導体の抵抗は一般に温度に依存します。金属の抵抗は熱とともに増加します。物理学の観点から、これは、結晶格子の要素の熱振動の振幅の増加と、方向付けられた電子の流れの動きに対する抵抗の増加によって説明されます。電解質と半導体の抵抗は、加熱されると低下します。これは、他のプロセスによって説明されます。
サーミスタのしくみ
多くの場合、抵抗の温度依存性の現象は有害です。そのため、冷えた状態の白熱灯のフィラメントの抵抗が低いと、スイッチを入れた瞬間にバーンアウトが発生します。加熱または冷却中に固定抵抗器の抵抗値を変更すると、回路のパラメータが変更されます。
開発者はこの現象に苦しんでおり、抵抗器はTCR（抵抗の温度係数）を下げて製造されています。そのようなアイテムは通常より高価です。しかし、抵抗の温度依存性が顕著で正規化されている電子部品があります。これらの要素は、サーミスタ（熱抵抗）またはサーミスタと呼ばれます。
サーミスタの種類とデバイス
サーミスタは、温度変化への応答に応じて2つの大きなグループに分けることができます。
- 加熱したときに抵抗が低下する場合、そのようなサーミスタはと呼ばれます NTCサーミスタ （負の抵抗温度係数を使用）;
- 加熱中に抵抗が増加する場合、サーミスタは正のTCR（PTC特性）を持ちます-このような要素は、 posistors.
サーミスタのタイプは、サーミスタを構成する材料の特性によって決まります。加熱されると、金属は抵抗を増加させます。したがって、金属はそれらに基づいて（より正確には、金属酸化物に基づいて）、正のTCRを持つ熱抵抗が生成されます。半導体は逆の関係にあるので、NTC要素はそれらから作られています。負のTCRを持つ熱依存要素は、理論的には電解質に基づいて作成できますが、このオプションは実際には非常に不便です。彼のニッチは実験室研究です。
サーミスタの設計は異なる場合があります。それらはシリンダー、ビーズ、ワッシャーなどの形で製造されます。 2つの出力（ 従来の抵抗器）。職場での設置に最も便利なフォームを選択できます。
主な特徴
サーミスタの最も重要な特性は、その温度抵抗係数（TCR）です。これは、1ケルビンで加熱または冷却したときに抵抗がどの程度変化するかを示しています。
ケルビンで表される温度の変化は摂氏の変化に等しいですが、ケルビンは依然として熱抵抗の特性で使用されます。これは、計算でSteinhart-Hart方程式が広く使用されているためであり、K単位の温度が含まれています。
TCRは、NTCサーミスタでは負であり、PTCサーミスタでは正です。
もう1つの重要な特性は、公称抵抗です。これは25℃での抵抗値です。これらのパラメータがわかれば、特定の回路に対する熱抵抗の適用可能性を簡単に判断できます。
また、サーミスタを使用する場合は、定格や最大動作電圧などの特性が重要です。最初のパラメータは、エレメントが長時間動作できる電圧を決定し、2番目のパラメータは、それを超えると熱抵抗の性能が保証されない電圧を決定します。
ポジスタの場合、重要なパラメータは基準温度です。これは、抵抗の加熱依存性のグラフ上のポイントであり、特性が変化します。それはPTC抵抗の作業領域を定義します。
サーミスタを選択するときは、その温度範囲に注意する必要があります。メーカーが指定したエリア外では、その特性は標準化されていません（これにより、機器の操作にエラーが発生する可能性があります）またはサーミスタは一般的に動作しません。
条件付きグラフィック指定
図では、サーミスタのUGOがわずかに異なる場合がありますが、熱抵抗の主な符号は記号tです。 抵抗器を表す長方形の横。この記号がないと、抵抗が何に依存するかを判断することはできません。たとえば、同様のUGOには次のようなものがあります。 バリスタ （抵抗は印加電圧によって決まります）およびその他の要素。
サーミスタのカテゴリを決定するUGOに追加の指定が適用される場合があります。
- NTC TCSが負の要素の場合。
- PTC ポジスター用。
この特性は、矢印で示される場合があります。
- PTCの単方向。
- NTCの多方向。
文字の指定は異なる場合があります-R、RK、THなど。
