Термистора

Сопротивление же термисторов уменьшается с ростом температуры (рис.5, кривая 2) вследствие значительного (на несколько порядков) увеличения концентрации носителей заряда – свободных электронов и дырок. При увеличении температуры усиливается и тепловое движение атомов полупроводника, но влияние этого процесса на величину сопротивления гораздо меньше влияния роста концентрации носителей заряда, поэтому, в результате совместного действия этих процессов сопротивление термистора уменьшается.

В общем случае изменение сопротивления ∆R при изменении температуры ∆Т можно записать в виде:

∆R = R₀ (1+·α(Т) ·∆Т); ∆Т = Т – Т₀, (2)

где R₀ – начальная величина сопротивления при температуре Т₀, Т – измеряемая температура, α(Т) – температурный коэффициент сопротивления (ТКС).

Значение α может быть либо положительным (α>0), что наблюдается у металлов (т.е. при ∆Т>0 и ∆R >0), либо отрицательным (α<0) – у полупроводников. Величина ТКС характеризует чувствительность датчика:

(3)

Высокий ТКС в 10 – 20 раз больший, чем у металлов, а, следовательно, и высокую чувствительность имеют полупроводниковые терморезисторы. Кроме того, термисторы обладают и малым временем реакции 3 – 4 с. Поэтому большинство температурных датчиков, нашедших применение в медицине, выполнено на основе термисторов. Конструкция термисторов представляет собой обычно стержень, шайбу, диск или “бусинку” из полупроводника, к которым припаяны выводы. Причем, высокое удельное сопротивление полупроводников позволяет изготовлять резисторы очень малых размеров (вплоть до десятых долей мм), что дает возможность производить измерения температуры даже в глубине тканей организма.

На рис. 6 изображен, в качестве примера, один из датчиков для измерения температуры поверхности тела. Корпус (1) его внешне очень похож на шариковую авторучку, но вместо шарика на рабочем конце его имеется термистор (2), выводы (3) от которого идут внутри полого корпуса.