Chào các bạn! Hôm nay mình sẽ giới thiệu đến các bạn một thiết bị được sử dụng phổ biến hiện nay đó là cảm biến nhiệt độ! Cấu tạo, ứng dụng, nguyên lý hoạt động,.. như thế nào? Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu cụ thể hơn qua bài viết bên dưới nhé!
Danh mục
Cảm biến nhiệt độ là gì?
Cảm biến nhiệt độ là thiết bị được dùng để đo sự biến đổi về nhiệt độ của các đại lượng cần đo. Thường là RTD (đầu dò nhiệt độ điện trở) hoặc cặp nhiệt điện, thu thập dữ liệu về nhiệt độ từ một nguồn cụ thể và chuyển đổi dữ liệu thành dạng dễ hiểu cho thiết bị hoặc người quan sát. Cảm biến nhiệt độ được sử dụng trong nhiều ứng dụng như: điều khiển môi trường hệ thống HVand AC, bộ xử lý thực phẩm, thiết bị y tế, xử lý hóa chất và ô tô dưới hệ thống giám sát và kiểm soát mui xe,..v.v…
Một số ứng dụng phổ biến
Loại cảm biến nhiệt độ phổ biến nhất là nhiệt kế. Được sự dụng để đo nhiệt độ của chất rắn, chất lỏng và khí. Nó cũng là một loại cảm biến nhiệt độ phổ biến. Chủ yếu được sử dụng cho các mục đích phi khoa học vì nó không quá chính xác.
Cảm biến nhiệt độ đóng vai trò quyết định đến tính chất của vật chất, nhiệt độ có thể làm ảnh hưởng đến các đại lượng chịu tác dụng của nó, ví dụ như áp suất, thể tích chất khí … v.v. Cảm biến nhiệt độ rất nhạy cảm được sử dụng trong các thí nghiệm, các lĩnh vực nghiên cứu khoa .Trong lĩnh vực tự động hoá người ta sử dụng các sensor bình thường cũng như đặc biệt.
Có nhiều loại cảm biến nhiệt độ khác nhau có khả năng cảm biến tùy vào phạm vi ứng dụng của chúng. Các loại cảm biến nhiệt độ khác nhau như sau:
- Cặp nhiệt điện
- Đầu báo nhiệt độ điện trở
- Nhiệt điện
- Cảm biến hồng ngọai
- Chất bán dẫn
- Nhiệt kế
Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ
Cảm biến đo nhiệt độ có cấu tạo chính là 2 dây kim loại khác nhau được gắn vào đầu nóng và đầu lạnh. Ngoài ra, nó còn được cấu tạo bởi nhiều bộ phận khác, cụ thể như sau:
- Bộ phận cảm biến: đây được xem là bộ phận quan trọng nhất, quyết định đến độ chính xác của toàn bộ thiết bị cảm biến. Bộ phận này được đặt bên trong vỏ bảo vệ sau khi đã kết nối với đầu nối.
- Dây kết nối: các bộ phận cảm biến có thể được kết nổi bằng 2,3 hoặc 4 dây kết nổi. Trong đó, vật liệu dây sẽ phụ thuộc hoàn toàn vào điều kiện sử dụng đầu đo.
- Chất cách điện gốm: bộ phận này với nhiệm vụ chủ yếu là làm chất cách điện ngừa đoản mạch và thực hiện cách điện giữa các dây kế nối với vỏ bảo vệ.
- Phụ chất làm đầy: gồm bột alumina mịn, được sấy khô và rung. Phụ chất này với chức năng chính là lắp đầy tất cả khoảng trống để bảo vệ cảm biến khỏi các rung động.
- Vỏ bảo vệ: giống như tên gọi, bộ phận này được dùng đẻ bảo vệ bộ phận cảm biến và dây kết nối. Bộ phận này phải được làm bằng vật liệu phù hợp với kích thước phù hợp và khi cần thiết có thể bọc thêm vỏ bọc bằng vỏ bổ sung.
- Đầu kết nối: Bộ phận này được làm bằng vật liệu cách điện (gốm). Chứa các bảng mạch, cho phép kết nối của điện trở. Trong đó, bộ chuyển đổi 4-20mA khi cần thiết có thể được cài đặt thay cho bảng đầu cuối.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ
Cảm biến nhiệt hoạt động dưa trên cơ sở là sự thay đổi điện trở của kim loại so với sự thay đổi nhiệt độ vượt trội.
Cụ thể, khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa đầu nóng và đầu lạnh thì sẽ có một sức điện động V được phát sinh tại đầu lạnh. Nhiệt độ ở đầu lạnh phải ổn định và đo được và nó phụ thuộc vào chất liệu. Chính vì vậy mà mới có sự xuất hiện của các loại cặp nhiệt độ và mỗi loại cho ra một sức điện động khác nhau: E, J, K, R, S, T.
Nguyên lí làm việc của cảm biến nhiệt. Chủ yếu dựa trên mối quan hệ giữa vật liệu kim loại và nhiệt độ. Cụ thể, khi nhiệt độ là 0 thì điện trở ở mức 100Ω. Điện trở của kim loại tăng lên khi nhiệt độ tăng và ngược lại.
Việc tích hợp bộ chuyển đổi tín hiệu giúp nâng cao hiệu suất làm việc của cảm biến nhiệt. Giúp cho việc vận hành, lắp đặt được dễ dàng hơn.
Các loại dây cảm biến nhiệt
Các bộ phận cảm biến có thể được kết nổi bằng 2,3 hoặc 4 dây kết nổi. Cụ thể như sau:
- Cảm biến nhiệt độ 2 dây
- Ít chính xác nhất.
- Chỉ được sử dụng khi kết nối độ bền nhiệt học được thực hiện với dây điện trở ngắn và điện trở thấp.
- Ngoài ra, nó cũng được sử dụng để kiểm tra mạch điện tương đương và điện trở đo được là tổng của các phần tử cảm biến, điện trở của dây dẫn được sử dụng cho kết nối.
- Cảm biến nhiệt độ 3 dây
- Loại này cho mức độ chính xác cao hơn loại 2 dây.
- Nó được sử dụng nhiều trong lĩnh vực công nghiệp.
- Ưu điểm của nó là sẽ loại bỏ được các lỗi gây ra bởi điện trở của các dây dẫn. Ở phần đầu ra, điện áp sẽ phụ thuộc hoàn toàn vào sự biến đổi điện trở của cảm biến nhiệt và sự điều chỉnh nhiệt độ diễn ra liên tục theo nhiệt độ.
- Cảm biến nhiệt 4 dây
- Loại này được xem là cho độ chính xác lớn nhất.
- Nó được sử dụng trong các ứng dụng trong phòng thí nghiệm là chủ yếu.
- Trong phạm vi mạch điện tương đương, điện áp đo được chỉ phụ thuộc vào điện trở của nhiệt. Độ ổn định của dòng đo và độ chính xác của số đọc điện áp trên nhiệt sẽ quyết định đến độ chính xác của phép đo.
Lời Kết
Bài viết này chia sẻ một số thông tin cơ bản về Cảm Biến Nhiệt Độ. Hy vọng nó sẽ hữu ích với các bạn. Cần tư vấn và báo giá về cảm biến nhiệt độ hoặc những loại thiết bị cảm biến khác. Hãy liên hệ trực tiếp với mình nhé!
Phones: 0989 825 950 Mr Quốc – Zalo : 0989 825 950
Email : Christian.Nguyen@Bff-tech.com
Công Ty TNHH Công Nghệ Đo Lường BFF
