3.3. Погрешности потенциометрических преобразователей.

1. Абсолютная погрешность.

(5.12)

Рис. 5.5. Зависимость абсолютной погрешности от положения ползунка потенциометрического преобразователя при различных значениях коэффициента нагрузки.

2. Относительная погрешность.

С учетом вышеприведенных выражений получим

(5.13)

Рис. 5.6. Зависимость относительной погрешности от положения ползунка потенциометрического преобразователя при различных значениях коэффициента нагрузки.

3. Приведенная погрешность.

с учетом того, что U_max=U₀ получим следующее выражение.

(5.14)

Рис. 5.7. Зависимость приведенной погрешности от положения ползунка потенциометрического преобразователя.

Из анализа работы потенциометрических преобразователей следует, что если требуются строго линейные характеристики, сопротивление нагрузки R_н выбирается в десятки раз больше, чем сопротивление потенциометрического преобразователя.

Приведенные выше потенциометрические преобразователи являются нереверсивными, так как при любом положении ползунка знак выходного напряжения или его фаза не меняются.

Различные варианты двухтактных (реверсивных) схем включения потенциометров представлены на рис. 5.8.

Возможность уравновешивания схемы с помощью ползунка делает ненужным применение постоянных сопротивлений в дифференциальной схеме (рис. 5.8, а) и мостовой схеме с двумя потенциометрами (рис. 5.8, б). Возможность осуществления второго (постоянного) контакта с витками потенциометра приводит к предельно простой реверсивной схеме (рис. 5.8, в).

Заметим, что в варианте с двумя потенциометрами лучшие результаты дает схема, изображенная на рис. 5.8, г с двумя дополнительными соединенными между собой постоянными контактами.

Рис. 5.8. Реверсивные схемы включения потенциометров и их передаточные характеристики: а, д – дифференциальная; б, е – мостовая с двумя потенциометрами; в, ж – простейшая; г, з – мостовая с двумя потенциометрами со средней точкой.

Это объясняется тем, что при нулевом положении ползунка выходные сопротивления этих схем равны нулю и поэтому для малых отклонений ползунка они дают линейную статическую характеристику, мало зависящую от величины нагрузки. По той же причине эти схемы дают и более высокий КПД.

Основным недостатком потенциометрических датчиков является наличие скользящего контакта, снижающего надежность работы. Достоинство потенциометров заключаются в конструктивной простоте, небольших габаритах и весе, а так же в возможности питания как постоянным, так и переменным током.

4. Расчет потенциометрических датчиков.

При расчете потенциометрических датчиков применительно к условиям их работы в системах автоматического регулирования обычно требуется определить статическую характеристику и температуру обмотки.

Найдём уравнение статической характеристики U_вых=f(x_вх) для схемы, приведенной на рис. 5.8, в, полагая, что потенциометр является линейным, т.е. все его витки имеют одинаковую длину.

Составим эквивалентную схему (рис. 5.9) и определим общее сопротивление цепи r_э относительно входных зажимов, обозначив полное сопротивление самого потенциометра r₀ :

Отсюда общий ток цепи

(5.15)

а выходное напряжение в предположении, что источник, питающий цепь, обладает нулевым внутренним сопротивлением,

(5.16)

Зависимость U_вых=f(X_вх) изображена на рис. 5.10 (кривая 2).

При Х_вх=Х_{вх max}=

(5.17)

Представив выражение (5.17) в виде

заметим, что при соблюдении условия R_н>>r₀ второй член знаменателя будет значительно меньше первого и им можно пренебречь. В этом случае выражение (5.16) приводится к виду:

(5.18)

и зависимость U^I_вых=f(X_вх) есть прямая, проведенная из начала координат под углом (кривая 1). Практически выражение (5.18) дает достаточно точные результаты уже при соотношении R_н>(8…10)r₀

В некоторых случаях, когда вероятные отклонения ползунка в процессе работы системы автоматического регулирования достаточно велики, большую точность может дать линеаризация статистической характеристики методом секущей. Секущая 3 проводится из начала координат в точку А^I с координатами (Х_{вх max} U^I_{вых max}), соответствующую наиболее вероятному максимальному отклонению ползунка. В этом случае

Рис 5.9. Эквивалентная схема потенциометра, включенного по схеме изображенной на рис. 5.8, в.

Рис. 5.10. Статистические характеристики линейного потенциометра включенного по схеме, показанной на рис. 5.8, в.

