EN
Baseret på et grundlæggende koncept fra halvlederfysikken har NTC-termostater – også kendt som Negative Temperature Coefficient-termostater – en elektrisk modstand, der falder, når temperaturen stiger. Dette fænomen er ret simpelt. Når varme påføres enheder, der primært er fremstillet af metaloxider, såsom forbindelser af mangan, nikkel eller kobalt, aktiveres der flere elektroner og huller i materialet. Dette øger betydeligt materialets ledningsevne, når temperaturen stiger. Et eksempel på en NTC-føler ville vise en modstand på ca. 10 kiloohm, når temperaturen er omkring 25 grader Celsius. Når temperaturen derimod stiger til 85 grader Celsius, falder modstanden til ca. 1 kiloohm. Denne type temperaturforskel (ca. 3–5 % ændring pr. grad Celsius) forklarer, hvordan NTC-følere kan opnå så høj præcision ved temperaturmålinger i temperaturregulerede enheder, såsom hjemmehusholdningskøleskabe og ovne.
Fordele ved brug af NTC-temperatursensorer til NTC-temperatursensorer til husholdningsapparater
Øget præcision og pålidelighed til temperaturdetektering i flere husholdningsapparater (−20 °C til 125 °C)
NTC-følere har en driftspræcision på ca. ±0,5 °C i temperaturintervallerne for de fleste husholdningsapparater, nemlig fra -20 til 125 °C. Deres følere er fremstillet af keramisk metaloxid, hvilket gør dem upåvirkelige af modstandsændringer som følge af temperaturcykler – selv efter mere end 10.000 termiske cykler. Dette gør dem yderst pålidelige, når de anvendes til temperaturregulering i køleskabe for at undgå frysebrænding samt i ovne for at sikre, at bagte varer bliver jævnt gennembagt. I forhold til simple termometre og traditionelle bimetalltermostater er NTC-følere endnu bedre til at håndtere ændringer i fugtighed og luftfugtighed. Felttests har vist, at justeringer er nødvendige 40 % sjældnere, end der oprindeligt forventedes. I deres tilsigtede udfordrende anvendelsesområder – herunder i nærheden af fordampercoils eller opvarmningslegemer – overgår NTC-følere andre temperaturstyringsløsninger med en faktor tre, hvad angår pålidelig temperaturregulering.
Eksemplarisk termisk responstid, selv ved pladsbegrænsede design
Takket være deres specielt udformede emballage og minimalt termiske masse opnår mini-NTC-følere ca. 90 % termisk ligevægt inden for fem sekunder. Nogle af de mini-NTC-følere er så små (nogle gange tyndere end 1 mm!), at de kan monteres direkte på kredsløbskortene og placeres lige ved siden af opvarmningskomponenterne i små apparater som opvaskemaskiner, kaffemaskiner og mini-KLIMA-systemer. Uden den voluminøse beskyttelseshousing eliminerer de termisk træghed og kan dermed straks rapportere temperaturen. Af denne grund sætter køleskabsproducenter stor pris på disse følere, så kompressorerne ikke cykluser for ofte. I tørretumblere sparer følerne ca. 18 % energiforbrug. Dette er muligt, fordi deres robuste konstruktion (perle- eller chip-type) gør dem i stand til at tåle apparaternes vibrationer og alligevel levere præcise målinger. I moderne apparater med mange komponenter, hvor langsomme reaktionstider kan skabe farlige situationer og unødigt elektricitetsforbrug går til spilde, er de meget vigtige.
NTC-temperatursensorer anvendt i husholdningsapparater i det virkelige liv
Ovne, der justerer temperaturen med NTC-temperatursensorer
NTC-temperatursensorer er placeret på enhedens styreplade i nærheden af opvarmningskomponenterne. Denne konstruktion gør det muligt for sensoren at måle temperaturen på tværs af styrepladen. Desuden gør den det muligt at måle styrepladens temperatur mere præcist i trin på 1 °C med intervaller på under fem sekunder. Dette betyder, at sensoren kan styre mikrocontrollerens opvarmningsintervaller, hvilket ud over at forhindre brænding også forbedrer kvaliteten af opvarmningsprofilen. Undersøgelser af konstruktionen viser, at den kan reducere energiforbruget med 12–15 % i forhold til ældre konstruktioner (opvarmning med tidsbaserede intervaller).
Fryseres fordamperkontrol og intelligent kompressorstyring
NTC-temperatursensorer styrer de forskellige zoner i intelligente køleskabe ved hjælp af temperaturforskelsmåling:
Evaporatorstyring: NTC-temperatursensorer placeret på evaporatorspolerne måler under-nulfrostlaget. Dette forbedrer aftrækningscykluserne og reducerer aktiveringerne af varmestyringen.
Kompressormodulation: Mens NTC-sensorer monteret i kabinettet og i kompartimentet registrerer og sender realtids temperaturdata til styresystemet, justerer kompressoren med variabel hastighed køleeffekten baseret på belastning og miljøforhold.
Disse funktioner kombineres for at opnå en reduktion i kompressorernes driftstid på 20–30 %, en forbedret kontrol af indendørs luftfugtighed samt en reduktion i årlig energiforbrug – alt sammen uden at påvirke pålideligheden af sensorernes drift ved omgivelsestemperaturer fra −40 °C til 85 °C.
Hvorfor NTC-temperatursensorer er så effektive til masseproduktion
NTC-følere gør det nemt at udvikle apparater til massemarkedet med en god balance mellem ydeevne, levetid og fremstillingsmæssig enkelhed. Med deres lette keramiske konstruktion og en fremstillingsproces, der ligner en halvlederproces, sikres ensartethed. Følerne kan testes kommercielt i et fuldt automatiseret system med en nøjagtighed på ± 0,5 °C. NTC-følere forenkler printkort (PCB’er) ved at reducere antallet af komponenter, der er nødvendige i forhold til termopar, som kræver koldforbindelseskompensation, og RTD’er, som kræver en bestemt strøm. Den epoksy-beskyttede overflade-monterede version er fugtbestandig, hvilket forbedrer fremstillingseffektiviteten og reducerer omkostningerne. NTC-følere registrerer en temperaturændring på under 3 sekunder og eliminerer dermed behovet for komplekse tidsindstillinger eller ekstra køleplader. Med denne fremragende termiske respons kan apparatproducenter være sikre på, at deres produkt vil kunne opretholde en konkurrencedygtig pris sammenlignet med mikrobølgeovne og dyrere smart-køleskabs-NTC-følere.
Almindelige spørgsmål
Hvad står forkortelsen NTC for?
NTC henviser til negativ temperaturkoefficient – beskriver, hvordan sensoren fungerer (modstanden falder med stigende temperatur).
Hvafra er NTC-sensorer fremstillet?
NTC-sensorer fremstilles af metaloxider, f.eks. forbindelser af mangan, nikkel eller kobalt.
Hvorfor er NTC-sensorer ideelle til brug i husholdningsapparater?
NTC-sensorer er ideelle til husholdningsapparater såsom ovne og køleskabe, fordi de er ekstremt præcise, stabile og responsiv og fordi de kan tåle miljømæssige ændringer.
