Giỏ hàng

Phân biệt các loại cảm biến nhiệt độ hiện nay

Hiện nay có rất nhiều loại đồng hồ nhiệt độ được sử dụng trong công nghiệp. Theo đó có vô số cảm biến nhiệt độ   đi kèm với từng dải nhiệt độ đo khác nhau. Tránh nhầm lẫn khi mua hàng và thay thế sửa chữa khi hỏng hóc, bài viết sẽ giúp bạn phân […]

Hiện nay có rất nhiều loại đồng hồ nhiệt độ được sử dụng trong công nghiệp. Theo đó có vô số cảm biến nhiệt độ  

đi kèm với từng dải nhiệt độ đo khác nhau. Tránh nhầm lẫn khi mua hàng và thay thế sửa chữa khi hỏng hóc, bài viết sẽ giúp bạn phân biệt chính xác từng loại cảm biến nhiệt độ.

Tên thị trường thiết bị điện công nghiệp hiện nay có vô số thương hiệu khác nhau. Giá cả và chức năng cũng vô cùng phong phú cùng với giá tiền đắt có, rẻ cũng có. Một số thương hiệu phổ biến như Omron, Panasonic.. của Nhật Bản, hay Fotek của Đài Loan và Hanyoung của Hàn Quốc.

Cảm biến nhiệt độ được phân thành các loại như sau:

  • Nhiệt điện trở. Kí hiệu : RTD ( Resitance Temperature Detector ).
  • Cặp nhiệt điện. Kí hiệu: TC (Thermocouple ).
  • Bán dẫn. Sử dụng các linh kiện bán dẫn như: Diode, Ic…
  • Thermistor.
  • Phương pháp đo nhiệt độ bằng hồng ngoại hoặc là quang phổ, lazer.

1. Cảm biến nhiệt điện trở RTD.

Như trên hình minh hoạ thì cảm biến RTD dùng 3 chân 12, 13, 14 tương đương với chữ A-B-B. Chúng ta sẽ tìm hiểu cảm biến nhiệt độ loại này.

1.1 Cấu tạo cảm biến nhiệt điện trở RTD

-Cấu tạo của cảm biến này bao gồm dây kim loại làm từ: đồng, platinim, nikel,…được quấn theo hình dáng của đầu đo. Giá trị điện trở của loại cảm biến nhiệt độ này ở  0ºC là 100 Ω. Loại này được cấp một điện áp một chiều ổn định, khi nhiệt độ thay đổi sẽ làm thay đổi giá trị điện trở của chúng. Khi đấy có độ sụt áp thay đổi trên 2 đầu dây kim loại, từ đó đồng hộ nhiệt độ sẽ tự tính toán ra mức nhiệt độ tương ứng. Giá trị điện trở và nhiệt độ luôn thay đổi tỉ lệ thuận với nhau. Ngoài ra, khi lắp đặt mà có sai số chúng ta vẫn phải calib lại đầu đo bằng cách bù trừ nhiệt độ trên đồng hồ.

Giá trị điện trở RTD theo nhiệt độ sẽ dùng công thức sau để tính toán:

Trong đó:

Từ công thức trên, ta có bảng quy đổi nhiệt độ sau. Dựa vào nhiệt độ hiện tại và tra bảng mà ta có thể kiểm tra xem nhiệt điện trở RTD có chính xác không. Từ đây ta thay đổi nhiệt độ trên đồng hồ sao cho hợp lý.

Bảng màu xanh dùng cho nhiệt độ dưới 0ºC

Bảng màu đỏ dùng cho nhiệt độ trên 0ºC

1.2 Sơ đồ đấu dây cảm biến nhiệt độ RTD

1.3 Ưu, nhược điểm của cảm biến nhiệt độ RTD

Ưu điểm:

Trên thì trường hiện nay thì cảm biến loại này thường được sử dụng loại Platinim với tên viết tắt là PT100, PT200, PT500, PT1000. Loại này có thang đo rông, và sai số khi làm việc rất thấp. Quan trọng là giá thành rẻ hơn các cặp nhiệt điện rất nhiều.

ĐIện trở suất của Platium cao, chống được sự oxy hoá, độ nhạy cao.

Thiết kế đa dạng về lại dây, độ dài và hình dạng nên sử dụng linh hoạt trong việc lắp máy.

Nhược điểm:

Dải nhiệt độ đo được bé hơn cặp nhiệt điện TC. giá thành đắt hơn.

1.4 Môi trường sử dụng

Được sử dụng trong các môi trường công nghiệp như môi trường, hoá chất và gia công vật liệu.

Có thể giám sát và điều khiển và thu thập dữ liệu nhiệt độ và truyền đi xa qua các thiết bị mở rộng. Sử dụng các giao tiếp RS-485 hay Modbus RTU.

1.5 Các chú ý khi sử dụng cảm biến nhiệt độ RTD

Để giảm sai số có thể dử dụng loại RTD 4 dây.

