ных схемах предпочтительны TP, у которых с ростом тока напряжение увеличивается (кривая <?).

Параметры. Номинальное сопротивление - сопротивление при заданном постоянном токе и определенной (обычно до 20°С) температуре окружающей среды. Для различных типов TP номинальные значения сопротивлений составляют от нескольких единиц ом до сотен килоом.

Коэффициент температурной чувствительности постоянен в рабочем диапазоне температур, определяется путем измерения сопротивления Rt„ и Rt терморезистора при двух значениях температур Го и Т:

B=[ln(Rj.jR)]l(l/To-l/T). (7.3)

Температурный коэффициент сопротивления аткс показывает относительное изменение сопротивления TP от изменения температуры на один градус. Его значение сильно зависит от температуры, поэтому следует указывать температуру, при которой он измерен. При комнатной температуре аткс=-(0,8-6) 10~ К~ (см. рис. 7.3, а, кривая 1).

Коэффициент рассеяния Яр численно равен мощности, которую надо выделить в терморезисторе, чтобы его нагреть на один градус. Он обратно пропорционален тепловому сопротивлению Rt терморезистора Hp=dP/dT=RT-, где P==IU - мощность рассеивания ТР.

Максимально допустимая температура Гмакс - температура, при которой не происходит необратимых изменений параметров и характеристик TP, определяется материалом и конструкцией прибора и лежит в диапазоне 85-300°С.

Максимально допустимая мощность рассеивания Рмакс -мощность, при которой терморезистор (при комнатной температуре) разогревается проходящим током до Гмакс:

Рмакс = (макс - 7о)/./?тк, (7-4)

где Rt:k - тепловое сопротивление корпуса, зависящее от конструкции прибора н условий теплоотвода, град/Вт.

Постоянная времени т характеризует тепловую инерционность TP, оценивается временем, в течение которого температура TP изменится на 63% (в е раз) начальногозначения. Для разных видов TP т= 0,5 140 с.

Примерами промышленных образцов TP служат приборы типов СТ1-19, СТЗ-21, СТЗ-25, КМТ-1 и др. Терморезисторы применяются для стабилизации напряжения, измерения мощности СВЧ колебаний, индикации лучистой энергии, измерения и регулирования температуры и термокомпенсации элементов в электрических схемах.

Полупроводниковые болометры. Болометры представляют собой терморезисторы, предназначенные для индикации и измерения энергии электромагнитного излучения в оптическом или инфракрасном диапазоне частот.

Рис. 7.4. Устройство (а) н схема включения болометра БП1-2 (б):

I - корпус; 2 - линза: 3 и 4 -активный и компенсационный алемеиты; £ выводы

Ьл- , U(i -<Ь

Полупроводниковый болометр содержит два пленочных термо-резистора (толщиной до Ю мкм). Один из терморезисторов непосредственно подвергается воздействию измеряемого излучения и является активным, другой терморезистор вьшолнен, как и первый, и экранирован от излучения. Он служит для компенсации влияния изменения температуры окружающей среды.

Активный Rt\ и компенсационный Rj, элементы болометра включают в плечи мостовой схемы (рис. 7.4). Если схему предварительно сбалансировать, то при изменениях температуры окружающей среды оба терморезистора Rn и Rtz одинаково изменяют свое сопротивление, благодаря чему сохраняется равновесие моста. При облучении активного элемента болометра Rt\ равновесие моста нарущается и на выходе схемы появляется сигнал

где Un - напряжение питания;

Rti и гг - соответственно сопротивления активного и компенсационного элементов болометра.

Выходной сигнал поступает в схему регистрации излучения. Помимо параметров, общих для терморезисторов, для характеристики болометров вводятся дополнительные.

1. Сопротивление активного элемента (примерно 1-10 МОм при 20°С);

2. Рабочее напряжение (для различных типов 60-250 В);

3. Чувствительность Sf на частоте модуляции / лучистого потока, определяемая как отношение напряжения сигнала Vc, получаемого на выходе болометра, к мощности теплового излучения

S=UJwF6, (7.5)

где W - плотность теплового потока, Вт/см;

Fe - площадь приемной поверхности чувствительного элемента, см.

Промышленные образцы болометров имеют S/=35--300 В/Вт. Для повышения чувствительности необходимо увеличивать интен-

сйвность облучения Е чувствительного элемента при том же потоке излучения Ф, т. е. Е=Ф/Рб. Достигается это путем уменьшения приемной площадки Еб, что в свою очередь усложняет создание оптических систем с малым кругом рассеяния. Лучшие результаты получают у иммерсионных болометров. В них измеряемое излучение с помощью иммерсионной линзы концентрируется в ее фокусе, в котором размещен активный элемент. За счет уменьшения площадки термоэлемента иммерсионная линза в 3-4 раза улучшает чувствительность при вдвое меньшем диаметре объектива.

4. Постоянная времени т= 1/2л/ характеризует тепловую инерционность активного терморезистора. Для полупроводниковых болометров она составляет от 0,2 до 40 мс. Здесь / - частота, на которой S/=0,7Sio, где Sio - чувствительность на /=10 Гц.

5. Порог чувствительности - минимальная мощность, которую способен зарегистрировать болометр. Обычно порог оценивают минимальным значением мощности излучения, которое вызывает на выходе прибора сигнал, эквивалентный уровню собственных шумов болометра.

Болометры применяют для бесконтактного и дистанционного измерения температуры, в качестве приемников лучистой энергии в спектроскопии, аппаратуре пеленгации и т. д. На железнодорожном транспорте иммерсионные полупроводниковые болометры используются в качестве приемников инфракрасного излучения в аппаратуре автоматического контроля наиболее ответственных узлов подвижного состава (буксовых узлов колесных пар) и других системах.

Позисторы. Позисторы представляют собой полупроводниковые терморезисторы с положительным ТКС. Их изготовляют на основе титоната бария (ВаТЮз), легированного примесями редкоземельных элементов (лантана, церия и др.). При малом содержании примеси их удельное сопротивление снижается, а затем по мере увеличения концентрации оно возрастает. Резкое увеличение удельного сопротивления титаната бария происходит из-за фазового превращения материала (в температурном диапазоне, лежащем выше точки Кюри, титанат бария переходит из сегнетоэлек-трического в параэлектрическое состояние).

В некоторых приборах используют монокристаллический кремний, германий и другие материалы. Принцип действия таких по-зисторов основан на уменьшении подвижности носителей заряда при увеличении температуры в результате увеличения их рассеяния на тепловых колебаниях атомов кристаллической решетки. Монокристаллические позисторы по сравнению с поликристаллическими структурами имеют меньший разброс параметров- и характеристик (разброс значений сопротивлений 1-2% номинального), однако имеют большую стоимость и меньший ТКС.

Свойства позисторов оценивают аналогичными характеристиками и параметрами, что и терморезисторов с отрицательным ТКС. Температурная характеристика позисторов R„-((i(f) нелинейна (рис. 7.5, а). В целях линеаризации характеристики в цепях тер-