1 – нагруженный потенциометр; 2 – потенциометр с нагрузкой;

3 – линеаризованная характеристика нагруженного потенциометра.

где (5.19)

Предполагая, что ток нагрузки достаточно мал, а температурный коэффициент сопротивления провода незначителен, перегрев обмотки можно найти из уравнения теплового баланса

(5.20)

где S – площадь поверхности резистора;

- коэффициент теплоотдачи;

- перегрев обмотки;

r₀ – сопротивление обмотки;

в – коэффициент рассеяния.

При выборе допустимой температуры обмотки потенциометра этот вопрос необходимо рассмотреть с двух точек зрения: работы скользящего контакта и возникающих в обмотке механических напряжений.

Желательно, чтобы температура контактных поверхностей не превышала 200⁰ С, так как при более высоких температурах для многих материалов начинается интенсивное окисление.

Надежное контактирование можно обеспечить только в результате правильного выбора натяжения проволоки в процессе намотки. Для этого, помимо конструктивных данных потенциометра, необходимо знать минимально и максимально возможную температуру его обмотки и каркаса.

Для определения конструктивных размеров потенциометра рекомендуется следующая последовательность расчета, которая будет дана для тороидальной конструкции каркаса (см. рис. 5.11), включенного по схеме, приведенной на рис. 5.8, в.

Будем полагать, что заданы:

максимальная величина входного перемещения в одну сторону α_вх.max (рад), чувствительность К; допустимый входной момент М_вх; величина сопротивления нагрузки R_н.

Рис. 5.11. Устройство потенциометра с тороидальным каркасом.

1 – каркас; 2 – обмотки; 3 – ползунок

Предположим, что условие R_н>>r₀ может быть выдержано. Требуемая величина питающего напряжения определяется из выражения:

или с учетом запаса по перемещению (порядка 1,3…1,8)

U=3Kα_{вх max} (5.21)

Далее, задавшись материалом обмотки и контактирующей части ползунка, из соотношения

M_вх=RF_n=RFμ (5.22)

можно выбрать радиус потенциометра R и величину контактного давления F.

Здесь μ – коэффициент трения контактирующих поверхностей; F_n – усилие требуемое для перемещения ползунка.

Выбор радиуса потенциометра определяет и длину дуги каркаса (см. рис.5. 10).

(5.23)

Если далее задаться допустимым перегревом обмотки , то высота каркаса h и его толщина b определяются выбором диаметра провода обмотки d.

Действительно, учитывая, что в первом приближении

S=2(h+b) ,

а так же что

(5.24)

где - удельное сопротивление;

q – площадь поперечного сечения провода

На основании выражения (20) будем иметь.

Отсюда

(5.25)

Уменьшение диаметра проволоки желательно как с точки зрения уменьшения размеров потенциометра, таки с точки зрения уменьшения ступенчатости статической характеристики (для снижения шумов в системе автоматического регулирования). Однако при этом необходимо ориентироваться на механическую прочность проволоки и, в частности, проверить возникающие в ней напряжения температурного характера.

Метод сопротивления обладает большой чувствительностью, возможностью работы без усиления и отсутствием реакции электрической части на механическую.

К недостаткам метода следует отнести непостоянство контакта между движком и резистором, низкую собственную частоту подвижных частей датчика; кроме того, для перемещения контакта по резистору необходима сравнительно большая сила.

УГОЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ.

Разновидностью метода является метод угольного сопротивления, основанный на изменении электрического контакта между частицами угля под действием механических сил. Преобразователь выполняется в виде столбика из угольных или графитовых шайб (рис. 2.3). Если к такому столбику приложить осевые усилия, то он будет деформироваться, вследствие чего площадь отдельных контактов между частицами угла изменится, это и вызовет изменение электрического сопротивления столбика. Иногда для увеличения деформации преобразователя между шайбами вставляют пружинящие пластинки (рис. 2.4). Зависимость между деформацией и электрическим сопротивлением угольного столбика нелинейна. Следует заметить, что некоторые схемы включения угольных преобразователей позволяют в значительной степени избавиться от нелинейности. Угольным преобразователям свойственна неоднозначная связь между деформацией и сопротивлением, характеризуемая петлей гистерезиса, а также зависимость сопротивления от температуры и влажности.

Угольные преобразователи находят применение в измерительных устройствах некоторых типов регуляторов напряжения и скорости вращения, а также в приборах для измерения вибраций и переменных давлений.

ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ.

За последние годы большое значение приобрел метод измерения неэлектрических величин, основанный на изменении электрического сопротивления резистора, испытывающего деформацию. Весьма тонкий металлический проводник под действием растягивающих или сжимающих сил изменяет свое электрическое сопротивление.

При деформации оно изменяется не только вследствие изменения размеров (длины и площади поперечного сечения ), но также и вследствие изменения структуры материала .

Сопротивление R резистора определяется по формуле

(2.3)

где — удельное сопротивление материала.

Относительное изменение сопротивления , с одной стороны, пропорционально относительной деформации , т. е.

(2.4)

где — коэффициент электромеханической связи резистора, а с другой, выражается через параметры резистора в виде проводника

(2.5)

На основании выражений (2.4) и (2.5) можно написать

(2.6)

Учитывая, что , ,

где — коэффициент Пуассона, получим

(2.7)

Экспериментальные исследования показывают, что относительное изменение удельного сопротивления пропорционально относительной деформации, т. е.

(2.8)

где — коэффициент пропорциональности, различный для разных материалов.

Следовательно:

(2.9)

Отсюда следует, что коэффициент связи , характеризующий чувствительность проволочного преобразователя, зависит от материальных констант и и для данного материала остается постоянным.

Значение коэффициента Пуассона для разных материалов . Приняв , получим . Экспериментами установлено, что значения коэффициента колеблются в пределах . Следовательно, чувствительность проволочного преобразователя изменяется от 2 до 3,5. При относительной деформации в 1% изменение сопротивления составляет 2—3,5%.

На величину удельного сопротивления существенное влияние оказывает характер обработки проволоки и температура окружающей среды. Величина для некоторых сплавов, как, например, константана, достаточно постоянна независимо от обработки и температуры. Такие сплавы имеют широкое применение в измерительной технике. Они используются для изготовления проволочных преобразователей, получивших название тензодатчиков.

Метод проволочного сопротивления находит применение при измерении деформации упругих тел, а также при измерении таких неэлектрических величин, которые можно преобразовать в деформацию. Проволочные преобразователи выполняются в виде решетки из тонкой проволоки диаметром порядка 20—30мк, приклеиваемой к бумажной полоске или органической пленке (рис.2.5).

Бумажную полоску наклеивают на ту деталь, деформацию которой необходимо измерить. Сопротивление датчика обычно составляет 100—200Oм при размерах решетки 8X10 мм.

Преимуществами проволочных преобразователей являются малые габариты и вес, возможность измерения деформации в труднодоступных местах и возможность измерения быстроизменяющихся величин.

К недостаткам метода следует отнести малую чувствительность, обычно вызывающую необходимость усиления, и необходимость в индивидуальной градуировке в связи с различием в параметрах датчиков.

Повышение чувствительности тензодатчиков достигается заменой проволоки тонкой фольгой ( ) и изготовлением решетки из полупроводников ( ).

Большое распространение получили методы измерения неэлектрических величин, основанные на зависимости электрического сопротивления R резистора от его температуры . т.е.

Температура резистора , а, следовательно, и его сопротивление R зависят от многих физических и геометрических факторов: плотности протекающего по проводнику тока; температуры окружающей среды и арматуры; геометрических размеров резистора и формы его поверхности; геометрических размеров и формы арматуры, к которой крепится резистор; скорости, плотности и состава среды.

ТЕРМОСОПРОТИВЛЕНИЯ.

Преобразователи неэлектрических величин в электрические, электрическое сопротивление которых зависит от температуры, называются термосопротивлениями.

Зависимость сопротивления R резистора от различных физических параметров газовой среды может быть использовано для измерения температуры, скорости, плотности и концентрации (состава). При создании приборов для измерения этих величин чувствительные элементы конструируют так, чтобы их температура определялась в основном измеряемым параметром. Например, в термометрах сопротивления температура чувствительного элемента должна определяться температурой окружающей среды, тогда как другие факторы не должны оказывать на него заметного влияния. В приборах для измерения скорости температура чувствительного элемента не должна зависеть от других факторов, кроме измеряемой скорости.

Чувствительные элементы, в качестве которых применяют термосопротивления, можно разделить на две группы.

К первой группе относятся чувствительные элементы, в которых термосопротивления нагружены током малой плотности, и температура которых определяется в основном температурой окружающей среды. Эти элементы используются в термометрах.

