Temperatuurcoëfficiënt van de Weerstand
Weerstand verandert met de temperatuur
De temperatuurcoëfficiënt van de weerstand, of TCR, is een van de belangrijkste gebruikte parameters om een weerstand te karakteriseren. De TCR geeft de verandering in weerstand aan als functie van de omgevingstemperatuur. De gebruikelijke manier om de TCR uit te drukken is in ppm/°C, wat staat voor parts per million per centigrade graad. De temperatuurscoëfficiënt van de weerstand wordt als volgt berekend:
Waar TCR in ppm/°C is, R1 in ohms bij kamertemperatuur, R2 de weerstand bij bedrijfstemperatuur in ohms, T1 de kamertemperatuur in °C en T2 de bedrijfstemperatuur in °C. Vaak wordt in plaats van TCR α gebruikt.
Gemiddelde TCR ΔR/R in ppm voor een temperatuurbereik van -55 tot 25˚C en 25 tot 125˚C
Positieve of Negatieve Temperatuur Weerstandscoëfficiënt?
Weerstanden zijn verkrijgbaar met een TCR die negatief, positief, of stabiel is over een bepaald temperatuurbereik. De keuze van de juiste weerstand kan temperatuurcompensatie overbodig maken. In sommige toepassingen is het gewenst om een grote TCR te hebben, bijvoorbeeld om temperatuur te meten. Weerstanden voor deze toepassingen worden thermistors genoemd, en kunnen een positieve (PTC) of negatieve temperatuurcoëfficiënt (NTC) hebben.
Metingsmethoden voor de TCR
De temperatuurcoëfficiënt van de weerstand voor een weerstand wordt bepaald door de waarden van de weerstanden over een geschikt temperatuurbereik te meten. De TCR wordt berekend als de gemiddelde helling van de weerstandswaarde over dit interval. Dit is nauwkeurig voor lineaire relaties, aangezien de TCR constant is bij elke temperatuur. Veel materialen hebben echter een niet lineaire coëfficiënt. Voor Nichrome bijvoorbeeld, een populaire legering voor weerstanden, is de relatie tussen temperatuur en TCR niet lineair. Omdat de TCR wordt berekend als gemiddelde helling, is het daarom zeer belangrijk om zowel de TCR als het temperatuurinterval te specificeren. De manier om TCR te meten is gestandaardiseerd in MIL-STD-202 methode 304. Met deze methode wordt de TCR berekend voor het bereik tussen -55°C en 25°C en tussen 25°C en 125°C. Omdat de hoogst gemeten waarde als TCR wordt gedefinieerd, resulteert deze methode vaak in het over specificeren van een weerstand voor minder veeleisende toepassingen.
In de onderstaande tabel is de temperatuurscoëfficiënt van de weerstand gegeven voor een grote verscheidenheid van materialen. Merk op dat de exacte waarde afhangt van de zuiverheid van het materiaal, alsmede van de temperatuur.
Waarden voor TCR zijn afhankelijk van zuiverheid en temperatuur.