サーミスタの性能をチェックする方法
サーミスタの最初のチェックは、従来のマルチメータで公称抵抗を測定することです。 + 25°Cとあまり変わらない室温で測定を行う場合、測定された抵抗は、ケースまたはドキュメントに示されている抵抗と大きく異なることはありません。
周囲温度が指定値より高いまたは低い場合は、わずかな修正を行う必要があります。
サーミスタの温度特性を取得して、ドキュメントで指定されているものと比較したり、原因不明の要素について復元したりすることができます。
測定器なしで十分な精度で作成するために利用できる3つの温度があります：
- 溶ける氷（冷蔵庫に入れることができます）-約0°C;
- 人体-約36°C;
- 沸騰したお湯-約100°C。
これらの点から、抵抗の温度依存性を概算できますが、ポジスタの場合、これは機能しない可能性があります。TKSのグラフでは、Rが温度によって決定されない領域（基準温度未満）があります。温度計がある場合は、サーミスタを水中に下げて加熱することにより、いくつかのポイントで特性を取得できます。 15〜20度ごとに、抵抗を測定し、その値をグラフにプロットする必要があります。水の代わりに100度を超えるパラメーターを取得する必要がある場合は、オイルを使用できます（たとえば、自動車-モーターまたはトランスミッション）。
この図は、抵抗の温度に対する典型的な依存性を示しています。PTCの実線、NTCの破線です。
該当する場合
サーミスタの最も明白な使用法は次のとおりです。 温度センサー。 NTCサーミスタとPTCサーミスタの両方がこの目的に適しています。作業領域に応じて要素を選択し、測定装置のサーミスタの特性を考慮するだけで済みます。
サーマルリレーを構築できます。抵抗（より正確には、抵抗の両端の電圧降下）が特定の値と比較され、しきい値を超えると、出力が切り替わります。このような装置は、熱制御装置または火災検知器として使用することができます。温度計の作成は、サーミスタが外部ソースから加熱される場合の間接加熱の現象に基づいています。
熱抵抗を使用する分野でも、直接加熱が使用されます。サーミスタは、サーミスタを通過する電流によって加熱されます。 NTC抵抗をこのように使用すると、電流を制限できます。たとえば、電源を入れたときに大きなコンデンサを充電する場合や、電気モーターの始動電流を制限する場合などです。低温状態では、熱に依存する要素の抵抗が大きくなります。コンデンサが部分的に充電されると（またはモーターが定格速度に達すると）、サーミスタは流れる電流で加熱する時間があり、抵抗が低下し、回路の動作に影響を与えなくなります。
同様に、サーミスタを直列に接続することで、白熱灯の寿命を延ばすことができます。それは最も困難な瞬間、つまり電圧がオンになったときに電流を制限します（この時点でほとんどのランプが故障します）。ウォーミングアップ後、ランプへの影響はなくなります。
逆に、正の特性を持つサーミスタは、動作中に電気モーターを保護するために使用されます。モーターの停止や過剰なシャフト負荷によって巻線回路の電流が増加すると、PTC抵抗が加熱され、この電流が制限されます。
NTCサーミスタは、他のコンポーネントの熱補償器としても使用できます。したがって、NTCサーミスタがトランジスタモードを設定し、正のTKSを持つ抵抗と並列に取り付けられている場合、温度変化は各要素に逆の影響を及ぼします。その結果、温度の影響が補償され、トランジスタの動作点がシフトしません。
間接加熱を備えたサーミスタと呼ばれる複合デバイスがあります。温度依存要素とヒーターは、そのような要素の1つのハウジングに配置されています。それらの間には熱接触がありますが、それらは電気的に絶縁されています。ヒーターを流れる電流を変化させることにより、抵抗を制御することができます。
特性の異なるサーミスタは、エンジニアリングで広く使用されています。標準的なアプリケーションに加えて、それらの作業範囲を拡大することができます。すべては、開発者の想像力と資格によってのみ制限されます。
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