fbpx

CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ LÀ GÌ? CẤU TẠO – NGUYÊN LÝ – PHÂN LOẠI – ỨNG DỤNG

mục lục

1) Cảm biến nhiệt độ là gì?

Cảm biến nhiệt độ là thiết bị có công dụng đo lường sự biến đổi về nhiệt độ của các đại lượng cần đo. Khi nhiệt độ phạm vi môi trường cần đo có sự thay đổi thì các cảm biến sẽ đưa ra một tín hiệu và truyền tìn hiệu về các bộ đọc sẽ đọc để quy giá trị nhiệt độ ra một con số cụ thể.
Cảm biến nhiệt được thiết kế để thực hiện các phép đo nhiệt độ với độ chính xác cao hơn nhiều so với khi thực hiện bằng các loại cặp nhiệt điện hoặc nhiệt kế. Vì thế chúng được ứng dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp đòi hỏi độ chính xác, độ tin cậy cao trong các phép đo như ngành thực phẩm, dược phẩm, hóa chất, ô tô, hàng hải, vật liệu nhựa, …

CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ

Cảm biến nhiệt còn có tên gọi khác là can nhiệtcặp nhiệt điệnnhiệt điện trởnhiệt kế điện trở metaltemperature sensor, …
Thông thường can nhiệt J, K , T, E, đầu dò PT100 là những loại cảm biến đo nhiệt độ được dùng phổ biến nhất vì khoảng nhiệt độ của chúng dễ gặp nhất trong các ứng dụng hàng ngày. Can nhiệt loại B, R, S sẽ hiếm được sử dụng hơn vì khoảng nhiệt của chúng thích hợp với những ứng dụng đòi hỏi nhiệt độ cao.

2) Cấu tạo cảm biến nhiệt độ

CẤU TẠO CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ

Cảm biến nhiệt độ được cấu tạo nên từ 2 thành phần chính là 2 dây kim loại được gắn vào đầu nóng và đầu lạnh cùng các thành phần khác là:

  • Bộ phận cảm biến: Đóng vai trò cực kì quan trọng, được đặt bên trong vỏ bảo vệ sau khi đã kết nối với đầu nối và quyết định hoàn toàn đến độ chính xác của các phép đo.
  • Dây kết nối: Bộ phận cảm biến có thể có 2, 3 hoặc 4 dây kết nối và chất liệu của dây sẽ phụ thuộc vào điều kiện sử dụng của đầu đo.

– Loại cảm biến nhiệt độ có 4 dây kết nối có kết quả đo chính xác nhất và được sử dụng nhiều trong phòng thí nghiệm.
– Loại cảm biến nhiệt độ có 3 dây kết nối có kết quả đo chính xác tốt hơn và được sử dụng nhiều nhất trong lĩnh vực công nghiệp bởi nó loại bỏ các lỗi gây ra bởi điện trở của các dây dẫn.
– Loại sensor nhiệt độ có 2 dây kết nối cho kết quả kém chính xác nhất và chỉ được dùng khi kết nối độ bền nhiệt được thực hiện với dây điện trở ngắn và điện trở thấp hoặc kiểm tra mạch điện tương đương.

  • Vỏ bảo vệ: 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. Nó sẽ đảm nhận nhiệm vụ bảo vệ dây kết nối và bộ phận cảm biến. 
  • Phụ chất làm đầy: Được làm từ bột alumina mịn đã sấy khô có nhiệm vụ ấp đầy tất cả khoảng trống để bảo vệ cảm biến khỏi các rung động.
  • Chất cách điện: Được làm từ gốm, có khả năng ngăn ngừa hiện tượng đoản mạch và cách điện giữa dây kết nối với vỏ bảo vệ.
  • Đầu kết nối: Được làm từ gốm nhằm cách điện. Trong bộ phận đầu kết nối này có chứa các bảng mạch cho phép kết nối với điện trở. Trong đó, bộ chuyển đổi 4-20mA khi cần thiết có thể được cài đặt thay cho bảng đầu cuối.

3) Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt

Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt là dựa mối quan hệ giữa vật liệu kim loại và nhiệt độ, cụ thể trên sự thay đổi điện trở của kim loại so với sự thay đổi nhiệt độ vượt trội. 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.
Có nghĩa là 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.
Việc tích hợp bộ chuyển đổi tín hiệu giúp nâng cao hiệu suất làm việc của cảm biến nhiệt và giúp cho việc vận hành, lắp đặt được dễ dàng hơn.

4) Phân loại cảm biến đo nhiệt độ

Tùy vào phạm vi ứng dụng, khoảng nhiệt độ yêu cầu mà cảm biến đo nhiệt độ hiện nay được chia thành các loại như sau:

4.1) Cảm biến nhiệt điện trở (RTD – Resistance Temperature Detectors)

Cảm biến nhiệt độ điện trở hay cảm biến RTD (Resistance Temperature Detectors) dùng để đo nhiệt độ trong các phép đo đòi hỏi độ chính xác cao. Tùy vào thiết kế của cảm biến có thể chia thành hai loại gồm: cảm biến thanh kim loại và dây kim loại mà điện trở của nó thay đổi theo nhiệt độ của môi trường đo. 

CẢM BIẾN NHIỆT ĐIỆN TRỞ RTD

Cấu tạo và đặc điểm

Cảm biến nhiệt điện trở RTD có độ nhạy cao nhưng độ tuyến tính của nhiệt độ cũng phụ thuộc vào chất liệu làm ra nó. Các loại cảm biến RTD này thường được làm từ các vật liệu như Đồng (Cu), Platinum (Pt), Niken (Ni)…  Chất liệu cảm biến sẽ được thiết kế dưới dạng dây mảnh, quấn đều theo hình dáng của đầu đo nhiệt độ. Điện trở giữa hai đầu dây kim loại thay đổi khi nhiệt độ tại nơi đo thay đổi. 
Một số loại RTD phổ biến hiện nay: Pt100, Pt500, Pt1000, Ni100, Ni500. Trong đó Pt100 là loại RTD được sử dụng phổ biến nhất, chiếm tới 90% nhu cầu của người dùng.

Phân loại:

Có thể chia ra 2 loại chính phổ biến nhất là dạng đầu củ hành Pt100, Pt500, Pt1000, … và loại sợi có dây sẵn Pt100, Pt500, Pt1000, … Kí hiệu Pt100 thể hiện cho giá trị 100 Ohm tại 0°C. Tương tự như vậy đối với Pt50, Pt500, Pt1000, …
Dãy đo của dòng Pt này dao động từ -200°C~800°C. Trong đó dãy đo được sử dụng rộng rãi nhất là -50°C~400°C, còn mức nhiệt 800°C khá hiếm gặp vì không phải nhà sản xuất nào cũng đạt được đến ngưỡng này.

  • Loại đầu củ hành các thông số:

– Chiều dài 50mm, 70mm, 100mm, 150mm, 200mm, 250mm, 300mm, …
– Ren: 9.6mm, 13mm, 17mm, 21mm, 27mm… hoặc không ren
– Đường kính phi: φ4mm, φ6mm, φ8mm, φ10mm, φ17mm, …
– Khoảng nhiệt hoạt động: 0°C~150°C, -50°C~300°C, -200°C~200°C, -50°C~500°C

  • Loại sợi có dây sẵn có các thông số:

– Chiều dài 50mm, 70mm, 100mm, 150mm, 200mm, 250mm, 300mm, …
– Ren: 9.6mm, 13mm, 17mm, 21mm, 27mm… hoặc không ren.
– Đường kính phi: φ3mm, φ4mm, φ6mm, φ8mm, φ10mm, φ17mm, …
– Khoảng nhiệt hoạt động: 0°C~150°C, -200°C~200°C, -50°C~300°C. 

