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
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
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.