Ко второй группе относятся приборы с сильно нагруженными током термосопротивлениями; температура термосопротивлений от нагрева собственным током обычно находится в пределах 100—400°С. Подобные термосопротивления непосредственно омываются испытуемой средой и обычно применяются в приборах для измерения скорости, расхода, плотности, концентрации и других параметров.

В качестве примера рассмотрим работу полупроводниковых терморезисторов(ПТР).

ПТР - это объемные полупроводниковые резисторы с большим отрицательным температурным коэффициентом сопротивления.

Материалом ПТР служат окислы и смеси окислов различных металлов. Так, терморезисторы МMT и СТ2 изготавливаются из медно-марганцевых, KMT и CTI - из кобальто-марганцевых, а СТЗ - из медно-кобальто-марганцевых оксидных полупроводников.

Основные параметры и характеристики ПТР.

Температурная характеристика – зависимость сопротивления ПТР от температуры; в рабочем диапазоне температур эта зависимость определяется соотношением:

R_T=A∙e^В/Т, (1.1)

где R_T – сопротивление ПТР при температуре Т К;

А и В – коэффициенты, постоянные для данного экземпляра ПТР (А – величина, зависящая от материала и геометрических размеров ПТР; В – постоянная, характеризующая физические свойства материала, его температурную чувствительность).

Чтобы задать температурную характеристику, достаточно знать координаты двух ее точек (R₀ , T₀ ) и (R₁, Т₁ ).

Тогда из выражения (1.1), записанного для двух значений температур, имеем:

(1.2)

Пользуясь формулой (1.2), можно рассчитать величину сопротивления ПТР при любой температуре, если известны значения постоянной В и сопротивления ПТР при температуре Т₀. Логарифмируя выражение (1.2), получим значение постоянной В:

(1.3)

Статическая вольт-амперная характеристика (ВАХ) - это зависимость между протекающим через резистор током и падением напряжения на нём при установившемся режиме нагрева (рис.1.1). ВАХ терморезистора не линейна, что обусловлено разогревом рабочего тела протекающим по нему током. Уравнение ВАХ может быть представлено в параметрическом виде (параметром является Т), для чего составим уравнение теплового баланса:

Рис.1.1 Пример вольт-амперной характеристики.

(1.4)

откуда

(1.5)

(1.6)

где b – коэффициент рассеяния, учитывающий все виды распространения тепла от рабочего тела (теплопроводность, конвекцию, излучение).

Считая, что b = const, продифференцируем уравнение (1.6) по Т. Приравнивая к нулю первую производную, получим:

(1.7)

Температура резистора в точке максимума вольтамперной характеристики равна:

(1.8)

Температура, а следовательно и сопротивление в точке максимума ВАХ зависят от температуры окружающей среды и не зависит от коэффициента рассеяния. Из выражений (1.5) и (1.6) следует, что ВАХ зависят от температуры среды Т₀ и коэффициента рассеяния b. (рис. 1.2, 1.3).

рис.1.2. ВАХ терморезистора при различных окружающих средах.	рис.1.3. Семейство ВАХ терморе- зистора при различных значениях температуры окружающей среды

В каждой точке статической ВАХ различают статическое и дифференциальное сопротивление

и .

Статическое сопротивление пропорционально тангенсу угла α, образованного секущей, проведённой из начала координат в рассматриваемую точку ВАХ, и осью токов. Дифференциальное сопротивление пропорционально тангенсу угла β, образованного касательной в рассматриваемой точке характеристики с осью токов (см. рис. 1.1.).

Коэффициент рассеяния b – представляет собой мощность, рассеиваемую терморезистором, при разности температур ПТР и окружающей среды в один градус.

Величина коэффициента рассеяния зависит от материала и размеров ПТР, от характера среды и её состояния: скорости движения, влажности, давления и т.д. Для нахождения коэффициента рассеяния необходимо:

1) выбрать на ВАХ ряд точек в подсчитать для них по значениям тока и напряжения мощность, выделяемую в ПТР, и его сопротивление;

2) с помощью температурной характеристики по подсчитанным выше сопротивлениям найти значения температуры, соответствующие каждой точке;

3) вычислить разность температур рабочего тела ПТР и окружающей среды для каждой точки;

4) вычислить коэффициент рассеяния из уравнения энергетического баланса

мВт/град. (1.9)

Температурный коэффициент сопротивления α_Т – относительное изменение сопротивления ПТР при изменении температуры на один градус

αТ= град. (1.10)

Тепловая инерционность терморезисторов характеризуется постоянной времени τ. Она равна времени, в течение которого температура ПТР при его свободном охлаждении понижается на 63% от первоначальной разности температур ПТР и окружающей среды (рис.1.4). Величина τ лежит в широких пределах - от десятых долей до десятков секунд.

