Termistori takistuse sõltumine temperatuurist. 1.Töö ülessanne: Mõõta termistori takistus mitmesugustel temperatuuridel ja kanda tulemused graafikule. 2. Töö vahendid: a)Juhtmed e)Anum veega b)Oommeeter f)Pooljuht seade c)Termomeeter g)Statiiv d)Pliit h)Vooluallikas 3.Töö käik: a)Koostada katseseade b)Soojendada pliit ja asetada sinna anum veega(algtemperatuur 10 °C ) c)Märkida iga 10 °C järel üheaegselt temperatuur ja määrata takistus. d)Vett soojendada kuni 90 °C ´ni e)Koostada tabel ja graafik.
Kristjan Runtal AUTOMAATIKA Juhendaja: Toivo Leola Töö Aruanne tehtud: 05.03 esitatud: 08.04 Töö nr. POOLJUHTTERMOTAKISTI TERMILISTE 3 SUURUSTE KATSELINE MÄÄRAMINE Katseobjekt: Kasutatud seadmed: Töö programm. 1. Võtta üles termistori ja posistori takistuse sõltuvused temperatuurist R f ( ) soojenemisel. Joonestada need tunnusjooned millimeetripaberile (ühisele teljestikule). 2. Võtta üles termistori takistuse sõltuvus ajast R f ( t ) jahtumisel ja joones- tada see millimeetripaberile. 3. Leida termistori iseloomustava teguri B väärtused tunnusjoone R f ( ) kolme erineva osa kohta. 4
sõltub tugevalt ja mittelineaarselt temperatuurist. Seega on termistoril suur takistuse temperatuuritegur. Seda tegurit väljendab ta-kistuse suhteline muutus protsentides 1-kraadise temperatuurimuutuse kohta. Olenevalt valmistamiseks kasutatud materjalidest võib see tegur olla positiivne (lü-hend PTC ing k positive temperature coefficient) või negatiivne (NTC negative tem-perature coefficient). Positiivse temperatuuriteguriga termistoride ehk PTC-termistori takistus temperatuuri tõustes kasvab (vooluahelasse ühendatud termistori läbiv vool vastavalt väheneb). NTC-termistoride takistus soojenemisel väheneb. Tem-peratuuriteguri absoluutväärtus on PTC-termistoridel enamasti kuni 30 %/K, NTC-ter-mistoridel ehk NTC-termistoridel 2 …10 %/K. 22 2.1.4. NTC termistor Esimese katsena uuriti negatiivse temperatuuriteguriga termistori. Alljärgnevalt on esitatud vastava teema sissejuhatuse väljavõte tarkvarakeskkonnast L@Bsoft.
printeri seadistamine ja hooldamine – printeriga trükitakse igale pakile toote number, liini number ning kõlblikkuse kuupäev. Piltidel on näha printer: mootorilt reduktori paigaldamine ja eemaldamine – reduktor (vt. Error: Reference source not found) on vajalik mootori pöörete vähendamiseks. vajadusel vigase kaitselüliti eemaldamine ja uue kaitselüliti paigaldamine. keevituslati, kuumutusvarraste ja termistori vahetamine – kuumutusvardad, mis on sisestatud keevituslatti, annavad keevituslatile vajaliku temperatuuri ning termistoriga, mis on samuti keevituslatti sisestatud, saab kuumutusvarraste temperatuuri reguleerida. 5 Fotosilmade ja mahtuvuslike lähedusandurite reguleerimine – tänu fotosilmadele saab kaks kilet omavahet täpselt kokku panna ning lähedusanduritega saab reguleerida
temperatuuri 0 tõusmisel takistus väheneb nimetatakse termotakistit termistor-iks (-R). 6 4 2 1 0,6 0,4 0,2 Termistor 0, CT3-17 1 0,0 Termistor CT1-17 6 0,0 4 0,01 t co -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 Posistor CT6-3 Posistor CT6-1A Põhiparameetrid: 1. Nimitakistus (teatud kindla temperatuuri juures) - termistori takistus vähima hajuvõimsuse puhul. Posistoride nimitakistust ei normita vaid antakse takistuskordsus Rmax/Rmin, kus R>0 on positiivne. 2. Vähim hajuvõimsus Pmin on võimsus, millele vastav vool soojendab termistori niivõrd vähe, et tema takistus ei muutu üle ühe protsendi ümbrustemperatuuril 20°C 3. Suurim hajuvõimsus Pmax see on võimsus, millele vastav vool kuumutab
mis läbib koordinaatide algpunkti (origo). Võrdluseks on joonisel metallniidiga hõõglambi tunnusjoon (b), mis kaldub alla, ja süsiniidiga hõõglambi tunnusjoon (c), mis kaldub üles. Termotakisti Termotakisti takistus sõltub oluliselt ning mittelineaarselt temperatuurist. Seejuures võib temperatuuritegur olla negatiivne või positiivne. Termistor on negatiivse temperatuuriteguriga ehk NTC (Negative Temperature Coefficient) pooljuhttermotakisti. Temperatuuri tõustes termistori takistus väheneb 2...8 % kraadi kohta. Näitena võib tuua automootori õlitemperatuuri anduri. Õli temperatuuri tõustes anduri takistus väheneb, voolutugevus ahelas kasvab ja mõõteriista osuti hälve suureneb. 35 Posistor on positiivse temperatuuriteguriga ehk PTC (Positive Temperature Coefficient) pooljuht- termotakisti. Tööpiirkonnas, näiteks 50...200 °C, temperatuuri tõustes posistori takistus kasvab 10..
