Алмазные терморезисторы ТРА-1 и ТРА-2

 

Опубликовано журнал «Радио» №5, 2010 год, А.Сорокин, полный вариант.

 

Изолированные, герметизированные терморезисторы ТРА-1 и ТРА-2 (Технические условия ДИЛС434121 001ТУ) с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления предназначены для работы в электрических цепях постоянного и переменного тока для измерения температуры, скорости потока жидкости или газа, разрежения и температурной компенсации элементов электрических цепей. Выпускается в стеклянном корпусе.

 

Рисунок 1

 

В качестве термочувствительного элемента используется монокристалл синтетического алмаза легированного акцепторными (для ТРА-1) или донорными (для ТРА-2) примесями и имеет p или n проводимость соответственно. Тип и степень легирования определяет характеристики терморезистора. Алмазные терморезисторы отличаются долговременной стабильностью основных параметров и уникально малой тепловой инерционностью. Способны функционировать в условиях агрессивных сред и повышенной радиации.

Терморезисторы выпускаются в миниатюрном стеклянном корпусе с гибкими лужеными выводами (рис. 1). Тип прибора и основные характеристики указываются на групповой таре - бумажной ленте на которой их закрепляют.

Основные технические характеристики

Параметр	Размер-ность	при	Значение
			ТРА-1	ТРА-2
Предельное значение сопротивления *	кОм	25°С	0,01... 10 000
Допускаемое отклонение от номинального сопротивления	%	-	±10… ±20
Температурный коэффициент сопротивления	%/K	25°С	-0,2... -2,3	-0,5... -6,0
Коэффициент температурной чувствительности	К	80...+600 К	300... 2500	600... 6000
Максимальная рассеиваемая мощность	мВт		500
Диапазон рабочих температур	°С		-200... +350
Предельная температура чувствительного элемента	°С		стабилен до 1000°С
Постоянная времени	сек		<1
Устойчивость к внешним воздействиям:
Амплитуда ускорения синусоидальной вибрации	мс-2 (g)	в диапазоне 1-2000 Гц,	200 (20)
Пиковое ускорение однократного механического удара	мс-2 (g)		2000(200)
Пиковое ускорение многократного механического удара	мс-2 (g) мс-2 (g)		1500(150)
Повышенное атмосферное давление	Па (кгс×см-2)		297200(3)
Повышенная относительная влажность	%	35°С	98
Атмосферные конденсированные осадки			Иней, роса
Надежность:
Наработка на отказ не менее	ч		20000
Срок хранения	лет		20

Таблица 1.

* - Ряд номиналов в соответствии с ГОСТ 2825-67  E24 - 5%, E12 - 10%, E6 - 20%.

 

Приборы выдерживают атмосферные осадки в виде инея, росы. Группа по специальным воздействием - 4У.

Сравнительные характеристики терморезисторов ТРА-1 и ТРА-2 представлены в таблице 2.

Температурную зависимость сопротивления вблизи рабочей точки описывает выражение:

 

где:

R_Т0 - сопротивление терморезисторов при температуре 25°С, Ом

В — коэффициент температурной чувствительности, К

Т_о - температура 298 К

Т - температура в К, при которой определяют R_T.

 

Терморезистор	Величина номинального сопротивления при 25оС, Ом	Коэффициент температурной чувствительности(постоянная В)оК	Температурный коэффициент сопротивления(α),%/К
ТРА-1	50…100	300…1000	-0,2…-1,0
	102…103	300…1500	-0,2…-1,4
	103…104	300…2000	-0,2…-1,8
	104…105	400…2500	-0,35…-2,3
ТРА-2	103…104	600…3000	-0,55…-2,7
	104…105	2000…4000	-1,8…-3,7
	106…108	2000…6000	-1,8…-6,0

 

 

В паспортах на полупроводниковый терморезистор может приводиться значение α (ТКС), который связан с коэффициентом температурной чувствительности B следующей зависимостью:

В = α T²

 

Если α дано в 1/К, а если α дано в %/К полученный результат умножить на 10².

Для вычисления В в формулу подставляют модуль α

 

На рисунке 2 показана построенная по Ф.1, зависимость сопротивления терморезистора ТРА-1 для сопротивления 251 ом при 25°С с ТКС = 0,78 %/К для диапазона температур от 22 до 137°С.

Рисунок 2.

 

На рис. 3-6 показаны типовые зависимости сопротивления терморезисторов разных номиналов от температуры для группы ТРА-1, а на рис. 7 для одного из группы ТРА-2

 

 

Терморезисторы предназначены для навесного и объемного монтажа пайкой или сваркой.

Изгиб выводов терморезистора при монтаже должен производиться на расстоянии не менее 1.5 мм от корпуса радиусом не менее 1.5. мм. Температура жала паяльника не должна превышать 350°С, а время пайки не должно превышать 3 с.

Соединение сваркой допускается производить на расстоянии не менее З мм от корпуса.

 

P.S.

В отличии от термоанамометрических датчиков расхода или давления газов, содержащих в одной конструкции нагревательный элемент и измеритель температуры (обычно термопару –например преобразователь манометрический термопарный ПМТ-2), применяемый в качестве термоанамометрического датчика терморезистор на основе полупроводникового монокристалла алмаза в одном лице может работать как нагревательный элемент и датчик температуры.

Аналогичные ПМТ-2 термисторные датчики (СТ 1-30) предназначенные для измерения расхода газа или жидкости имеют встроенный подогреватель (12В, 1,44 Вт) и большую инерционность (до 12 сек) и непригодны для измерения давления (рабочее давление не менее 53 329 Па или 400 мм рт. ст.).

 

2013 г.