Lưu ý khi sử dụng:

  • Chúng ta có thể nối thêm dây cho loại cảm biến RTD (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 RTD 4 dây giảm điện trở dây dẫn đi 1/2, giúp hạn chế sai số.

4.2) Cặp nhiệt điện – Thermocouple

Cặp nhiệt điện Thermocouple khá bền và có khả năng đo nhiệt độ ở ngưỡng cao. Chúng là loại cảm biến nhiệt điện mạch kín, gồm 2 dây kim loại khác nhau được nối ở hai đầu và khi nhiệt độ ở 2 đầu dây kim loại khác nhau thì dòng điện được tạo ra. 

CẶP NHIỆT ĐIỆN THERMOCOUPLE

Cấu tạo và đặc điểm:

Cặp nhiệt điện Thermocouple được cấu tạo từ 2 chất liệu kim loại khác nhau, hàn dính một đầu và có khoảng nhiệt -100°C~1800°C. Nguyên lí hoạt động của nó là khi nhiệt độ môi trường có sự thay đổi (tăng hoặc giảm) thì sẽ tác động lên đầu nóng của nó. Nhờ vào hiệu ứng Seebeck, điện áp ở đầu lạnh của cặp nhiệt điện sẽ tăng hoặc giảm theo nhiệt độ môi trường (nhiệt độ tăng thì điện áp tăng và ngược lại). Chỉ cần đo giá trị của điện áp ở đầu lạnh ta sẽ có được giá trị của nhiệt độ.

Phân loại:

Cảm biến loại cặp nhiệt điện Thermocouple được chia làm hai loại chính phổ biến nhất là loại đầu củ hành K và loại sợi có dây sẵn K.

  • Thermocouple đầu củ hành K có các thông số:

Chiều dài 50mm, 70mm, 100mm, 150mm, 200mm, 250mm, 300mm, 1m, …
Ren: 9.6mm, 13mm, 17mm, 21mm, 27mm, … hoặc không ren
Đường kính phi: φ4mm, φ6mm, φ8mm, φ10mm, φ17mm, φ22mm, …
Khoảng nhiệt độ hoạt động: 0°C~800°C, 0°C~1000°C, 0°C~1200°C (Ceramic K), 0°C~1500°C (loại R).

  • Loại sợi có dây sẵn K có các thông số:

Chiều dài 50mm, 70mm, 100mm, 150mm, 200mm, 250mm, 300mm, …
Ren: 9.6mm, 13mm, 17mm, 21mm, 27mm, … hoặc không ren.
Đường kính phi: φ3mm, φ4mm, φ6mm, φ8mm, φ10, φ17, …
Khoảng nhiệt độ hoạt động: 0°C~400°C

4.2.1) Thermocouple type K – (Can nhiệt K)

Cảm biến cặp nhiệt điện loại K (Niken-Crom/Niken-Alumel) là loại cảm biến nhiệt độ được dùng phổ biến nhất hiện nay vì giá thành khá hợp lý, độ bền cao, khoảng nhiệt độ vừa phải. Loại Thermocouple này gồm các hợp kim có chứa niken và sẽ phù hợp để điều chỉnh nhiệt độ cao trong môi trường oxy hóa nhưng không được sử dụng trong môi trường khí quyển. 

CẶP NHIỆT ĐIỆN LOẠI K
Đặc điểm:
  • Dãy đo thường trong khoảng nhiệt -270°C~1200°C.
  • Sai số thấp nhất có thể tùy chọn: ±1,1°C hoặc 0.4%
  • Sai số tiêu chuẩn trong khoảng  ±2,2°C hoặc 0,75%.
  • Độ nhạy khoảng 41 μV/ºC.
  • Có thể được sử dụng trong không khí liên tục oxy hoá hoặc trung hòa.
  • Chu kỳ trên và dưới 1000 °C (1800 °F) không được khuyến nghị do thay đổi đầu ra từ các hiệu ứng trễ.
  • Không khuyến nghị sử dụng trong môi trường tiếp xúc với lưu huỳnh.