Определение постоянной времени достаточно больших ПТР производится следующим образом. ПТР разогревается до определенной температуры Т₁ в термостате. Вычитая из этой температуры, температуру среды Т₀, находят начальное значение перегрева θ_нач. 0стаётся определить значение сопротивления, которое будет иметь ПТР после уменьшения температуры перегрева на 63%, т.е. в тот момент, когда температура рабочего тела примет значение (Т₀ + 0,37θ_нач). Соответствующее значение сопротивления находят по температурной характеристике. На эту величину настраивают измерительный мост. Затем, разогретый ПТР быстро переносится в среду с температурой Т₀. При этом замеряется время τ с момента переноса ПТР до достижения им температуры (Т₀ + 0,37θ_нач ). Фиксируемой по измерительному мосту.

При высоких температурах в полупроводниковом материале терморезистора могут происходить необратимые структурные изменения, в результате которых изменяются его параметры. Наибольшую, температуру, при которой ПТР сохраняет стабильность параметров при длительной эксплуатации, называют предельно допустимой Т_доп.

Соответствующая этой температуре мощность рассеяния называется максимально допустимой мощностью рассеяния Р_макс..

Рис.1.4. Определение постоянной времени

Методика снятия ВАХ ПТР.

Снятие ВАХ имеет особенности, обусловленные инерционностью ПТР и наличием отрицательного участка на его ВАХ. Схема для снятия ВАХ изображена на рис.1.5,а. Существует два метода снятия этих характеристик. Первый метод основан на использовании постоянного добавочного сопротивления и источника регулируемого напряжения U. Изменяя напряжение U, можно снять всю ВАХ (рис.1.5,б). При этом величина добавочного сопротивления R должна быть больше максимального отрицательного дифференциального сопротивления ПТР. В противном случае характеристику полностью снять не удаётся. Второй метод снятия ВАХ ПТР основан на изменении величины добавочного сопротивления R. Напряжение U при этом постоянно (рис.1.5, в).

Вследствие тепловой инерционности ПТР измерения при снятии ВАХ должны проводиться после некоторой выдержки, чтоб установилось тепловое равновесие между ПТР и окружающей средой. При снятии ВАХ необходимо поддерживать постоянными температуру окружающей среды и условия теплоотдачи ПТР.

Рис. 1.5. Снятие ВАХ терморезистора.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЦЕПЯХ

С ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМИ ТЕРМОРЕЗИСТОРАМИ.

Различают два режима работы ПТР – линейный и нелинейный.

Линейный режим работы соответствует начальному (линейному) участку ВАХ, когда ток, протекающий через терморезистор, не вызывает заметного разогрева его рабочего тела и его сопротивление определяется только температурой окружающей среды Т₀. В линейном режиме работы ПТР рассматривается как безинерционное сопротивление.

Нелинейный режим работы терморезистора соответствует превышению температуры Т- рабочего тела ПТР над температурой окружающей среды ( Т > Т₀) на некоторую величину, пропорциональную рассеиваемой мощности, т.е. рабочая точка лежит на нелинейном участке ВАХ. При нелинейном режиме работы, в случае изменения одного или нескольких параметров, характеризующих режим работы цепи (U_ц, Т₀, b, r ) возникает переходный процесс, который сопровождается перемещением рабочей точки, а следовательно, изменением тока в цепи (рис. 2.1).

Переходный процесс сопровождается разогревом рабочего тела ПТР протекающим по нему током. При этом мощность, выделяемая на ПТР, частично рассеивается в окружающую среду, а частично идет на повышение температуры ПТР, т.е. в любой момент переходного процесса справедливо уравнение:

(2.1)

где - мгновенное значение напряжения ПТР, В;

- мгновенное значение тока через ПТР, А ;

Н - теплоемкость, Вт·с/град;

t - время, с;

Т - мгновенное значение температуры ПТР, К;

Т₀ - температура окружащей среды, К ;

b - коэффициент рассеяния, Вт/град.

Для расчета переходного процесса, когда известна статическая ВАХ ПТР. удобно использовать выражение:

Рис..2.1. Возникновение переходного процесса в цепи с ПТР при скачкообразном изменении одного из параметров: а – температуры среды; б – линейного сопротивления: в – питающего напряжения.

