Cảm biến nhiệt độ là gì ?

Cảm biến nhiệt độ là gì ? Hôm nay trong bài viết này, mình xin giới thiệu các bạn các dòng cảm biến đo nhiệt độ được dùng phổ biến hiện nay. Các dòng này chiếm đến 95% các ứng dụng đo nhiệt độ trong công nghiệp. Trong cuộc sống hàng ngày của bạn và các ngành công nghiệp khác nhau, có rất nhiều trường hợp mà nó yêu cầu phải biết nhiệt độ của môi trường, bên trong lò phản ứng, cuộn dây của một máy điện, v.v.

Cảm biến nhiệt độ là gì ?
Cảm biến nhiệt độ là gì ?

Cảm biến nhiệt độ là gì ?

Các Công nghệ cảm biến nhiệt độ

Trong nhiều năm qua,  nhiều nhà sản xuất có các công nghệ khác nhau để đo nhiệt độ trong các ứng dụng cụ thể khác nhau. Nhưng tại sao công nghệ khác nhau ? Điều này là do các ứng dụng khác nhau đòi hỏi các yêu cầu từng trường hợp cụ thể  khác nhau và không có cách nào dùng một loại cảm biến được đề xuất cho tất cả các ứng dụng.

Chắn hẳn các bạn đã nghe về cảm biến nhiệt điện trở, cặp nhiệt, các cảm biến nhiệt độ dạng bán dẫn…các loại đó sẽ được liệt kê tại đây.

1- Cảm biến nhiệt độ dạng RTD ( Resistance Temperature Detectors )

Pt100 là một loại sensor hay cảm biến nhiệt độ được sử dụng trong công nghiệp. Vậy pt100 có ý nghĩa gì ? Là cảm biến làm việc theo nguyên lý dựa vào sự thay đổi điện trở theo nhiệt độ.

PT: viết tắt của vật liệu Platinum

  • 100: có nghĩa là khi ở 0ºC thì có điện trở là 100Ω
  • PT100: có nghĩa là sensor làm bằng vật liệu platinum và có giá trị ngõ ra 100Ω khi ở 0ºC

Có nhiều tên gọi cho Pt100 như: sensor pt100, cảm biến pt100…. Nhưng tên gọi chính xác nhất và chuẩn quốc tế là Pt100 RTD. Ngoài cảm biến pt100 thì còn có nhiều loại khác như: Ni100, NTC, TC, PT500, PT1000….. nhưng loại sử dụng nhiều nhất vẫn là pt100.

Pt100 chia làm 3 dạng chính đó là Pt100 dạng 2 dây, pt100 dạng 3 dây và pt100 dạng 3 dây. Vì hoạt động theo nguyên lý điện trở thay đổi nên trong quá trình sử dụng khi kéo dây đi xa sẽ có sai số do điện trở dây dẫn, vì vậy để khắc phục ta thường dùng pt100 dạng 3 dây và pt100 dạng 4 dây. Dãy nhiệt độ của Pt100 thông thường dao động trong khoảng từ -200.. 800 độ C.

Cảm biến Pt100 kết nối với PLC
Cảm biến Pt100 kết nối với PLC
Các dạng cảm biến Pt100
Các dạng cảm biến Pt100
Cảm biến Pt100 trong thực tế
Cảm biến Pt100 trong thực tế

2- Cảm biến nhiệt độ  ( Thermistors )

Là điện trở phụ thuộc nhiệt độ và được sử dụng rộng rãi trong các mục đích công nghiệp như:

– Bảo vệ quá dòng

– Trong các thiết bị có nhiệt độ tự điều chỉnh

– Bộ giới hạn dòng điện

NTC và PTC có điện trở thay đổi ngược nhau
NTC và PTC có điện trở thay đổi ngược nhau

Nhiệt điện trở có hai loại là NTC và  PTC. Trong nhiệt điện trở NTC (Hệ số nhiệt độ âm), điện trở giảm khi nhiệt độ tăng. NTC từ thường được sử dụng như bộ hạn dòng.  Với nhiệt điện trở PTC (Hệ số nhiệt độ dương), điện trở tăng khi nhiệt độ tăng. Nhiệt điện trở PTC thường được sử dụng như bảo vệ quá dòng và trong các cầu chì.

