TERMISTORES Características y aplicaciones. DEFINICI ó N El termistor es un tipo de transductor...
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TERMISTORESTERMISTORES
Características y aplicaciones
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DEFINICIóN
• El termistor es un tipo de transductor pasivo, sensible a la temperatura y que experimenta un gran cambio en la resistencia eléctrica cuando está sujeto a pequeños cambios de temperatura.
• El término termistor proviene del inglés THERMally sensitive resISTOR, es decir, resistencia sensible térmicamente.
• Aunque el termistor no sea tan conocido como otros dispositivos semiconductores, tiene múltiples aplicaciones en campos tan diversos como instrumentación,astronaútica,automóviles,medicina...
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CONCEPTOS PREVIOS
• La corriente que circula por cualquier conductor está afectada en algún modo por la temperatura.
• Para una misma tensión y el mismo material, la intensidad que hay en el conductor varía en función de la temperatura.
• Rt2 = Rt1 [ 1 + ( t 2 - t1 ) ]
– Donde: t 2 : Valor superior de la temperatura en ºC t 1 : Valor inferior de la temperatura en ºC
: Coeficiente de temperatura del material
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TIPOS DE TERMISTORES
• PTC : Coeficiente de temperatura positivo. Sufren un cambio de resistencia brusco al alcanzar cierta temperatura (unos 100ºC) pasando de valores de centenares de ohm. a decenas de Megaohm.
• NTC: Coeficiente de temperatura negativo. Altamente sensibles a cambios de temperatura (valores de alfa entre -2%/K y -6%/K). Dentro de este grupo se encuentra la mayoría de termistores.
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TIPOS DE TERMISTORES
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CARACTERÍSTICAS BÁSICAS
• Rango de temperaturas y valores de resistenciaSe emplean fundamentalmente entre los -50ºC y los 150ºC no obstante las unidades encapsuladas pueden alcanzar los 300ºC. En la mayoría de aplicaciones el valor de resistencia a 25ºC está entre 100ohm. Y 100kohm. Aunque se pueden producir con resistencias tan bajas como 10ohm. o tan altas como 40Mohm.
• Tamaño reducidoLas reducidas dimensiones de los termistores hacen que la respuesta a los cambios de temperatura sean muy rápidas.
• Sensibilidad a los cambios de temperaturaLos termistores tienen mayor sensibilidad a los cambios de temperatura que otros transductores.
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CARACTERÍSTICAS BÁSICAS
• Autocalentamiento La temperatura de un termistor puede variar bien por cambios de la temperatura ambiente en que se encuentra el dispositivo, o por el autocalentamiento que se produce cuando se hace pasar una corriente eléctrica a través de él. El autocaldeo puede ser indeseable en algunas aplicaciones, otras en cambio, basan su funcionamiento en este efecto.
• Intercambiabilidad Tolerancia con la que es producido un termistor. Gracias a esta cualidad es posible reemplazar en un sistema un termistor por otro sin necesidad de volver a calibrar el aparato de medida.
• Sensibilidad a la temperatura de forma remota La medición de temperatura se puede efectuar desde
un punto distante
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ESPECIFICACIONES ELÉCTRICAS
Resistencia / Temperatura
• La relación R/T del termistor no es en absoluto lineal y existen varias aproximaciones que dependen del parámetros del proceso:
Steinhart-Hart : 1/T = a +b +(lnR) + c(lnR) 3
RT = RN e B. (1/T – 1/TN)
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ESPECIFICACIONES ELÉCTRICAS
Resistencia / Temperatura
Resistencia vs. Temperatura
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
3000000
3500000
4000000
-80 -63 -46 -29 -12 5 22 39 56 73 90 107 124 141
Temperatura (ºC)
Res
iste
nci
a (O
hm
.)
44004/44003
44006/44031
Resistencia vs. Temperatura
1
10
100
1000
10000
100000
1000000
10000000
-80 -59 -38 -17 4 25 46 67 88 109 130
Temperatura (ºC)
Res
iste
nci
a (O
hm
.)
44004/44003
44006/44031
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ESPECIFICACIONES ELÉCTRICAS Tensión / Corriente
• Describe la variación de la corriente del termistor en función de la tensión aplicada. Podemos diferenciar tres secciones:
1) Zona óhmica. dV/dI = R2) Incremento no lineal. 3) Zona de pendiente
negativa.
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CONFIGURACIONES
• Los termistores se presentan en múltiples configuraciones, las más empleadas son los de perla, disco y chip.
• Los termistores tipo perla debido a su pequeño tamaño permiten una respuesta rápida ante los cambios de temperatura.
• Los termistores de disco y chip tienen una respuesta de disipación mayor.
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APLICACIONES Medición de temperatura
• Por su pequeño tamaño, alta sensibilidad, rapidez y robustez, los termistores son muy utilizados en la medición de temperatura.
• Sin embargo trabajan en un rango de temperatura limitado ( -40ºC a 300ºC) y hay que controlar que la corriente que circula por el termistor no sea suficiente para producir un excesivo autocalentamiento.
Puente de Wheatstone
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APLICACIONES Anemómetro
Circuito que permite medir la velocidad del viento
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APLICACIONES Medidor de caudal
Circuito que permite medir el flujo de gas o líquido
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APLICACIONES Manómetro de vacío
Circuito que permite medir el grado de vacío en un recinto
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APLICACIONES Circuito de retardo de tiempo
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APLICACIONES Control/alarma de llama piloto