CÁC LOẠI CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ

–  Cặp nhiệt điện (Thermocouple).
–  Nhiệt điện trở (RTD-resitance temperature detector).
–  Thermistor.
–  Bán dẫn (Diode, IC ,…).
–  Ngoài ra còn có loại đo nhiệt không tiếp xúc (hỏa kế – Pyrometer). Dùng hồng ngoại hay lazer.

một. CẶP Lắp đặt phun sương
ĐIỆN ( Thermocouples ) .

–  Cấu tạo: Gồm 2 chất liệu kim loại khác nhau, hàn dính một đầu.
–  Nguyên lý: Nhiệt độ thay đổi cho ra sức điện động thay đổi (mV).
–  Ưu điểm: Bền, đo nhiệt độ cao.
–  Khuyết điểm: Nhiều yếu tố ảnh hưởng làm sai số. Độ nhạy không cao.
–  Thường dùng: Lò nhiệt, môi trường khắc nghiệt, đo nhiệt nhớt máy nén,…
–  Tầm đo: -100  – 1400 0C

1.1 Thiết kế của cảm biến Thermocouples

– Gồm 2 dây cáp sắt kẽm kim loại khác lạ nhau đc hàn gặp phải một đầu điện thoại tư vấn được xem là đầu ấm ( xuất xắc đầu đo ), nhì đầu vẫn lại Gọi được xem là đầu rét ( đến cả đầu chuẩn chỉnh ). Khi mang sự chênh lệch nhiệt độ thân đầu ấm & đầu rét thì tiếp tục nảy sinh một mức độ điện động V trên đầu lạnh lẽo. Một yếu tố đặt ra được xem là buộc phải không thay đổi & đo đc nhiệt độ sống đầu rét mướt, vấn đề nào tùy thuộc ở trong siêu phệ trong vật liệu. Do vậy thế hệ mang đến ra những mẫu mã cặp nhiệt độ, mọi hình trạng đến ra một mức độ điện động khác lại nhau : E, J, K, R, S, T. Các du khách quan tâm yếu tố nè nhằm tậu đầu mò & cỗ điều khiển và tinh chỉnh mang lại phù hợp .

–  Dây của cặp nhiệt điện thì không dài để nối đến bộ điều khiển, yếu tố dẫn đến không chính xác là chỗ này, để giải quyết điều này chúng ta phải bù trừ cho nó (offset trên bộ điều khiển).

1.2 Lưu ý khi sử dụng 

cảm biến Thermocouples

–  Từ những yếu tố trên khi sử dụng loại cảm biến này chúng ta lưu ý là không nên nối thêm dây (vì tín hiệu cho ra là mV nối sẽ suy hao rất nhiều). Cọng dây của cảm biến nên để thông thoáng (đừng cho cọng dây này dính vào môi trường đo). Cuối cùng là nên kiểm tra cẩn thận việc Offset thiết bị.
–  Lưu ý: Vì tín hiệu cho ra là điện áp (có cực âm và dương) do vậy cần chú ý kí hiệu để lắp đặt vào bộ khuếch đại cho đúng.

Cảm biến nhiệt độ – Cảm biến Thermocouples

2. NHIỆT ĐIỆN TRỞ ( RTD – resitance temperature detector ) .

–  Cấu tạo: gồm có dây kim loại làm từ: Đồng, Niken, Patium,…được quấn theo hình dáng của đầu to.
–  Nguyên lý: Khi nhiệt độ thay đổi điện trở giữa 2 đầu dây kim loại này sẽ thay đổi, và tùy chất liệu kim loại sẽ có độ tuyến tính trong 1 khoảng nhiệt độ nhất định.
–  Ưu điểm: Độ chính xác cao hơn cặp nhiệt điện, dễ sử dụng hơn, chiều dài dây không hạn chế.
–  Khuyết điểm: Dải đo bé hơn cặp nhiệt điện, giá thành cao hơn cặp nhiệt điện.
–  Thường dùng: Trong các ngành công nghiệp chung, công nghiệp môi trường hay gia công vật liệu, hóa chất,…
–  Tầm đo: -200 – 7000C