Cảm biến NTC và PTC
Cảm biến NTC và PTC

3- Cặp nhiệt ( Thermocouple ) 

Một cặp nhiệt điện hay đơn giản là TC liên kết bao gồm một vài dây không giống nhau cụ thể được nối với nhau, tạo thành điểm cảm nhận nhiệt độ.  Dựa trên các đặc tính vật lý gọi là Hiệu ứng hồi nhiệt điện, khi đường giao nhau này được đặt ở các nhiệt độ khác nhau, các tín hiệu millivolt khác nhau được tạo ra chứng tỏ có sự thay đổi nhiệt độ.

Nguyên lý của Thermocouple
Nguyên lý của Thermocouple

Cặp nhiệt điện thường được sử dụng cho lò nung, buồng đốt Gas Turbine, ống xả nhiệt độ cao, v.v.

Hạn chế chính của cặp nhiệt điện là độ chính xác chưa bằng Pt100 không phải là giải pháp tốt nhất cho các ứng dụng chính xác.

Dựa trên phạm vi đo nhiệt độ của thang đo độ nhạy, tuỳ vào mỗi vật liệu mà có độ nhạy nhiệt khác nhau. Ta chia ra các cặp nhiệt điện khác nhau, ví dụ C J, K, M, N, T, B, S, ..
Tương ứng với mỗi loại sẽ có các dãy đo khác nhau.

Mô tả dãy đo của các thermocouple
Mô tả dãy đo của các thermocouple

Can nhiệt loại K : Type K ( chromel – alumel ) là loại cặp nhiệt được sử dụng nhiều nhất hiên nay. Nguyên nhân độ nhạy nhiệt cao. Có dãy đo lớn một cặp nhiệt K tiêu chuẩn có dãy đo từ -200 …1300 C. Thích hợp dùng trong ngành công nghiệp lò hơi, luyện kim..

Can nhiệt loai B : Type B là Cặp nhiệt điện hợp kim bạch kim / rhodium –   (70% Pt / 30% Rh, 94% Pt / 6% Rh, tính theo trọng lượng) phù hợp để sử dụng ở nhiệt độ lên đến 1800 ° C. Dòng loại B thường dùng trong các lò có nhiệt độ cao từ 1300 C trở lên.  Vật liêu bên ngoài của can B thông thường là bằng sứ. 

Can nhiệt loai S : Type S là Cặp nhiệt điện hợp kim bạch kim / rhodium –  (90% Pt / 10% Rh, Pt, tính theo trọng lượng), tương tự như loại R, được sử dụng tới 1600 ° C.

Can nhiệt loai C : Type C cặp nhiệt điện hợp kim vonfram / rheni – (95% W / 5% Reifer 74% W / 26% Re, tính theo trọng lượng) nhiệt độ tối đa sẽ được đo bằng cặp nhiệt điện loại c là 2329 ℃..

Thermocouple loai K
Thermocouple loai K

4- Cảm biến nhiệt độ bán dẫn

Dòng này chủ yếu ta thấy trong các thiết bị có tích hợp. Như máy lạnh, tủ lạnh… các dòng bán dẫn sử dụng cảm biến này với chi phí thấp.

–  Cấu tạo: Làm từ các loại chất bán dẫn.
–  Nguyên lý: Sự phân cực của các chất bán dẫn bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ.
–  Ưu điểm: Rẽ tiền, dễ chế tạo, độ nhạy cao, chống nhiễu tốt, mạch xử lý đơn giản.
–  Khuyết điểm: Không chịu nhiệt độ cao, kém bền.
–  Thường dùng: Đo nhiệt độ không khí, dùng trong các thiết bị đo, bảo vệ các mạch điện tử.
–  Tầm đo: -50 – 150 0C

LM35 một trong những cảm biến nhiệt bán dẫn phổ biến nhất
LM35 một trong những cảm biến nhiệt bán dẫn phổ biến nhất

Đó là một vài chia sẻ của mình về các dòng cảm biến đo nhiệt độ hiện nay. Tuỳ theo nhu cầu và dãy đo ta có sự lựa chọn thích hợp.  Để được tư vấn về sử dụng cảm biến nhiệt độ. Các bạn hãy liện hệ với Quốc theo các thông tin sau:

Phones: 0989 825 950 Mr Quốc –  Zalo : 0989 825 950

Email : Christian.Nguyen@Bff-tech.com 

Công Ty TNHH Công Nghệ Đo Lường BFF

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Chat Zalo 24/7