ja mootori heitgaaside saastesisaldus peab vastama vähemalt EURO4 nõuetele. Tänu selle anduri informatsioonile, saab mootori arvuti täpsemalt juhtida heitgaasi tagastust ja mõningatel juhtudel ka silindritesse pihustatavat kütusekogust (kui tekib oht tahma tekkeks), sest õhukogus on täpsemini määratud. Peale selle on ka turbolaaduri töö arvuti pideva kontrolli all. · ÕHUKULUMÕÕTUR Kuumkilega õhukulumõõtur Õhukulumõõtur sisaldab kuumkile- elementi ja kahte termistori. Juhtplokk kuumutab kile-elemendi (õhuke nikli kile) ligikaudu 150...200 C-ni. Mööduv õhk jahutab seda ning siseneva õhu mass määratakse termistoride poolt mõõdetavate temperatuuride vahe järgi. Süsteem võib sisaldada ka NTC tüüpi temp. andurit, mille signaali ei vajata õhu massi määramiseks vaid mis saadetakse mööda CAN võrku teistele juhtplokkidele SIDURIPEDAALI ANDUR Siduripedaali anduri signaali on vaja tühikäigu pöörlemissageduse kiiremaks
ja mootori heitgaaside saastesisaldus peab vastama vähemalt EURO4 nõuetele. Tänu selle anduri informatsioonile, saab mootori arvuti täpsemalt juhtida heitgaasi tagastust ja mõningatel juhtudel ka silindritesse pihustatavat kütusekogust (kui tekib oht tahma tekkeks), sest õhukogus on täpsemini määratud. Peale selle on ka turbolaaduri töö arvuti pideva kontrolli all. · ÕHUKULUMÕÕTUR Kuumkilega õhukulumõõtur Õhukulumõõtur sisaldab kuumkile- elementi ja kahte termistori. Juhtplokk kuumutab kile-elemendi (õhuke nikli kile) ligikaudu 150...200 C-ni. Mööduv õhk jahutab seda ning siseneva õhu mass määratakse termistoride poolt mõõdetavate temperatuuride vahe järgi. Süsteem võib sisaldada ka NTC tüüpi temp. andurit, mille signaali ei vajata õhu massi määramiseks vaid mis saadetakse mööda CAN võrku teistele juhtplokkidele SIDURIPEDAALI ANDUR Siduripedaali anduri signaali on vaja tühikäigu pöörlemissageduse kiiremaks
takistit läbiva voolu (pinge voolu korrutis võimsusena) takisti temperatuuri. Põhiparameetrid Nimitakistus e. Rn. on termotakisti takistus vähima hajuvõimsuse korral. Posistoride nimitakistust ei normita vaid antakse takistuskordsus. (Rmax / Rmin) ja seda temperatuuri vahemikus _r on positiivne. Vähim hajuvõimsus Pmin. on võimsus millele vastav vool soojendab termistori sedavõrd vähe, et tema takistus ei muutu üle 1% ümbrustemperatuuril 20° c. Suurim hajuvõimsus Pmax. - on võimsus millele vastav vool kuumutab termotakisti kõrgeima lubatava temperatuurini t_max. Kuid termotakisti ise asub +20° c keskkonnas. Takistuse temperatuuritegur _r näitab termotakisiti takistuse suhtelist muutust temperatuurimuutuse 1K kohta.
