EN
Въз основа на фундаментална концепция от областта на физиката на полупроводниците, термисторите NTC, иначе известни като термистори с отрицателен температурен коефициент, притежават електрическо съпротивление, което намалява при повишаване на температурата. Това явление е напълно елементарно. При прилагане на топлина върху устройства, изградени предимно от метални оксиди – като например съединения на манган, никел или кобалт – в веществото се активират повече електрони и дупки. Това значително увеличава проводимостта на материала при повишаване на температурата. Например един термистор NTC показва съпротивление от около 10 килоома при температура от приблизително 25 °C. Обаче, когато тази температура се повиши до 85 °C, съпротивлението спада до приблизително 1 килоом. Такава температурна разлика (около 3–5 % промяна на градус Целзий) обяснява как термисторите NTC постигат толкова висока точност при измерването на температурата в уреди с контролирана температура, като домашни хладилници и фурни.
Предимства от използването на NTC температурни сензори за битови уреди
Повишена точност и надеждност за по-точно измерване на температурата в повече битови уреди (−20 °C до 125 °C)
Датчиците NTC имат експлоатационна точност от около ±0,5 °C в обхвата на повечето домакински уреди – от –20 до +125 °C. Те са изработени от керамичен металоксид, който е устойчив на промени в съпротивлението поради цикли на температурни колебания, дори след повече от 10 000 термични цикъла. Това ги прави изключително надеждни при използване в системите за регулиране на температурата в хладилници – за предотвратяване на замръзването на храни, и в системите за регулиране на температурата в фурни – за осигуряване равномерно изпичане на сладкиши. В сравнение с обикновените термометри и старомодните биметални термостати датчиците NTC се справят още по-добре с промените във влажността и влагосъдържанието. Полевите изпитания показват, че необходимостта от повторна калибрация възниква с 40 % по-рядко, отколкото се очаква. В техните предвидени сложни приложения – включително в непосредствена близост до изпарителни тръби или нагревателни елементи – датчиците NTC осигуряват три пъти по-надеждно поддържане на зададения температурен диапазон в сравнение с другите температурни регулатори.
Изключително кратко време на термичен отклик дори при конструкции с ограничено пространство
Благодарение на специално проектираната им опаковка и минималната топлинна маса мини-датчиците NTC постигат приблизително 90% топлинно равновесие за пет секунди. Някои от мини-датчиците NTC са толкова малки (понякога по-тънки от 1 мм!), че могат да се монтират директно върху повърхността на печатни платки и да се позиционират точно до нагревателните елементи на малки битови уреди като перални за съдове, кафемашини и мини-климатични системи. Без громоздкото защитно корпусно оформление те елиминират топлинното закъснение и започват незабавно да предават температурни показания. Поради тази причина производителите на хладилници ценят тези датчици, тъй като те предотвратяват прекалено честото включване и изключване на компресорите. В сушилни за дрехи датчиците намаляват енергопотреблението с приблизително 18%. Това е възможно, защото тяхната издръжлива конструкция (във вид на гранула или чип) им позволява да издържат вибрациите на битовите уреди и все пак да осигуряват точни показания. В съвременните битови уреди, които съдържат множество компоненти, където бавното време на реакция може да доведе до опасни ситуации и където се губи излишна електрическа енергия, тези датчици имат изключително важно значение.
NTC температурни сензори, използвани в битови уреди в реалния живот
Фурни за регулиране на температурата с NTC температурни сензори
NTC температурни сензори, разположени на контролния модул на уреда до нагревателните елементи. Това конструктивно решение позволява на сензора да измерва температурата по целия контролен модул. Освен това осигурява по-точно измерване на температурата на контролния модул с точност от 1 °C и с интервали по-малки от пет секунди. Това означава, че сензорът може да управлява интервалите на нагряване на микроконтролера, което не само предотвратява изгарянето, но и подобрява качеството на профила на нагряване. Проучванията върху тази конструкция показват, че тя позволява намаляване на енергийното потребление с 12–15 % спрямо по-старите конструкции (с фиксирани интервали на нагряване).
Контрол на изпарителя и интелигентен контрол на компресора в хладилници
NTC температурни сензори управляват различните зони на интелигентните хладилници чрез измерване на температурната разлика:
Контрол на изпарителя: NTC температурни сензори, разположени върху тръбите на изпарителя, измерват слоя от замразена роса. Това подобрява циклите за размразяване и намалява активациите на контрола на нагревателя.
Модулация на компресора: Докато NTC сензорите, монтирани в шкафа и отделенията, откриват и предават реалновременни температурни данни към системата за управление, компресорът с променлива скорост модулира охладителния изход в зависимост от натоварването и околните условия.
Тези функционалности в комбинация осигуряват намаляване на работното време на компресора с 20–30 %, подобрен контрол върху влажността във вътрешността и намаляване на годишното енергопотребление — всичко това при запазване на надеждната работа на сензорите при околни температури от −40 °C до 85 °C.
Защо NTC температурните сензори са толкова ефективни за серийно производство
Датчиците NTC улесняват създаването на уреди за масовия пазар с добро съчетание от производителност, дълготрайност и простота на производство. Благодарение на лесната им керамична конструкция и производствения процес, подобен на този при полупроводниците, гарантирана е висока степен на еднородност. Датчиците могат да се тестват комерсиално в напълно автоматизирана система с точност ±0,5 °C. Датчиците NTC опростяват печатните платки (PCB), като намаляват броя на компонентите, необходими в сравнение с термодвойките, които изискват компенсация на студеното съединение, и с термосъпротивленията (RTD), които изискват зададен ток. Формата с повърхностно монтиране и епоксидно покритие е устойчива на влага, което подобрява ефективността на производството и намалява разходите. Датчиците NTC регистрират промяна в температурата за по-малко от 3 секунди и по този начин правят ненужни сложните времеви настройки или допълнителните топлоотводи. Благодарение на толкова отличния топлинен отклик производителите на битова техника могат да бъдат уверени, че техните продукти ще останат конкурентно ценени в сравнение с микровълновите фурни и скъпите интелигентни хладилници с датчици NTC.
Често задавани въпроси
С какви думи са съкратени буквите NTC?
NTC означава отрицателен температурен коефициент – описва начина, по който работи сензорът (съпротивлението намалява при повишаване на температурата).
От какво се изготвят NTC сензорите?
NTC сензорите се изготвят от метални оксиди, например съединения на манган, никел или кобалт.
Защо NTC сензорите са идеални за използване в битови уреди?
NTC сензорите са идеални за битови уреди като фурни и хладилници, тъй като са изключително точни, стабилни и бързи в отговора си, а също така могат да издържат промени в околната среда.