2.1 Thiết kế của nhiệt điện trở RTD

– Thiết kế của RTD bao gồm với dây cáp sắt kẽm kim loại làm cho tự : Đồng, Nikel, Platinum, … đc quyện tùy thuộc đi theo dáng vẻ của đầu đo. Lúc nhiệt độ biến hóa điện trở thân nhị đầu dây cáp sắt kẽm kim loại nè tiếp tục đổi khác, & tùy thuộc vật liệu sắt kẽm kim loại tiếp tục với độ tuyến tính vào 1 khoảng chừng nhiệt độ nhất quyết. Phổ biến số 1 của RTD được xem là hình trạng cảm biến Pt, đc làm cho tự Platinum. Platinum với điện trở suất tăng cao, phòng lão hóa, độ nhạy quá cao, dải nhiệt đo đc nhiều năm. Thường sở hữu những đẳng cấp : 100, 200, 500, 1000 ohm trên 0 D.C. Điện trở càng tăng cao thì độ nhạy nhiệt càng tăng cao .
– RTD tầm thường với hình dáng 2 dây cáp, ba dây cáp & bốn dây cáp .

2.2 Lưu ý lúc sài

nhiệt điện trở RTD

–  Loại RTD 4 dây giảm điện trở dây dẫn đi 1/2, giúp hạn chế sai số.
–  Cách sử dụng của RTD khá dễ chịu hơn so với Thermocouple. Chúng ta có thể nối thêm dây cho loại cảm biến này (hàn kĩ, chất lượng dây tốt, có chống nhiễu) và có thể đo test bằng VOM được.
–  Vì là biến thiên điện trở nên không quan tâm đến chiều đấu dây.

Cảm biến nhiệt độ – Nhiệt điện trở RTD

ba. THERMISTOR

–  Cấu tạo: Làm từ hổn hợp các oxid kim loại: mangan, nickel, cobalt,…
–  Nguyên lý: Thay đổi điện trở khi nhiệt độ thay đổi.
–  Ưu điểm: Bền, rẻ tiền, dễ chế tạo.
–  Khuyết điểm: Dãy tuyến tính hẹp.  
–  Thường dùng: Làm các chức năng bảo vệ, ép vào cuộn dây động cơ, mạch điện tử.
–  Tầm đo: 500C

3.1 Thiết kế Thermistor

–  Thermistor được cấu tạo từ hỗn hợp các bột ocid. Các bột này được hòa trộn theo tỉ lệ và khối lượng nhất định sau đó được nén chặt và nung ở nhiệt độ cao. Và mức độ dẫn điện của hổn hợp này sẽ thay đổi khi nhiệt độ thay đổi.
–  Có hai loại thermistor: Hệ số nhiệt dương PTC – điện trở tăng theo nhiệt độ; Hệ số nhiệt âm NTC – điện trở giảm theo nhiệt độ. Thường dùng nhất là loại NTC.
–  Thermistor chỉ tuyển tính trong khoảng nhiệt độ nhất định 50-150D.C do vậy người ta ít dùng để dùng làm cảm biến đo nhiệt. Chỉ sử dụng trong các mục đích bảo vệ, ngắt nhiệt, các bác nhà ta thường gọi là Tẹt-mít. Cái Block lạnh nào cũng có một vài bộ gắn chặt vào cuộn dây động cơ.

3.2 Lưu ý lúc sài

Thermistor

–  Tùy vào nhiệt độ môi trường nào mà chọn Thermistor cho thích hợp, lưu ý hai loại PTC và NTC (gọi nôm na là thường đóng/ thường hở) Có thể test dễ dàng với đồng hồ VOM.
–  Nên ép chặt vào bề mặt cần đo.
–  Tránh làm hỏng vỏ bảo vệ.
–  Vì biến thiên điện trở nên không quan tâm chiều đấu dây.

Cảm biến nhiệt độ –  Thermistor

bốn. BÁN DẪN

–  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

4.1 Thiết kế bán dẫn

–  Cảm biến nhiệt bán dẫn là những loại cảm biến được chế tạo từ những chất bán dẫn. Có các loại như Diode, Transistor, IC. Nguyên lý của chúng là dựa trên mức độ phân cực của các lớp P-N tuyến tính với nhiệt độ môi trường. Ngày nay với sự phát triển của ngành công nghệ bán dẫn đã cho ra đời rất nhiều loại cảm biến nhiệt với sự tích hợp của nhiều ưu điểm: Độ chính xác cao, chống nhiễu tốt, hoạt động ổn định, mạch điện xử lý đơn giản, rẻ tiền,….