R2 võimalust. 1) kas kasutada termotundlikke elemente või E 2) kasutada alalisvoolulist a tagasisidet. Temperatuuritundlike elementidena võib kasutada termistore. Termistor lülitatakse pingejaguri alumisse õlga (joon.1.23IF a). Temperatuuri 40º tõustes väheneb termistori takistus, +E väheneb baasi ja emitteri vaheline pinge ja tulemusena nihkub tööpunkt allapoole 20º U º R R 1 C F40º
Termistore kasutatakse temperatuuri mõõtmiseks ja elektrilülituste temperatuurisõltuvuse kompenseerimiseks. 2) Posistorid on positiivse takistuse temperatuuriteguriga pooljuhttermotakistid. Need muudavad väga vähe oma takistust temperatuurivahemikus 0 kuni 75 C, säilitades takistuse umbes 100 oomi. Positiivse takistuse temperatuuriteguriga termistoride kasutusvaldkonnaks on liigvoolude eest kaitsmine. Lubatud voolust väiksemate väärtuste puhul on termistori kuumenemine tühine ja takistus väike. Varistorid: Takistid, mille takistus väheneb pinge kasvades. Varistore kasutatakse vooluahelate kaitsmiseks liigpingete eest, mis tekivad näiteks induktiivse koormuse lülitamisel. Neid rakendatakse voolu ja pinge stabilisaatorites, automaatreguleerimisseadmetes. Varistore valmistatakse isegi kilovatiste võimsustega. Fototakistid: Fototakisti on pooljuhtseadis, mille takistus väheneb valguse toimel. Fototakistite takistus väheneb valgusvoo mõjul,
b) Posistorid - on positiivse takistuse temperatuuriteguriga pooljuhttermotakistid. Need muudavad väga vähe oma takistust temperatuurivahemikus 0 kuni 75 °C, säilitades takistuse umbes 100 oomi. Alates temperatuurist 80 °C kasvab posistori takistus kiiresti umbes 10 kilo-oomini 120 °C juures. Positiivse takistuse temperatuuriteguriga termistoride kasutusvaldkonnaks on liigvoolude eest kaitsmine. Lubatud voolust väiksemate väärtuste puhul on termistori kuumenemine tühine ja takistus väike. c) Varistorid - on takistid, mille takistus väheneb pinge kasvades. Varistore kasutatakse vooluahelate kaitsmiseks liigpingete eest, mis tekivad näiteks induktiivse koormuse lülitamisel. Neid rakendatakse voolu ja pinge stabilisaatorites, automaatreguleerimisseadmetes. Varistore valmistatakse isegi kilovatiste võimsustega. d) Fototakisti on pooljuhtseadis, mille takistus väheneb valguse toimel. Fototakistite
4. Andurid 4.1 Jahutusvedeliku temperatuuriandur Ehitus ja tööpõhimõte- Jahutusvedeliku temperatuuri mõõtmiseks kasutatakse termistore (takisteid, mille takistus sõltub oluliselt temperatuurist). Tavaliselt kasutatakse NTC (Negative Temperature Coefficient) termistore, mille takistus temperatuuri suurenedes väheneb. Termistore saab toitepinge tavaliselt läbi juhtplokis oleva lisatakisti. Termistori klemmipinge ongi temperatuuri signaaliks. Joonis 1. Jahutusvedeliku temperatuuriandur Diagnostika- Enesediagnoos kontrollib saadud signaali loogilisust. Temperatuuri mõõtepiirkonnaks on tavaliselt määratud -45..140 C (Signaalpinge vastavalt 4,8... 0,2 V). Juhul kui signaal on väljaspool määratud mõõtepiirkonda, loeb juhtplokk selle rikkeks. Rikkekoodid- P0115 Mootori jahutusvedeliku temperatuurianduri vooluahel See rikkekood rikke olemust täpselt ei määratle
Takistuse muutus on 3...10%/°C. Sõltuvalt valmista- miseks kautatud materjalidest võivad need olla kas negatiivse (NTC) või positiivse (PTC) takistuse temperatuuriteguriga. Termistoride takistussõltuvused on toodud joonisel 1.7. Joonis 1.7 ELEKTROONIKAKOMPONENDID lk.9 Termistore kasutatakse automaatikas väga mitmel otstarbel. Kasutust võib vaadelda kolme erineva kasutusviisina: 1) Termistori kasutatakse temperatuuriandurina, kusjuures ta soojeneb ainult ümbritseva keskkonna toimel (seda läbiv vool on väike). 2) Kasutatakse termistori soojenemist teda läbiva voolu toimel, kus teatud voolu väärtusest tekkib suhteliselt suur takistuse vähenemine (vt. termistori pinge-voolu tunnusjoon joon. 1.8.), mis on sobiv liigpinge kaitsmetes. 3) Kasutatakse termistori soojuslikku tasakaalu, kus ta soojeneb nii keskkonna kui ka läbiva voolu toimel