4.2.2) Thermocouple type J – (Can nhiệt J)

Cảm biến nhiệt độ loại J (Iron/Constantan) là loại cặp nhiệt điện bao gồm cực dương sắt và cực âm Constantan (hợp kim đồng và niken), được chỉ định để đo nhiệt độ trung bình trong việc giảm khí quyển và với sự hiện diện của hydro và carbon. Đây là một trong số ít cặp nhiệt điện có thể được sử dụng an toàn trong việc khử khí quyển. 

CẶP NHIỆT ĐIỆN LOẠI J
Đặc điểm:
  • Khoảng nhiệt đo dao động trong khoảng: -210°C~760°C.
  • Sai số thấp nhất có thể tùy chọn: ±1,1°C hoặc 0,4%
  • Sai số tiêu chuẩn trong khoảng ±-2,2°C hoặc 0,75%.
  • Có phạm vi tiềm năng hạn chế hơn loại cặp nhiệt loại K là từ –200°C~1200°C (–328°F~2193°F), nhưng độ nhạy cao hơn khoảng 50 μV/ºC.
  • Nhiệt độ tuyến tính trong khoảng 149°C~427°C (300°F~800°F) và trở nên dễ gãy dưới 0°C (32°F).
  • Sắt bị oxy hóa ở nhiệt độ cao hơn 538°C (1000°F) gây ảnh hưởng xấu đến độ chính xác. Chỉ dây đo nặng được sử dụng ở những điều kiện này.
  • Phù hợp để sử dụng trong bầu không khí chân không, giảm, hoặc trơ.
  • Nó sẽ giảm tuổi thọ nếu sử dụng trong môi trường oxy hóa.
  • Các thành phần cảm biến trần không được để ở nơi chứa lưu huỳnh trên 538 °C (1000 °F).

4.2.3) Thermocouple type N – Cảm biến can nhiệt N:

Cảm biến can nhiệt N (Nicrosil / Nisil) là loại cảm biến thuộc họ Thermocouple, được dùng cho khoảng nhiệt độ cao tương tự như loại K, dải đo tiềm năng trong khoảng từ -270ºC – 1300ºC nhưng có độ phản ứng trễ nhiệt ít hơn. Can nhiệt N là thiết kế mới nhất đã được các tiêu chuẩn quốc tế chấp nhận và đang ngày càng được sử dụng rộng khắp trên thế giới.

THERMOCOUPLE CAN NHIỆT LOẠI N
Đặc điểm: 
  • Khoảng đo nhiệt độ dao động từ -270ºC~1300°C
  • Có cùng độ chính xác và giới hạn nhiệt độ như cảm biến loại K nhưng giá thành sẽ đắt hơn.
  • Sai số tiêu chuẩn trong khoảng ±2,2°C hoặc ±0,75%
  • Tùy chọn sai số thấp nhất trong khoảng ±1,1°C hoặc 0,4%
  • Đạt được độ ổn định nhiệt điện cao hơn các loại kim loại cơ bản E, J, K và T khi được sản xuất từ hợp kim Nicrosil ( hợp kim niken có 14.4% crom, 1.4% silic, và 0.1% magie) và hợp kim Nisil (hợp kim niken với 4.4% silic).
  • Có độ nhạy 39 μV/°C và phạm vi tiềm năng từ –270°C~1300°C (–454°F~2372°F).
  • Được sử dụng đáng tin cậy trong thời gian dài ở nhiệt độ tối thiểu 1200°C (2192°F).
  • Không khuyến nghị đặt các cặp nhiệt điện type N vào chân không hoặc giảm hoặc xen kẽ không khí giảm/oxy hóa.