– Ta thuận tiện phát hiện những cảm biến hình dáng nà bên dưới dạng diode ( dáng vẻ tựa như Pt100 ), những hình dạng IC cũng như : LM35, LM335, LM45. Nguyên lý của nó được xem là nhiệt độ biến hóa tiếp tục đến ra điện áp đổi khác. Điện áp nào đc phân áp từ bỏ 1 điện áp chuẩn chỉnh mang vào nguồn .

–  IC Cảm biến nhiệt LM35 và cảm biến nhiệt độ dạng Diode

– Gần đây có cho ra đời IC cảm biến nhiệt cao cấp, chúng hỗ trợ luôn cả chuẩn truyền thông I2C (DS18B20) mở ra một xu hướng mới trong “thế giới cảm biến”.

– IC Cảm biến nhiệt độ DS18B20

4.2 Lưu ý khi sử dụng 

bán dẫn

– Vì đc sản xuất tự những phần tử bán dẫn phải cảm biến nhiệt bán dẫn thường bền, ko Chịu nhiệt độ quá cao. Nếu vượt lên ngưỡng bảo đảm hoàn toàn có thể có tác dụng hư cảm biến .
– Cảm biến bán dẫn mọi hình dạng chỉ tuyến tính vào 1 số lượng giới hạn như thế nào ấy, bên cạnh dải nà cảm biến tiếp tục mất tính năng. Hết sức chăm sóc tới khoảng đo của kiểu cảm biến nè nhằm đạt đc sự đúng chuẩn .
– Loại cảm biến nà kém cỏi chịu vào môi trường tự nhiên hà khắc : Ẩm tăng cao, Hóa chất sở hữu tính làm mòn, giật sốc đụng phải táo tợn .

Cảm biến nhiệt độ – Bán dẫn

5. NHIỆT KẾ BỨC XẠ ( vẫn còn Gọi được xem là hỏa kế – pyrometer ) .

–  Cấu tạo: Làm từ mạch điện tử, quang học.
–  Nguyên lý: Đo tính chất bức xạ năng lượng của môi trường mang nhiệt.
–  Ưu điểm: Dùng trong môi trường khắc nghiệt, không cần tiếp xúc với môi trường đo.
–  Khuyết điểm: Độ chính xác không cao, đắt tiền.
–  Thường dùng: Làm các thiết bị đo cho lò nung.
–  Tầm đo: -54 – 1000 0C

5.1 Thiết kế hỏa kế

–  Nhiệt kế bức xạ (hỏa kế) là loại thiết bị chuyên dụng dùng để đo nhiệt độ của những môi trường mà các cảm biến thông thường không thể tiếp xúc được (lò nung thép, hóa chất ăn mòn mạnh, khó đặt cảm biến). 
–  Gồm có các loại: Hỏa kế bức xạ, hỏa kế cường độ sáng, hỏa kế màu sắc. Chúng hoạt động dựa trên nguyên tắc các vật mang nhiệt sẽ có hiện tượng bức xạ năng lượng. Và năng lượng bức xạ sẽ có một bước sóng nhất định. Hỏa kế sẽ thu nhận bước sóng này và phân tích để cho ra nhiệt độ của vật cần đo.

5.2 Lưu ý khi sử dụng hỏa kế

– Tùy đi theo thông số kỹ thuật của đơn vị sản xuất nhưng mà hỏa kế sở hữu những khoảng đo khác nhau nhau, mặc dù thế đa phần hỏa kế đo sống khoảng chừng nhiệt độ tăng cao. Và vì như thế đặc thù ko giao tiếp liên đới sở hữu thứ buộc phải đo cần chừng độ đúng chuẩn của hỏa kế ko quá cao, Chịu rộng rãi ảnh hưởng tác động của thiên nhiên và môi trường bao quanh ( góc nhìn đo, giật tay, ánh nắng môi trường tự nhiên ) .

Cảm biến nhiệt độ – Hỏa kế

Nguồn Internet .

Source: https://chickgolden.com