Sõltuvalt tunnusjoone iseloomust eristatakse negatiivse temperatuuriteguriga (ingl negative temperature coefficient NTC) (joonis 2.142) Põhilisteks materjalideks, millest valmistatakse NTC-termistormuundureid, on metallide oksiidid (MgTiO3, MgO, CuO, NiO, CoO), mis jahvatatakse pulbriks, segatakse sideainetega, vormitakse vajaliku kuju saamiseks, paigutatakse plaatinasulamitest elektroodide vahele ning kuumutatakse kuni 1300 °C. NTC-termistori takistuse määrab materjali elektrijuhtivus ja sellest valmistatud muunduri geomeetrilised mõõdud. 25. PTC-termistorid, nende tunnusjooned positiivse temperatuuriteguriga termistore (ingl 18 positive temperature coefficient PTC). 26. Termoahelate empiirilised seadused 1. Kui kahe liitekohaga termoahelas, mille temperatuurid on T1 ja T2, kasutatakse
Taolist lülitus kannab tagasiside ahelas kasutatav RC elementidest ahel, millele on iseloomulik et sõltuvalt elementide valikust leidub sagedus, millel paraleellülid võetava pinge faasi nihe on null. Kui anda see pinge mitteinverteerivasse sisendisse, siis on sellega tagatud ka positiivne tagasiside. Lülituses on ka teine tagasiside so. negatiivne ja mittelineaarne. Tema ülesandeks on võnkumiste amplituudi stabiliseerimine. Mittelineaarse elemendina kasutatakse selles ahelas termistori R4. Siin kasutatakse termistori soojenemist teda läbiva voolu toimel. Kui amplituud suureneb st. suureneb väljundpinge, siis suureneb tagasiisede ahela vool. Selle voolu toilmel termistor kuumeneb, tema takistus väheneb, ning tulemusena tugevneb negatiivne tagasiside. Negatiivse tagasiside tugevnemisel aga väljundpinge väheneb. Korraliku stabiliseerimise saamiseks tuleb tagasiside ahela vool hoolikalt valida eelkõige takisti R3 kaasabil. 2.2. LC Ahelad
Hooratta hammasvöö hammaste möödumine pooli südamikust põhjustab selles magnetvälja muutumise. Muutuv magnetväli tekitab poolis suunalt ja väärtuselt muutuva elektromotoorjõu. Hõrendusandur on ühendatud karburaatori segukanaliga või pritsemootoritel õhukanaliga pärast seguklappi. Selle anduri abil saab arvuti infot mootori koormatuse kohta. Hõrendusandur on kokku ehitatud signaalimuunduriga, mis muundab hõrenduse muutuse arvutile arusaadavaks. Temperatuuriandurina kasutatakse termistori, millel takistus temperatuuri tõustes muutub suurtes piirides. Muutuva temperatuuriga keskkonda paigutatud ja vooluringi ühendatud termistor põhjustab selles voolu muutusi. Muunduri abil tehakse voolumuutused mõistetavaks arvutile. Anduri abil jälgitakse ka küttesegu põlemist mootori silindris. Kütuse kokkuhoiu eesmärgil põletatakse silindrites võimalikult lahjat küttesegu. Lahja küttesegu tuleb süüdata normaalse koostisega segust varem. Liiga varane süütamine võib
temperatuuri muutumisel jääks tööpunkt paigale. Sisuliselt tähendab see, et temperatuuri tõustes on vaja baasivoolu vähendada, temperatuuri langedes aga suurendada. Selliseks kompensatsiooniks on 2 võimalust. 1) kas kasutada termotundlikke elemente või 2) kasutada alalisvoolulist tagasisidet. Temperatuuritundlike elementidena võib kasutada termistore. Termistor lülitatakse pingejaguri alumisse õlga (joon 4.19. a). Temperatuuri tõustes väheneb termistori takistus, väheneb baasi ja emitteri vaheline pinge ja tulemusena nihkub tööpunkt allapoole. Termistori asemel võib kasutada ka pärisuunas töötavaid dioode (joon.4.19 c). Dioodi kasutamine tööpunkti stabiliseerimiseks põhineb sellel, et dioodi pärisuuna pingelang sõltub temperatuurist (joon.4.19. b). Temperatuuri tõustes pingelang väheneb, temperatuuri langedes suureneb. Vastavalt sellele muutub ka baasi ja emitteri vaheline pinge ja baasi vool. +E E RE CE RB RC U IB
vaja baasivoolu vähendada, temperatuuri langedes aga suurendada. Selliseks kompensatsiooniks on 2 võimalust. 1) kas kasutada termotundlikke elemente või 2) kasutada alalisvoolulist tagasisidet. 41 Temperatuuritundlike elementidena võib kasutada termistore. Termistor lülitatakse pingejaguri alumisse õlga (joon 4.19. a). Temperatuuri tõustes väheneb termistori takistus, väheneb baasi ja emitteri vaheline pinge ja tulemusena nihkub tööpunkt allapoole. Termistori asemel võib kasutada ka pärisuunas töötavaid dioode (joon.4.19 c). Dioodi kasutamine tööpunkti stabiliseerimiseks põhineb sellel, et dioodi pärisuuna pingelang sõltub temperatuurist (joon.4.19. b). Temperatuuri tõustes pingelang väheneb, temperatuuri langedes suureneb. Vastavalt sellele muutub ka baasi ja emitteri vaheline pinge ja baasi vool.