4.2.4) Cảm biến đo lường nhiệt độ loại E

Cảm biến can nhiệt E (Niken-Crom/Constantan) có công suất nhiệt điện cao kết hợp cực dương của cặp nhiệt điện kiểu K và cực âm của cặp nhiệt điện kiểu J. Thermocouple loại này dược khuyến cáo sử dụng cho môi trường oxy hóa liên tục hoặc khí trơ và sai số phép đo không ổn định khi đo nhiệt độ âm.

THERMOCOUPLE CAN NHIỆT E
Đặc điểm:
  • Cặp nhiệt điện loại E có tín hiệu mạnh hơn và độ chính xác cao hơn các loại cảm biến đo lường nhiệt độ loại K hoặc J với dải nhiệt vừa phải (537°C trở xuống).
  • Dãy đo nhiệt độ dao động trong khoảng: -270°C~870°C
  • Sai số tiêu chuẩn trong khoảng ±1,7°C hoặc ±0,5%
  • Tùy chọn sai số thấp nhất là ±1,0°C hoặc 0,4%
  • Phạm vi tiềm năng từ –270°C~1000°C (–454°F đến 1832°F).
  • Không có từ tính và có điện áp đầu ra cao nhất so với thay đổi nhiệt độ của bất kỳ loại tiêu chuẩn nào (68 μV/°C).
  • Có xu hướng lệch nhiều hơn các loại khác.
  • Nên sử dụng cho môi trường oxy hóa liên tục hoặc khí trơ.

4.2.5) Cảm biến can nhiệt S – Thermocouple type S:

Cảm biến can nhiệt loại S (Bạch kim/Rhodium) cho phép thu được các phép đo rất chính xác. Với lớp vỏ bảo vệ thường bằng sứ, nó có khả năng chịu được ở nhiệt độ cao từ 50ºC – 1768ºC và thường được sử dụng trong khí quyển oxy hóa. Loại Thermocouple này được sử dụng trong thí nghiệm và để xác định ”Thang đo Nhiệt độ theo tiêu chuẩn Quốc tế” (International Temperature Scale).

CẶP NHIỆT ĐIỆN LOẠI S
Đặc điểm:
  • Dãy đo nhiệt độ dao động trong khoảng: -50ºC~1600°C
  • Sai số tiêu chuẩn là ±1,5°C hoặc ± 0,25%
  • Có thể tuỳ chọn sai số thấp nhất: ±0,6°C hoặc 0,1%

4.2.6) Cặp nhiệt điện loại R – Thermocouple type R:

Cảm biến nhiệt độ dạng cặp nhiệt điện loại R (Platinum Rhodium/Bạch kim) được dùng trong các ứng dụng nhiệt độ rất cao với lớp bảo vệ luôn luôn bằng sứ. Hiệu suất can nhiệt R có hiệu suất tương đồng với can nhiệt S, nhưng vì có tỷ lệ Rhodium cao hơn nên cảm biến can R có giá thành đắt hơn. Đôi khi can nhiệt R vẫn được sử dụng trong các ứng dụng nhiệt độ thấp vì độ chính xác và ổn định cao. 

CẶP NHIỆT ĐIỆN THERMOCOUPLE LOẠI R

Đặc điểm:

  • Dãy đo nhiệt độ trong khoảng từ -50°C~1500°C.
  • Sai số tiêu chuẩn trong khoảng ±1,5°C hoặc ± 0,25%.
  • Có thể tùy chọn sai số thấp nhất là ±0,6°C hoặc 0,1%.

4.2.7) Can nhiệt B – Thermocouple type B

Cặp nhiệt điện Thermocouple loại B (Platinum Rhodium/Platinum Rhodium) được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi khoảng nhiệt độ rất cao mà vẫn duy trì được mức độ chính xác và ổn định. Can nhiệt B có giới hạn nhiệt độ cao nhất trong tất cả các cặp nhiệt điện được liệt kê phía trên. Ta có thể bắt gặp can nhiệt B trong các ứng dụng lò nấu kim loại, nhiệt luyện kim loại trong các ngành công nghiệp luyện kim, các máy kiểm tra độ bền nhiệt.

