EN
Pe baza unui concept fundamental al fizicii semiconductoarelor, termistorii NTC, cunoscuți și sub denumirea de termistori cu coeficient negativ de temperatură, au o rezistență electrică care scade pe măsură ce temperatura crește. Acest fenomen este destul de elementar. La aplicarea căldurii asupra dispozitivelor construite în principal din oxizi metalici, cum ar fi compușii de mangan, nichel sau cobalt, se activează un număr mai mare de electroni și de goluri în substanță. Aceasta determină o creștere semnificativă a conductivității materialului pe măsură ce temperatura crește. Un exemplu de senzor NTC ar prezenta o rezistență de aproximativ 10 kiloohmi la o temperatură de circa 25 de grade Celsius. Totuși, atunci când această temperatură crește la 85 de grade Celsius, rezistența scade la aproximativ 1 kiloohm. Acest tip de diferențial de temperatură (aproximativ o modificare de 3–5% pe grad Celsius) explică modul în care senzorii NTC pot atinge un nivel atât de ridicat de precizie în măsurarea temperaturii în dispozitivele cu reglare termică, cum ar fi frigiderele și cuptoarele casnice.
Avantajele utilizării senzorilor de temperatură NTC pentru electrocasnice
Precizie și fiabilitate sporite pentru detectarea temperaturii la un număr mai mare de electrocasnice (−20°C până la 125°C)
Senzorii NTC au o precizie operațională de aproximativ ±0,5 grade Celsius în gamele cele mai frecvente pentru electrocasnicele casnice, de la -20 până la 125 de grade Celsius. Senzorii lor sunt fabricați din oxid ceramic metalic, care este imun la modificările rezistenței cauzate de ciclurile de temperatură, chiar și după peste 10 000 de cicluri termice. Acest lucru îi face extrem de fiabili atunci când sunt utilizați în reglarea temperaturii frigiderelor, pentru a elimina arderea prin congelare, și în reglarea temperaturii cuptoarelor, pentru a asigura o coacere uniformă a produselor de patiserie. În comparație cu termometrele simple și termostatul bimetalic tradițional, senzorii NTC se comportă și mai bine în condiții de umiditate și variații de umiditate. Testele de teren au raportat o nevoie de reajustări cu 40% mai mică decât cea anticipată. În aplicațiile lor specifice, considerate dificile — inclusiv cele din apropierea serpentinelor evaporatorului sau ale elementelor de încălzire — senzorii NTC depășesc, în ceea ce privește controlul fiabil al temperaturii, pe ceilalți reglatori de interval de temperatură de trei ori.
Timp excepțional de răspuns termic, chiar și în cazul unor designuri cu spațiu limitat
Datorită ambalajului lor special conceput și masei termice reduse, senzorii mini NTC ating aproximativ 90 % din echilibrul termic în cinci secunde. Unele dintre acești senzori mini NTC sunt atât de mici (uneori mai subțiri de 1 mm!) încât pot fi montați direct pe suprafața plăcilor de circuit imprimat și poziționați chiar lângă elementele de încălzire ale electrocasnicelor mici, cum ar fi mașinile de spălat vase, mașinile de cafea și mini sistemele de climatizare. Fără carcasa protectoare voluminoasă, ei elimină întârzierea termică și încep să raporteze temperatura imediat. Din acest motiv, producătorii de frigidere apreciază acești senzori, astfel încât compresoarele să nu funcționeze prea frecvent. În uscătoarele de rufe, senzorii reduc consumul de energie cu aproximativ 18 %. Acest lucru este posibil datorită construcției lor robuste (de tip bilă sau chip), care le permite să reziste vibrațiilor electrocasnicelor și totuși să ofere măsurători precise. În electrocasnicele moderne, care conțin numeroase componente și în care timpii de răspuns lenti pot genera situații periculoase, iar consumul inutil de electricitate este un dezavantaj, acești senzori sunt foarte importanți.
