymalny prąd 0,3 30[A] max. Rezystancja przy max. prądzie 0,9 0,01[Ω] Włączane są w szereg z obciążeniem dla ograniczenia prądu rozruchu np.. Prostowników, silników, żarówek. Temperatura pracy wynosi ok [ºC] 1

2 CTR (critical temperature resistor) Stosowane jako czujniki przekroczenia określonej temperatury. Czujniki temperatury Termistory NTC (-2-5 [%/K]) Termometry metalowe (+0,39;0,64;0,42 [%/K] odpowiednio Pt, Ni, Cu) znacznie bardziej liniowe i pokrywają większy zakres temperatur Najpopularniejsze to Pt100, Pt500 i Pt1000 R T R t[ C] t ; t[ ] 0 C Rezystancyjne czujniki temperatury 2

3 Termopary (siła elektromotoryczna na styku dwóch metali) Kompensacja przez temperaturę odniesienia Termopary kompensacja elektroniczna Rodzaje termopar 3

4 Termopary siła elektromotoryczna Czujniki temperatury Półprzewodnikowe (poprzednie wykłady) Termistory NTC Termometry rezystancyjne (Pt100) Termopary Ogniwo Peltiera (pompa ciepła) zjawisko odwrotne niż w termoparze TEC thermoelectric cooler Efekt Peltiera wydzielanie lub pochłanianie ciepła na styku dwóch materiałów w zależności od kierunku przepływającego przez nie prądu. dq Idt gdzie: współczynnik Pieltiera Przejście elektronu z metalu do półprzewodnika wiąże się z pobraniem energii z zewnątrz np. w postaci ciepła (ochłodzenie złącza) 4

5 Ogniwo Peltiera (pompa ciepła) zjawisko odwrotne niż w termoparze Typowe parametry: Prąd maksymalny (1A 20A) Maksymalna różnicz temperatur (do 30K) Napięcie (pojedyncze wolty) Warystory Warystor rezystor półprzewodnikowy o wartości rezystancji zależnej od przyłożonego napięcia. Służy głównie do zabezpieczania obwodów elektrycznych przed przepięciami. Rezystancje: - statyczna U R AI I 1 U AI A, - zależą od zastosowanego materiału i geometrii warystora - dynamiczna du r AI di 1 R Warystory Przykładowa ch-ka warystora ZnO (tlenek cynku) w skali log-log 5

6 Warystory Stosowane do budowy materiały ZnO (tlenek cynku) lub SiC (węglik krzemu) Magnetorezystory Typowe parametry (w układzie mostkowym): Zasilanie 10V, Rezystancja 2kΩ Zakres pracy ±0.5kA/m Czułość 5(mV/V)/(kA/m) Magnetorezystor przykład FL410 (Siemens) 6

7 Magnetorezystory typowa charakterystyka Magnetorezystancyjna głowica twardego dysku Magnetorezystancyjny izolator Szybkość działania kilka ns Dla izolatora optycznego ułamki μs 7

8 Czujnik Halla - Hallotron Typowe parametry: Zasilanie 5V, 5mA Zakres pracy ±0.1T RH U y I xbz I xbz d R H stała Halla d grubość płytki Galwanometryczny efekt Halla gdy przez próbke w kierunku x przepuścimy prąd I X, w kierunku z przłyłożymy pole magnetyczne B to na kierunku y pojawi się napięcie. 8

9 Czujnik Halla - Hallotron Stała Halla dla półprzewodnika domieszkowanego danego typu, z nośnikami jednego rodzaju wynosi: A A zależy od R H Nq mechanizmu rozpraszania nośników Zastosowania: - pomiar kierunku i wartości pola magnetycznego (układy stabilizacji pola) - pomiar natężeń b. dużych prądów płynacych w przewodach - pomiar mocy prądów stałych i zmiennych (prąd w obw. Pomiarowym jest źródłem pola magn., prądy hallotronu jest proporcjonalny do napięcia na obciązeniu, napięcie Halla jest jest miarą mocy - rejestracja przemieszczeń, drgań itp. Do pomiarów pola magnetycznego stosuje się także tzw. Gaussotrony (zmiana rezystancji półprzewodnika wraz ze zmianą oddziaływującego pola magnetycznego). Tensometry Tensometr miernik naprężeń. Stosuje się rezystory, których rezystancja zależy od zmian ich kształtu. R l s Gdy przez tensometr płynie stały prąd to: U R I Tensometry Stosuje się mostkowe układy pomiarowe: RT1 jest tensometrem przytwierdzonym do mierzonej próbki, RT2 nie zależny od próbki służy do kompensacji wpływu temperatury, R3 i R4 zwykłe rezystory. R T R T k k stała tensometru - wydłużenie względne Rodzaje tensometrów: - drucikowe (odporne na wysoką temperaturę) - foliowe (folia metalowa) najpopularniejsze - pólprzewodnikowe (wysoka stała k, delikatne) 9

10 Tensometry Podział tensometrów wieloosiowych ze względu na oś pomiaru Tensometry Parametry: - baza pomiarowa długość czujnika - rezystancja typowo 120, 270, 350, stała tensometryczna k - zakres pomiarowy - czułość pomiarowa - dopuszczalny prąd pomiarowy - zakres temperatur pracy Mostek tensometryczny może posłużyć także do pomiarów np. ciśnienia. Wtedy tensometry są naklejone na membranę, na którą działa np. ciecz pod ciśnieniem powodująca odkształcenie membrany. W podobnym układzie (mostek umieszczony na membranie dodatkowo obciążonej masą) tensometry stosuje się do pomiarów przyspieszenia. Czujniki gazów (np.: CO) TGS2442 Carbon Monoxide sensor Czujnik tlenku węgla (Figaro) 10

11 Czujniki gazów (np.: CO) Czujniki gazów (np.: CO) Inne czujniki 1. Wilgotności: - rezystancyjne - pod wpływem pochłaniania wody rezystancja maleje wraz ze wzrostem wilgotności - Pojemnosciowe wzrost przenikalności elektrycznej wraz ze wzrostem wilgotności dieelektryka 2. Dźwięku mikrofony 3. Przesunięcia czujniki potencjometryczne, indukcyjne (położenie rdzenia zmienia równowagę w mostku indukcyjnym) 4. Bezkontaktowy pomiar amplitudy drgań czujnik indukcyjny. 5. Oraz ogromna liczba czujników optycznych!!!!! 11