Cảm biến nhiệt độ là gì? Chi tiết về nguyên lý hoạt động
Như chúng ta đã biết, đa số sự sống trên trái đất, các hiện tượng đều chịu tác động của nhiệt độ. Bởi những vai trò này, đại lượng được quan tâm đo lường nhiều nhất là nhiệt độ. Thông thường, có thể thông qua nhiệt độ để điều chỉnh các biện pháp tích cực cho môi trường. Vậy cảm biến nhiệt độ là gì? Tại sao lại có giá trị cao như thế? Hãy cùng mình giải đáp câu hỏi trên nhé
Cảm biến nhiệt độ là gì?
cảm biến nhiệt độ
Nhiệt điện trở (cảm biến nhiệt độ) là một thiết bị để đo sự thay đổi nhiệt độ của các đại lượng cần thiết. Do đó, các cảm biến phát ra tín hiệu khi nhiệt độ thay đổi, và các đầu đọc sẽ đọc tín hiệu này và chuyển nó thành nhiệt độ theo một số lượng nhất định. Được biết đến với khả năng đo nhiệt độ một cách chuẩn xác cao hơn nhiều so với những gì có thể đạt được với cặp nhiệt kế hay nhiệt điện khác. Cảm biến nhiệt độ có cách gọi khác là nhiệt kế điện trở
Cảm biến nhiệt độ có cấu tạo ra sao ?
- Phần cảm biến: Được coi là quan trọng và quyết định đến mức độ chuẩn xác của toàn bộ thiết bị cảm biến. Thiết bị này được lắp vào vỏ bảo vệ sau khi nó đã được kết nối với ổ cắm.
- Cáp kết nối: Các thành phần cảm biến có thể được kết nối với 2, 3 hay 4 cáp. Vật liệu của cáp hoàn toàn phụ thuộc vào yêu cầu dùng đầu dò.
- Bộ cách điện:phần này có chức năng chính là cách điện tránh đoản mạch và thực hiện cách điện giữa các sợi cáp nối với vỏ bảo vệ.
- Phụ gia độn: bột alumin mịn, khô và khuấy đều. Nhiệm vụ của chất phụ gia này là lấp đầy tất cả các vùng trống để bảo vệ cảm biến được chắc chắn.
- Nắp bảo vệ: nó được sử dụng để bảo vệ cảm biến và các cáp kết nối. Bộ phận này phải được làm bằng vật liệu thích hợp với kích thước thích hợp và nếu cần, có thể phủ thêm một lớp phủ.
- Đầu nối: Phần này được làm bằng vật liệu cách điện có thêm các bảng mạch và kết nối các điện trở. Nếu cần thiết, một bộ chuyển đổi 420 mA có thể được lắp đặt thay cho bảng đầu cuối.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ ra sao?
- Nhiệt điện trở hoạt động trên cơ sở sự thay đổi điện trở của kim loại so với sự thay đổi chi phối của nhiệt độ.
- Khi có sự thay đổi nhiệt độ giữa đầu nóng và đầu lạnh thì một suất điện động V sinh ra ở đầu lạnh. Nhiệt độ ở đầu lạnh phải ổn định và có thể đo được và phụ thuộc vào vật liệu..
- Nguyên lý hoạt động của cặp nhiệt điện chính dựa trên mối quan hệ giữa vật liệu kim loại và nhiệt độ . Đặc biệt, khi nhiệt độ bằng 0, điện trở là 100 Ω và khi nhiệt độ tăng.giảm thì điện trở của kim loại tăng/giảm
- Bộ chuyển đổi tín hiệu tích hợp giúp cải thiện hiệu quả làm việc của cảm biến nhiệt và giúp việc sử dụng và lắp đặt dễ dàng hơn.
Các loại dây của cảm biến nhiệt độ
Cảm biến nhiệt độ 2 dây
- Độ chính xác không cao
- Chỉ được sử dụng để kết nối nhiệt động lực học với dây dẫn ngắn, điện trở thấp.
- Bên cạnh đó, còn được dùng để kiểm tra sơ đồ mạch tương đương và điện trở đo được là tổng của các phần tử đo, điện trở của các dây dẫn được sử dụng để kết nối.
Cảm biến nhiệt độ 3 dây
- Mức độ chính xác của loại này cao.
- Ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghiệp.
- Ưu điểm của nó là khắc phục các tình huống xuất do điện trở của dây dẫn gây ra. Ở đầu ra, điện áp chịu ảnh hưởng của sự thay đổi điện trở của cảm biến nhiệt và việc áp dụng nhiệt độ được thực hiện liên tục với nhiệt độ.
Cảm biến nhiệt 4 dây
- Chính xác cao nhất trong 3 dạng.
- Được dùng chủ yếu trong các ứng dụng phòng thí nghiệm.
- Trong sơ đồ mạch điện tương đương, điện áp đo được dựa vào điện trở nhiệt. Sự ổn định của dòng điện đo và độ chính xác của hiển thị điện áp trên bộ điều nhiệt quyết định độ chính xác của phép đo.
Cảm biến nhiệt độ có những loại nào?
- Các loại cặp nhiệt điện loại K, R, S, … có dải đo nhiệt độ rộng.
- Thermistor (RTD – Máy dò nhiệt độ điện trở). Thông thường các loại cảm biến Pt100, Pt50, Pt1000, CU50, …
- Điện trở oxit kim loại
- Cảm biến nhiệt bán dẫn (diode, IC …).
- Nhiệt kế bức xạ
Ứng dụng của cảm biến nhiệt độ
- Cảm biến nhiệt độ dùng cho nhiều vai trò khác nhau cụ thể như: đo nhiệt độ trong máy nước nóng, máy sưởi dầu, đo nhiệt độ của tủ sấy…
- Cảm biến nhiệt độ khác nhau được sử dụng cho các lĩnh vực cụ thể như:
- Nhiệt kế điện tử, chất bán dẫn, cặp nhiệt điện T cho nghiên cứu nông nghiệp
- Nhiệt kế điện tử, PT100 cho ô tô
- Điện trở oxit kim loại cho ô tô, cho điện lạnh
- Cặp nhiệt điện kiểu K, T, R, S, B và PT100 cho Xử lý Vật liệu và Hóa chất
Lưu ý khi sử dụng cảm biến nhiệt độ
- Bảo quản cảm biến nhiệt độ ở nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp và xa tầm tay trẻ em.
- Khi kết nối, cáp giữa đầu dò và bộ điều khiển phải càng ngắn càng tốt.
- Bù tổn thất đường truyền bằng cách điều chỉnh giá trị bù nhiệt độ. Giá trị bù nhiệt độ lớn hay nhỏ tùy thuộc vào chiều dài, chất liệu cáp và môi trường lắp đặt.
- Không bao giờ để kẹp cặp nhiệt điện tiếp xúc với môi trường cần đo.
- Đầu nối phải theo hướng tích cực và tiêu cực.
Bài viết trên đã chia sẻ những thông tin về thiết bị cảm biến nhiệt độ. Hy vọng sẽ giúp ích cho bạn trong nhiều lĩnh vực
Xem thêm : Tổng quan về Sigma mà bạn cần nắm
