РОБОТОТЕХНИКА

РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕРМИСТОРОВ

Если робот должен осуществлять точное регулирование тем­пературы, можно применять такие устройства, как термометры сопротивления, подключенные к усилителям. Однако во многих случаях не требуется исключительно высокая точность регули­рования температуры, а желательно максимальное упрощение необходимого оборудования. При этом весьма целесообразно ис­пользование термистора, который представляет собой полупро­водниковый резистор, обладающий очень высокой величиной температурного коэффициента сопротивления, равной, как пра­вило, —4% на 1° С при 20° С.

Сопротивление термистора R экспоненциально изменяется с изменением температуры и может быть выражено формулой

R = A exp (В/Т),

где А — константа; Т — температура термистора, К; В — кон­станта, равная обычно 2500—3000 К.

Дифференцированием находим

температурный коэффициент сопротивления = —АВ/Т2.

Таким образом, при повышении температуры температурный коэффициент сопротивления уменьшается.

Часто бывает желательно, чтобы изменение сопротивления в зависимости от температуры, по крайней мере в пределах огра­ниченного диапазона температур, носило линейный характер. С этой целью в схему вводят параллельное сопротивление постоян-

ной величины, а для получения ограниченной’области изменения линейной проводимости схему дополняют последовательным со­противлением. ц

Необходимое параллельное сопротивление Rp можно найти из выражения

D П ( & %Tj

~~ * V в -1-2Т/ / ’

где Т; — требуемое среднее значение рабочей температуры.

При температуре Tt наблюдается перегиб кривой зависимости результирующего сопротивления от температуры. В этой точке скорость изменения сопротивления максимальна и равна

dRp

Г, 4 АВТ]

Последовательное сопротивление для получения ограниченной области изменения проводимости находится аналогичным обра­зом из выражения для последовательной проводимости

G = G (— + 2Т--1 5 В — 2Ті )

и в точке перегиба

dGs q (В + 27.) ^

dT

т і 4ВТЇ

где G — проводимость термистора при температуре Т(.

Таким образом, достижима линейность в диапазоне темпе­ратур, превышающем ± 20° С. Аналогичный линейный диапазон изменений тока можно получить при помощи термисторных мо­стовых схем, для построения которых разработано множество практических методов.

Вместо термисторов в качестве термочувствительного элемента можно использовать полупроводниковый диод. Еще более высо­кую температурную чувствительность можно получить, исполь­зуя транзистор с разомкнутой базой [26, 31].

Широкий диапазон линейности напряжения (или сопроти­вления) термистора достигается за счет шунтирования его после­довательным соединением термистора и резистора. Этот принцип используется в компонентах «Термилайниер», производимых фир­мой «Еллоу Спрингс Компани». Линейность в пределах доли градуса достигается в широком диапазоне температур от —30 до +100° С.