Do biến thiên điện trở nên chúng ta không cần quan tâm về chiều dài dây. Chúng ta có thể nối dài bằng các phương pháp như hàn dây, dùng các thiết bị nối. Chúng ta kiểm tra chất lượng mối nối bằng đồng hồ đo VOM. Quan trọng nhất là chống nhiễu cho đoạn dây truyền tín hiệu để hạn chế sai số đo.

2. Cặp nhiệt điện- Thermocuples ( TC )

2.1 Cấu tạo cặp nhiệt điện TC

Gồm 2 dây kim loại khác nhau được hàn dính lại với nhau ở một đầu. Phần đầu này được cho vào một ống mỏng kín một đầu, thường làm bằng inox 304 hoặc 316. Đầu còn lại có ren và đai ốc. Phần dây dẫn được bọc một lớp lưới thép vừa dùng để bảo vệ, chống gập dây và chóng nhiễu.

Đầu được hàn với nhau là đầu đo, còn đầu đấu vào chân đồng hồ sẽ là đầu chuẩn. Khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai đầu đồng thời sẽ có sức điện động V tại đầu chuẩn.

Các cặp nhiệt điện hiện có trên thị trường như loại K, E, J, R, S,T. Mỗi loại có dải nhiệt độ đo khác nhau từ -100ºC cho tới 1500ºC.

THường được gắn trong các loại máy sấy nhiệt

2.2 Sơ đồ đâu dây

Vì loại cảm biến nhiệt độ TC chỉ có hai dây. Trong đó một dây màu đỏ và một dây màu trắng tương đương với hai cực – và  + trên đồng hồ nhiệt độ. Ta cần đấu đúng chân thì đồng hồ mới hiển thị nhiệt độ được. Đấu ngược đồng hồ sẽ báo lỗi.

2.3 Ưu nhược điểm của dây cảm biến nhiệt.

Ưu điểm:

Dải đo rộng với nhiệt độ cao.

Bền.

Nhược điểm:

Do sử dụng sức điện động V để đo nhiệt độ lên chiều dài dây bị hạn chế và không dài quá 5m.

Dễ có sai số thì chúng ta phải bù trừ trên đồng hồ nhiệt độ.

 3. Thermistor

3.1 Cấu tạo

Được làm từ hỗn hợp các oxid kim loại như Mangan, Niken, Cobalt,…. Các bột này được pha trộn theo khối lượng và tỉ lệ nhất định. Sau rồi nèn chặt hỗn hợp và nung chúng ở nhiệt độ cao thành một thể rắn đồng nhất.

Khối đồng nhất này có điện trở nhất định. Khi nhiệt độ thay đổi kéo theo giá trị điện trở cũng thay đổi theo

Thermistor có hai loại chính là PTC và NTC.

  • PTC: hệ số nhiệt dương có nghĩa là tăng giá trị điện trở khi nhiệt độ tăng
  • NTC: hệ số nhiệt âm có nghĩa là giảm giá trị điện trở khi nhiệt độ giảm.

Thường được dùng trong các mạch điện tử hay bảo vệ cuộn dây cho động cơ.

3.2 Sơ đồ đấu dây

Là  cảm biến nhiệt độ hai đầu dây. Vì sử dụng điện trở lên khi đấu vào đồng hồ không cần quan tâm tới chiều hay màu dây.

3.3 Ưu nhược điểm

Ưu điểm:

-Bền với môi trường đo

-Rẻ

-Dễ chế tạo

Khuyết điểm

-Dải nhiệt độ hạn chế từ -50 cho tới 100ºC

4.Bán dẫn

 

4.1 Cấu tạo

Là loại cảm biến nhiệt độ được cấu tạo từ các chất bán dẫn với các lớp PNP hay NPN.

4.2 Nguyên lý hoạt động

Dựa vào sự thay đổi điện áp giữa các lớp bán dẫn khi nhiệt độ môi trường thay đổi.

4.3 Ưu và nhược điểm

4.3.1 Ưu điểm

-Giá thành siêu rẻ, độ nhạy cao, chống nhiễu tốt.

-Áp dụng công nghệ bán dẫn hiện đại nên có nhiều cảm biến nhiệt độ đa dạng về chủng loại, kết nối đơn giản, ổn định.

-Hình dáng đa dạng. Hình IC như các loại: LM35, LM335, LM45. Hình dáng như diode.

-Một số loại mới có hỗ trợ sẵn chuẩn tuyền thông I2C ( DS18B20)

-Dễ dàng tích hợp lên các mạch điện tử để đo đạc.

4.3.2 Nhược điểm

-Với thành phần là chất bán dẫn nên cảm biến nhiệt độ loại này kém bền, không chịu được nhiệt độ cao.

-Chỉ đo chính xác được trong một khoảng nhất định. Ngoài dải đo cảm biến sẽ mất tác dụng.

Môi trường hoạt động mà độ ẩm cao, hoá chất ăn mòn hay bị rung lắc thì cảm biến sẽ nhanh hư hỏng.

Facebook Instagram Youtube Twitter Top