TERMISTORESTERMISTORES

Características y aplicaciones

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...

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

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.

TIPOS DE TERMISTORES

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.

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

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)

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

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.

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.

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

APLICACIONES Anemómetro

Circuito que permite medir la velocidad del viento

APLICACIONES Medidor de caudal

Circuito que permite medir el flujo de gas o líquido

APLICACIONES Manómetro de vacío

Circuito que permite medir el grado de vacío en un recinto

APLICACIONES Circuito de retardo de tiempo

APLICACIONES Control/alarma de llama piloto