Hầu hết những hệ thống vật lý hoá học, sự sống…đều bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ. Chính vì vậy để có con số chính xác nhất về nhiệt độ của môi trường và có sự điều cho phù hợp. Có nhiều cách để đo nhiệt độ khác nhau, trong đó có cảm biến nhiệt độ.
Xem Nhanh
1. Cảm biến nhiệt độ là gì?
Khái niệm cảm biến nhiệt độ
Cảm biến nhiệt độ là thiết bị để đo sự biến đổi về nhiệt độ của các đại lượng đo. Thiết bị cảm biến nhiệt có thiết kế đặc biệt chuyên dành cho ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm…Cũng như tất cả các ngành khác đòi hỏi độ chính xác cao, độ tin cây cao.
Loại cảm biến này được cấu tạo gồm hai dây kim loại khác nhau. Chúng được gắn vào một đầu gọi là đầu nóng và đầu lạnh. Khi có sự chênh lệch về nhiệt độ thì sẽ phát sinh ra một nhiệt điện tại đầu lạnh. Do đó, người dùng cần kiểm soát nhiệt độ đầu lạnh.
Nguyên lý hoạt động
Khi có sự chênh lệch diễn ra thì sẽ phát sin mộc sức điện động V tại đầu lạnh. Để ỏn định và đo được nhiệt độ thì điều này phụ thuộc phần lớn vào chất liệu. Vì vậy, mới cho ra các loại cặp nhiệt độ, mỗi loại sẽ cho ra một sức điện động khác nhau.
Cảm biến nhiệt độ có sự khác nhau về cấu tạo. Đa số được tạo thành là kim loại Platinum. Chúng có giá trị điện trở 100 Ohm ở nhiệt độ 0 độ C. Và điện trở sẽ thay đổi khi thay đổi nhiệt độ. Với hình dáng khớp với cấu tạo đầu dò nhiệtt, đây là loại thiết bị thụ đông. Do đó, nên cần phải cấp một nguồn đầu vào ổn định trong quá trình sử dụng.
Đầu dò có lõi làm bằng bạch kim được bao bọc bởi vỏ bên ngoài làm từ vật liệu đồng, chất bán dẫn, thép không gỉ, hay thủy tinh siêu mỏng… Do đó, nguyên lý làm việc của cảm biến nhiệt dựa trên mối quan hệ giữa vật liệu kim loại và nhiệt độ. Khi nhiệt độ là 0 độ C thì điện trở là 100Ω. Và khi điện trở của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng lên và ngược lại. Khi dùng đầu dò bằng bạch kim, không bị ăn mòn, rất nhạy với nhiệt độ. Nên chúng có thể hoạt động ổn định.
Nguyên lý làm việc của cảm biến nhiệt độ được tích hợp bộ chuyển đổi tín hiệu. Việc này giúp cho hiệu suất làm việc cao, vận hành dễ dàng và đơn giản trong lắp đặt.
2. Các loại dây cảm biến nhiệt độ
Cảm biến nhiệt 2 dây
Đây là loại cảm biết nhiệt độ có độ chính xác thấp nhất. Vì vậy, chúng chỉ được sử dụng khi kết nối độ bền nhiệt học. Thực hiện với dây điện trở ngắn và thấp.
Bên cạnh đó, loại này cũng được sử dụng để kiểm tra mạch điện tương đương. Và có thể đo được tổng điện trở của các phần tử cảm biến, điện trở dây dẫn sử dụng cho kết nối.
Cảm biến nhiệt 3 dây
Loại này có độ chính xác cao hơn loại cảm biến nhiệt 2 dây. Và được sử dụng nhiều trong lĩnh vực công nghiệp. Ưu điểm của loại cảm biến này là bỏ được những lỗi gây ra bởi điện trở dây dẫn. Ở phần đầu ra, điện áp sẽ phụ thuộc hoàn toàn vào biến đổi điện trở của cảm biến nhiệt. Và sự điều chỉnh nhiệt độ sẽ diễn ra theo nhiệt độ một cách liên tục.
Cảm biến nhiệt độ 4 dây
Có thể nói loại cảm biến nhiệt độ này mang lại độ chính xác cao nhất. Vì vậy, chúng được dùng chủ yếu trong phòng thí nghiệm. Trong phạm vi mạch điện tương đương. Phần điện áp đo được chỉ phụ thuộc vào điện trở của nhiệt. Dòng đo ổn định cùng với độ chính xác của số đọc điện áp trên nhiệt. Là hai yếu tố sẽ quyết định đến độ chính xác của phép đo.
3. Phân loại cảm biến nhiệt độ
Hiện nay cảm biến nhiệt được chia thành các loại sau:
Cảm biến nhiệt (Cặp nhiệt điện – Thermocouple). Cặp nhiệt điện loại K, R,S,.. có dải đo nhiệt độ cao.
Nhiệt điện trở (RTD – Resistance Temperature Detectors). Thông thường là cảm biến Pt100, Pt1000, Pt50, CU50,…
Điện trở oxit kim loại
Cảm biến nhiệt bán dẫn (Diode, IC…).
Nhiệt kế bức xạ
Kết luận
Bài viết trên đã gửi đến quý bạn đọc toàn bộ các thông tin liên quan đến cảm biến nhiệt độ chi tiết nhất.
