Как термисторы, так и резистивные термометры являются типами резисторов, значения сопротивления которых предсказуемо изменяются с изменением температуры. Большинство термометров сопротивления состоят из элемента, изготовленного из чистого металла (чаще всего используется платина) и защищенного внутри зонда или оболочки, либо встроенного в керамическую подложку.
Термисторы изготавливаются из композитных материалов, обычно оксидов металлов, таких как марганец, никель или медь, вместе со связующими веществами и стабилизаторами.
В последние годы термисторы становятся все более популярными благодаря усовершенствованиям измерительных приборов и контроллеров. Современные измерительные приборы достаточно гибки, чтобы позволить пользователям настраивать широкий спектр термисторов и легко заменять зонды.
Однако, в отличие от термопреобразователей сопротивления, которые предлагают установленные стандарты, кривые термисторов варьируются в зависимости от производителя. Электронная система термистора должна соответствовать кривой датчика.
В то время как в термосопротивлении наблюдается положительная корреляция между сопротивлением и температурой (с повышением температуры сопротивление также возрастает), в термисторах с отрицательным температурным коэффициентом (ОТК) наблюдается обратная зависимость (сопротивление уменьшается с ростом температуры). Зависимость между температурой и сопротивлением является линейной для термометров сопротивления, но для термисторов ОТК она является экспоненциальной и может быть представлена в виде кривой.
Как датчики термосопротивления, так и термисторы ОТК требуют источника тока или возбуждения, и оба подходят для использования в приложениях, требующих:
Диапазон: В отличие от термосопротивления, термисторы могут контролировать только меньший диапазон температур. В то время как некоторые ТСД могут достигать 600°C, термисторы могут измерять температуру только до 130°C. Если ваше приложение предполагает температуры выше 130°C, ваш единственный вариант — это зонд ТСД.
Стоимость: Термисторы довольно недороги по сравнению с термометром сопротивления. Если температура вашего приложения соответствует доступному диапазону, термисторы, вероятно, являются лучшим вариантом.
Однако термисторы с расширенным температурным диапазоном и/или функциями взаимозаменяемости часто дороже, чем термометр сопротивления.
Чувствительность: Как термисторы, так и термопреобразователи сопротивления реагируют на изменения температуры предсказуемыми изменениями сопротивления. Однако термисторы изменяют сопротивление на десятки Ом на градус, по сравнению с меньшим количеством Ом для датчиков термосопротивления. С помощью соответствующего измерительного прибора пользователь может, следовательно, получить более точные показания.
Время отклика термисторов также превосходит термосопротивление, обнаруживая изменения температуры гораздо быстрее. Чувствительный элемент термистора может быть размером с булавочную головку, обеспечивая более быструю обратную связь.
Точность: Хотя лучшие термопреобразователи имеют точность, аналогичную термисторам, они добавляют сопротивление в систему. Использование длинных кабелей может изменить показания за пределы допустимых уровней погрешности.
Чем больше термистор, тем выше значение сопротивления датчика. Если вы имеете дело с большими расстояниями и нет возможности добавить преобразователь, термистор является лучшим решением.
Тип датчика | Термистор | Термометр сопротивления (RTD) |
Диапазон температур (типичный) | от -100 до 325 °C | от -200 до 650 °C |
Точность (типичная) | от 0,05 до 1,5 °C | от 0,1 до 1 °C |
Долговременная стабильность при 100 °C | 0,2 °C/год | 0,05 °C/год |
Линейность | Экспоненциальная | Достаточно линейная |
Требуемая мощность | Постоянное напряжение или ток | Постоянное напряжение или ток |
Время отклика | Быстрое, от 0,12 до 10 с | Обычно медленное, от 1 до 50 с |
Восприимчивость к электрическим шумам | Редко восприимчив, только высокое сопротивление | Редко восприимчив |
Стоимость | Низкая/средняя | Высокая |
Основное различие между термисторами и термопреобразователями сопротивления заключается в температурном диапазоне. Если ваше приложение предполагает температуры выше 130°C, ТСД — ваш единственный вариант.
Ниже этой температуры термисторы часто предпочтительнее, когда важна точность. Термосопротивление, с другой стороны, выбирают, когда важен допуск (т.е. сопротивление). Короче говоря: термисторы лучше для прецизионных измерений, а термометр сопротивления — для температурной компенсации.