Sensoare de temperatură NTC utilizate în electrocasnice în viața reală
Cuptoare care reglează temperatura cu ajutorul senzorilor de temperatură NTC
Senzori de temperatură NTC amplasați pe placa de comandă a dispozitivului, în apropierea elementelor de încălzire. Această concepție permite senzorului să măsoare temperaturile de pe întreaga placă de comandă. În plus, oferă o măsurare mai precisă a temperaturii plăcii de comandă, cu o precizie de 1 °C, în intervale de mai puțin de cinci secunde. Aceasta înseamnă că senzorul poate controla intervalele de încălzire ale microcontrolerului, ceea ce, pe lângă prevenirea arderii, îmbunătățește și calitatea profilului de încălzire. Studiile privind această concepție demonstrează o reducere a consumului de energie cu 12–15 % față de concepțiile mai vechi (care foloseau intervale de încălzire temporizate).
Controlul evaporatorului și controlul inteligent al compresorului în frigidere
Senzorii de temperatură NTC gestionează diferitele zone ale frigiderelor inteligente prin măsurarea diferenței de temperatură:
Controlul evaporatorului: Senzorii de temperatură NTC plasați pe serpentinele evaporatorului măsoară stratul de gheață sub zero. Aceasta îmbunătățește ciclurile de dezgheț și reduce activările controlului încălzitorului.
Modularea compresorului: În timp ce senzorii NTC montați în interiorul cabinetului și în compartimente detectează și transmit în timp real datele de temperatură sistemului de comandă, compresorul cu viteză variabilă reglează puterea de răcire în funcție de sarcină și de condițiile ambientale.
Aceste funcționalități se combină pentru a obține o reducere de 20–30% a duratei de funcționare a compresorului, o îmbunătățire a controlului umidității interioare și o reducere a consumului anual de energie — totul menținând în același timp o funcționare fiabilă a senzorilor la temperaturi ambiantă între −40 °C și 85 °C.
De ce sunt atât de eficienți senzorii de temperatură NTC pentru producția de masă
Senzorii NTC facilitează crearea de electrocasnice destinate pieței de masă, oferind un bun echilibru între performanță, durabilitate și simplitate a procesului de fabricație. Datorită construcției lor ușoare, bazate pe ceramică, și unui proces asemănător celui utilizat în industria semiconductorilor, se garantează uniformitatea. Senzorii pot fi testați comercial într-un sistem complet automatizat, cu o precizie de ± 0,5 °C. Senzorii NTC simplifică plăcile de circuit imprimat (PCB) prin reducerea numărului de componente necesare, spre deosebire de termocuple, care necesită compensarea joncțiunii reci, și de rezistențele de temperatură (RTD), care necesită un curent specific. Forma de montaj în suprafață, acoperită cu rășină epoxidică, este rezistentă la umiditate, ceea ce îmbunătățește eficiența fabricației și reduce costurile. Senzorii NTC detectează o schimbare de temperatură în mai puțin de 3 secunde, eliminând astfel necesitatea unor setări complexe de timp sau a unor disipatoare suplimentare de căldură. Având o astfel de excelentă răspuns termic, producătorii de electrocasnice pot fi siguri că produsele lor vor rămâne competitiv prețuite, comparativ cu microcuvațele și frigiderele inteligente scumpe care folosesc senzori NTC.
Întrebări frecvente
Ce înseamnă inițialele NTC?
NTC se referă la coeficientul negativ de temperatură – descrie modul în care funcționează senzorul (rezistența scade odată cu creșterea temperaturii).
Din ce sunt fabricați senzorii NTC?
Senzorii NTC sunt fabricați din oxizi metalici, de exemplu compuși ai manganului, nichelului sau cobaltului.
De ce sunt senzorii NTC ideali pentru utilizarea în electrocasnice?
Senzorii NTC sunt ideali pentru electrocasnice, cum ar fi cuptoarele și frigiderele, deoarece sunt extrem de preciși, stabili și răspunzători, iar, în plus, pot rezista schimbărilor de mediu.
