§ 9.4. Собственный нагрев термисторов

Термисторы применяются в самых различных схемах автоматики, которые можно разделить на две группы. В первую группу входят схемы с термисторами, сопротивление которых определяется только температурой окружающей среды. Ток, проходящий при этом через термистор, настолько мал, что не вызывает дополнительного разо­грева термистора. Этот ток необходим только для измерения сопро­тивления и для термисторов типа ММТ составляет около 10 мА, а для типа КМТ — 2—5 мА. Во вторую группу входят схемы с терми­сторами, сопротивление которых меняется за счет собственного на­грева. Ток, проходящий через термистор, разогревает его. Посколь­ку при повышении температуры сопротивление уменьшается, ток увеличивается, что приводит к еще большему выделению теплоты. Можно сказать, что в данном случае проявляется положительная обратная связь. Это позволяет получить в схемах с термисторами своеобразные характеристики релейного типа.

На рис. 9.4, а показана вольт-амперная характеристика терми-стора. При малых токах (/< /_яоп) влияние собственного нагрева не­значительно и сопротивление термистора практически остается по­стоянным. Следовательно, напряжение на термисторе растет про­порционально току (участок ОА). При дальнейшем увеличении тока (/ > /_доп) начинает сказываться собственный нагрев термистора, со­противление его уменьшается. Вольт-амперная характеристика из­меняет свой вид, начинается ее «падающий» участок АБ. Этот учас­ток используется для создания на базе термистора схем термореле, стабилизатора напряжения и др.

Резко выраженная нелинейность вольт-амперной характеристи­ки термистора позволяет использовать его в релейном режиме. На рис. 9.4, 6 представлена схема включения, а на рис. 9.4, в — харак­теристика термистора в этом режиме. Если в цепи термистора от­сутствует добавочное сопротивление (Л_лоб = 0), то при некотором значении напряжения ток в цепи термистора резко увеличивается, что может привести к разрушению термистора (кривая СА_Т на рис. 9.4, в). Для ограничения роста тока необходимо в цепь терми­стора Л_т включить добавочный резистор Л_доб (рис. 9.4, б) с прямо­линейной" характеристикой (кривая U_R на рис. 9.4, в). При графи­ческом сложении этих двух характеристик (Ьт+ U_R) получим об­щую вольт-амперную характеристику U₀ (имеющую S-образный вид на рис. 9.4, в). Эта характеристика похожа на характеристику бесконтактного магнитного реле (см. гл. 26). Рассмотрим по этой характеристике процесс изменения тока / в цепи (рис. 9.4, б) при плавном увеличении напряжения питания U₀. При достижении значения напряжения срабатывания {У_ср (этому напряжению соот-

ветствует ток /,) ток скачком возрастает от значения /, до сущест­венно большего значения /₂. При дальнейшем увеличении напря­жения ток будет плавно возрастать от /₂. При уменьшении напря­жения ток вначале плавно уменьшается до значения /₃ (этому току соответствует напряжение отпускания U_or), а затем скачком падает до значения /₄, после чего ток плавно уменьшается до нуля. Скач­кообразное изменение тока происходит не мгновенно, а постепен­но из-за инерционности термистора.