Polovodičový odporový teploměr
Stejně jako u kovových odporových teploměrů, i u této skupiny dochází s měnící
se teplotou ke změně elektrického odporu. Polovodičové
odporové teploměry lze úžeji rozdělit na monokrystalické a termistory, ty se
dále dělí na pozistory a negastory.
Monokrystalické teploměry nalézají využití zejména při měření extrémně nízkých
teplot, kde je využito jejich vysoké citlivosti.
Jako materiál k výrobě čidla se nejčastěji používá germania, křemíku a india.
Termistory jsou dle vlastností rozděleny na pozistory, tj., ty u kterých se
vzrůstající teplotou roste hodnota odporu a na negastory, u kterých hodnota
odporu se vzrůstající teplotou klesá. Oproti kovovým odporovým teploměrům mají
podstatně vyšší teplotní koeficient odporu (5 až 50 krát).
Negastory (NTC = Negative Temperature Coefficient) mají v praxi větší využití
než pozistory. Jejich teplotní závislost je vyjádřena exponenciální funkcí:
(3.7)
R (W) je odpor termistoru při teplotě T (K),
R0 (W)
je odpor termistoru při teplotě T0 (K),
B je materiálová konstanta, závislá na teplotě T, složení a zpracování materiálu
čidla. Ta se vyrábějí práškovou metalurgií ze směsi oxidů niklu, kobaltu, manganu,
titanu, mědi, železa a jiných kovů.
Pozistory (PTC = Positive Temperature Coefficient) má ve srovnání s negastory
ještě složitější teplotní závislost (viz
Obr. 3.2).
Odpor pozistoru se stoupající teplotou nejprve mírně klesá. Nad Courieovou teplotou
tj se projeví prudký nárůst rezistivity materiálu v závislosti na teplotě. Pro
oblast nárůstu odporu platí vztah:
(3.8)
R0 je odpor termistoru
při teplotě T0,
A je referenční hodnota, A=0,16 K -1 [1]
Materiálem k výrobě čidel je polykrystalická feroelektrická
keramika, např. BaTiO3.
Provedení termistoru je většinou ve formě tyčinky (Obr.
3.3 a), destičky (Obr.
3.3 b), perličky (Obr.
3.3 c,d,e), měřicí rozsah -80 °C až +250 °C, u termistorů ze směsi oxidů
vzácných zemin až 1000 °C. V porovnání s kovovými odporovými teploměry mají
termistory větší nominální odpor, ten se pohybuje v rozmezí 0,1 kW
až 200 kW.