Termistori NTC vs. sensori di temperatura a resistenza. Somiglianze e differenze
Termistori NTC vs. sensori di temperatura a resistenza. Somiglianze e differenzeData di pubblicazione: 01-07-2025 🕒 4 min di lettura
I sensori di temperatura sono tra i componenti di base di molti sistemi e dispositivi elettronici. Li possiamo incontrare in moltissimi posti: negli uffici, come elementi del sistema di ventilazione, in automobile, dove misurano la temperatura esterna, o nelle apparecchiature informatiche, dove viene controllata la temperatura di componenti specifici. I sensori di temperatura sono onnipresenti, e uno dei loro rappresentanti sono i termistori NTC e gli elementi resistivi, ed è proprio questi progetti che esamineremo questa volta.
- Termistori NTC - informazioni di base
- Sensori di temperatura a resistenza - informazioni di base
- Confronto tra i componenti
- Applicazioni dei sensori e dei termistori
- Denominazioni dei termistori
- Diagnostica dei termistori NTC
Cos’è un termistore NTC e come funziona?
I termistori sono sensori di temperatura a semiconduttore, realizzati più spesso con ossidi metallici come manganese, nichel o cobalto. Come si può facilmente intuire, questi elementi reagiscono alla temperatura o, più precisamente, sotto la sua influenza cambia la resistenza del termistore. Come cambierà la resistenza è determinato dal tipo di elemento. Possiamo distinguere tre tipi base di termistori:
- NTC - Termistore a coefficiente di temperatura negativo,
- PTC - Termistore a coefficiente di temperatura positivo,
- CTR - Termistore caratterizzato da un cambiamento a gradino nella resistenza. Alcuni dei termistori più comuni sono gli elementi NTC, la cui resistenza diminuisce con l’aumentare della temperatura.
Termistori NTC nell’offerta di TME
Sensori di temperatura a resistenza RTD
Il Resistance Temperature Detector (RTD, rilevatore di temperatura a resistenza) è un elemento leggermente diverso dal termistore, ma con lo stesso compito - misurare la temperatura. Gli RTD utilizzano metalli con le cosiddette "proprietà stabili", come, ad esempio, platino, rame o nichel. La loro resistenza aumenta linearmente con l’aumentare della temperatura, quindi è possibile misurare e determinare la temperatura del sensore. Il tipo più comune di RTD è il sensore al platino, ad esempio PT100, la cui resistenza è di 100Ω a 0°C.
Sensori di temperatura a resistenza
Confronto tra NTC e RTD
Sebbene il compito di entrambi i tipi di sensori sia misurare la temperatura, differiscono nelle loro caratteristiche, e possiamo indicare alcune informazioni specifiche qui:
Caratteristiche della temperatura:
- NTC: Dipendenza non lineare della resistenza dalla temperatura. Richiede compensazione nei sistemi di misura.
- RTD: Caratteristiche lineari, il che rende più facile l’interpretazione dei risultati.
Intervallo di temperatura:
- NTC: Tipicamente utilizzati in un intervallo di temperatura più ristretto (-50°C a 150°C).
- RTD: Può operare in un intervallo più ampio (da -200°C a 850°C per il PT100).
Precisione:
- NTC: Precisione inferiore, specialmente a temperature più elevate.
- RTD: Alta precisione e caratteristica ripetibilità.
Prezzo:
- NTC: Più economici da produrre.
- RTD: Più costosi a causa dell’uso di metalli preziosi.
Si possono descrivere i termistori come componenti economici e piccoli con tempi di risposta rapidi, che però presentano problemi di ripetibilità dei risultati e non linearità, soprattutto in ampi intervalli di temperatura. I sensori RTD, invece, sono elementi caratterizzati da maggiore precisione, stabilità e ampia gamma di temperatura, con il caveat però che questi dispositivi sono leggermente più costosi, più grandi e più lenti nella risposta.
Applicazioni dei sensori e termistori di temperatura
Come già scritto, oggi gli elementi di misurazione della temperatura sono onnipresenti. I termistori si trovano generalmente in applicazioni meno esigenti e in luoghi con accesso limitato. Questi possono includere, ad esempio, elettrodomestici, sistemi di riscaldamento e ventilazione e circuiti che misurano la temperatura delle batterie. I sensori RTD sono usati in settori più specifici, dove sono valorizzate precisione e ripetibilità. Si trovano in macchinari industriali, apparecchiature mediche, strumenti scientifici o nel settore energetico come elementi di misura per turbine a gas.
Differenze nelle denominazioni dei termistori
La denominazione dei termistori negli schemi e nella documentazione tecnica può variare. Dipende dalla parte del mondo in cui tali documenti sono stati preparati. Il simbolo europeo, usato anche a livello internazionale, è un rettangolo che ricorda un resistore con una linea trasversale. Negli Stati Uniti e in Giappone, invece, si utilizza un cerchio con il simbolo resistivo a forma di pallina e una freccia trasversale all’interno.
Diagnostica dei termistori NTC
Può capitare che i termistori si danneggino. Le cause sono varie: danni meccanici, invecchiamento del sensore, sovraccarico di corrente o collegamento errato.
| Tipo di termistore | Intervallo di temperatura (°C) | Resistenza nominale (kΩ) | Costante di tempo (s) | Tolleranza |
|---|---|---|---|---|
| NTC-10k | -40 fino a 125 | 10 | 10 | ±5% |
| NTC-5k | -50 fino a 150 | 5 | 5 | ±3% |
| NTC-1k | -20 fino a 100 | 1 | 2 | ±2% |
Per verificare il corretto funzionamento del termistore, si dovrebbe prima valutare il suo stato visivo. Se questo non indica danni, è possibile misurare la sua resistenza in funzione della temperatura. Questa dovrebbe essere conforme ai dati di catalogo (con possibili deviazioni incluse nell’intervallo di tolleranza). Se tutte le misurazioni concordano, si può presumere che il sensore funzioni correttamente. Tuttavia, va ricordato che una singola misurazione a temperatura ambiente non garantisce la riuscita, perché la resistenza dell’elemento può essere soggetta a grandi variazioni solo in un intervallo specifico di temperatura.
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