, (2.2)

где U_kI_k=b(T-T₀) – мощность, рассеиваемая на ПТР в установившемся режиме нагрева.

Располагая графиком зависимости скорости изменения температуры от самой температуры можно построить динамические характеристики

Характер и продолжительность переходного процесса, вызванного скачкообразным изменением параметров цепи, будут меняться в зависимости от значений этих параметров и их комбинаций. Время протекания переходных процессов, возникающих в электрической цепи содержащей ПТР, может быть использовано для получения выдержек времени различной продолжительности.

Простейшая схема реле времени состоит из электромагнитного реле, включенного последовательно с ПТР (рис.2.2). Выдержка осуществляется за счет времени, необходимого для нарастания тока до значения тока срабатывания реле. Началом отсчета является момент подключения цепи с ПТР к источнику напряжения.

Рис..2.2 а – принципиальная электрическая схема реле времени, б – вольт-амперные и динамические характеристики.

Позисторы.

Позисторами называются объемные полупроводниковые резисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления.(ТКС) Материалом для изготовления позисторов служит титианат бария BaTiO3 , легированный примесями редкоземельных элементов, таких как стронций, церий ,ниобий и т.п.

Технология изготовления позисторов близка к процессу производства терморезисторов.

Изготовление начинается со взвешивания исходных материалов , измельчения и перемешивания их с дистиллированной водой в фарфоровой шаровой мельнице.Полученная смесь фильтруется , сушится , растираетя в порошок и прокаливается в течение одного часа при температуре 1100-1200 С.

В процессе прокаливания смесь образует белые хрупкие куски , которые снова размельчаются и перемешиваются с водой в шаровой мельнице , а затем фильтруются , высушиваются и растираются в порошок. В соответствии с конструкцией позисторов из порошка прессуются диски , пластины или цилиндрики. Для лучшего спрессования к порошку добавляют дистиллированную воду. Спрессованные заготовки обжигают в электропечи при температуре 1300-1400 С в течении 0,5-2ч.На полученную полупроводниковую керамику методом серебрения наносят электроды , обеспечивающие хороший электрический контакт с керамикой. Затем к электродам припаивают токоподводы. В заключение на тело позистора наносится изоляционное покрытие из термостойких эпоксидных или силиконовых смол ипрозводят старение , контроль и маркировка.

Основные параметры и характеристики позистора.

Одним из основных отличий позисторов от терморезисторов являются положительный знак и большая величина ТКС в узком интервале температур , достигающая для отдельных типов позисторов 60-100%/град. Другое отличие состоит в том , что температурная зависимость сопротивления имеет сложный и неоднозначный характер, в силу чего в широком интервале температур её нельзя аппроксимировать экспоненциальным уравнением , свойственным температурной характеристике терморезистора. Наконец , сопротивление позистора зависит не только от температуры образца , но и от величины приложенного к нему напряжения («варисторный эффект»).В связи с этим только на начальном участке ВАХ позистора(при малых напряжениях на образце) температура в любой точке может быть определена по температурной характеристике позистора , что невозможно при больших напряжениях за счет варисторного эффекта.

Температурная характеристика позистора – зависимость его электрического сопротивления от температуры , снятая при напряжении , не вызывающем «варисторный эффект»(рис.8) .

рис.8

На температурной характеристике можно выделить три участка , соответствующие различным температурным диапазонам . На участках 1 и 3 позистор ведет себя как терморезистор , на участке 2 он имеет положительный ТКС , претерпевающий большие измерения. На этом участке сопротивление позистора возрастает в 3 – 4 тысячи раз. Ширина этого диапазона невелика(50…100 С) , а его положение зависит от материала позистора и может менятся в широких пределах.

Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) позистора – относительное изменение его сопротивления , измеренного при минимально допустимой мощности рассеяния , на один градус изменения температуры , выраженное в процентах , т.е.

Статическая вольтамперная характеристика позистора(рис.10) это зависимость тока I протекающего через него, от величины приложенного напряжения U в условиях теплового равновесия между позистором и окружающей средой. Таким образом , для каждой точки характеристики справедливо уравнение энергетического баланса

P=b(T-T0)

P- мощность , рассеиваемая на позисторе

b- коэффициент рассеяния

T- установившееся значение температуры позистора.

T0- температура среды.