See on teostatud takistitega R3, R4, ja ta toimib inverteerivas sisendis. Selle tagasiside ahela alumises õlas on termistor mille takistus sõltub temperatuurist. See tagasiside toimib võnkumiste amplituudi stabiliseerivana. Kui mingil põhjusel suureneb väljundpinge siis suureneb ka vool ahelas R3, R4. Selle voolu toimel termistor soojeneb ja tema takistus suureneb (siin kasutatakse positiivse temp. teguriga termistori ehk posistori). Kui suureneb R4 takistus, siis suureneb inverteerivasse sisendisse antav tagasiside pinge, st. tugevneb negatiivne tagasisid ja kui negatiivne tagasiside tugevneb siis väheneb võimendi võimendustegur vähendades väljundpinget endisele tasemele. R=R1=R2; C=C1=C2 LC generaatorid LC genekad kujutavad endast võimendus astet, mille koormusahelas(kollektorahel) on kollektortakistuse asemel võnkering ja milles on teostatud positiivne tagasiside. Vaadeldaval
mis läbib koordinaatide algpunkti (origo). Võrdluseks on joonisel metallniidiga hõõglambi tunnusjoon (b), mis kaldub alla, ja süsiniidiga hõõglambi tunnusjoon (c), mis kaldub üles. Termotakisti Termotakisti takistus sõltub oluliselt ning mittelineaarselt temperatuurist. Seejuures võib temperatuuritegur olla negatiivne või positiivne. Termistor on negatiivse temperatuuriteguriga ehk NTC (Negative Temperature Coefficient) pooljuhttermotakisti. Temperatuuri tõustes termistori takistus väheneb 2...8 % kraadi kohta. Näitena võib tuua automootori õlitemperatuuri anduri. Õli temperatuuri tõustes anduri takistus väheneb, voolutugevus ahelas kasvab ja mõõteriista osuti hälve suureneb. 35 Posistor on positiivse temperatuuriteguriga ehk PTC (Positive Temperature Coefficient) pooljuht- termotakisti. Tööpiirkonnas, näiteks 50...200 °C, temperatuuri tõustes posistori takistus kasvab 10..
Samuti ei reageeri nad lühiajalisele ülekoormusele tänu bimetallplaadi soojuslikule inertsile. Raskendatud on ka vahe- ajalises talitluses töötava mootori ülekoormuskaitse. Hoopiski paremaid tulemusi annab termistormootorikaitsereleede kasutamine. Selliste kaitseaparaatide soojustundlikeks elementideks on termistorid, millised kinnitatakse mootri mähiste külge ja mõõdavad seega vahetult nende temperatuuri. Kolmefaasilise vahelduvvoolumootori korral kasutatakse seega kolme termistori, mis ühendatakse omavahel jadamisi pooljuhtvõimendi sisendisse. Võimendi väljundisse on lülitatud täiturrelee KA, mis oma kontaktide abil juhib kontaktori KM mähise ahelat. Tänu termistoride väikesele massile on nende soojuslik inerts väga väikene ja seega kaitse kiiretoimeline. Termistormootorikaitserelee põhimõtteskeemi on kujutatud joonisel 1.21. Joonis 1.21
annaabi.ee 