THERMOCOUPLE CẶP NHIỆT ĐIỆN LOẠI B

Đặc điểm:
  • Hoạt động trong khoảng nhiệt độ dao động từ 0°C~1700°C
  • Sai số tiêu chuẩn là ±0,5%
  • Có thể tùy chọn sai số thấp nhất là ±0,25%

Các loại cảm biến đo lường nhiệt kể trên gần như giống nhau về mặt nguyên lý đo lường. Điều khác biệt duy nhất đó là vật liệu cấu thành nên cảm biến. Nó giúp cho cảm biến có thể đo lường trong khoảng nhiệt độ khác nhau nhằm phục vụ cho các nhu cầu đo lường khác nhau. Bên cạnh đó mức độ chính xác và mức sai số cũng khác nhau với các loại cảm biến báo mức nhiệt độ.

4.3) Một số loại cảm biến nhiệt độ khác

4.3.1) Điện trở oxit kim loại (Thermistor)

Cảm biến nhiệt độ loại điện trở oxit kim loại hay còn gọi Thermistor được làm từ hỗn hợp các oxit kim loại như mangan, niken, cobalt,… và hoạt động dựa trên sự thay đổi điện trở khi nhiệt độ thay đổi. Dải đo của cảm biến đo lường nhiệt dạng này là 50°C.

ĐIỆN TRỞ OXIT KIM LOẠI THERMISTOR
  • Các bột ocid kim loại cấu tạo nên thermistor được hòa trộn theo tỉ lệ và khối lượng nhất định sau đó được nén chặt và nung ở nhiệt độ cao. Mức độ dẫn điện của hỗn 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 và hệ số nhiệt âm NTC – điện trở giảm theo nhiệt độ. Hệ số nhiệt dương HTC được sử dụng phổ biến hơn
  • Thermistor chỉ tuyển tính trong khoảng nhiệt độ nhất định 50°C-150°C do vậy người ta ít dùng để dùng làm cảm biến đo nhiệt. Chỉ sử dụng trong các mục đích bảo vệ và ngắt nhiệt. 

4.3.2) Cảm biến đo nhiệt độ bán dẫn (Cảm biến nhiệt số)

Cảm biến nhiệt độ bán dẫn giống như tên gọi của nó, chính là được chế tạo từ những chất bán dẫn 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 đo lường 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,….

CẢM BIẾN NHIỆT BÁN DẪN
  • Dải đo nhiệt độ dao động trong khoản -50°C~150°C
  • Ta dễ dàng bắt gặp các cảm biến nhiệt số dưới dạng diode (hình dáng tương tự Pt100), các loại IC như: LM35, LM335, LM45. 
  • Gần đây một loại IC cảm biến nhiệt cao cấp đã được cho ra đời, chúng hỗ trợ luôn cả chuẩn truyền thông I2C (DS18B20) mở ra một xu hướng mới trong “thế giới cảm biến”.
  • Được ứng dụng để đo nhiệt độ không khí, dùng trong các thiết bị đo và bảo vệ mạch điện tử.

4.3.3) Cảm biến nhiệt kế bức xạ (Pyrometer – hỏa kế)

Cảm biến nhiệt kế bức xạnhiệt kế bức xạ hồng ngoại hay hỏa kế là 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). 
Tùy theo thông số của nhà sản xuất mà hỏa kế có các tầm đo khác nhau, tuy nhiên đa số hỏa kế đo ở khoảng nhiệt độ cao. Và vì đặc điểm không tiếp xúc trực tiếp với vật cần đo nên mức độ chính xác của hỏa kế không cao, chịu nhiều ảnh hưởng của môi trường xung quanh (góc độ đo, rung tay, ánh sáng môi trường).

CẢM BIẾN NHIỆT KẾ BỨC XẠ

Pyrometer được phân ra thành hỏa kế bức xạhỏa kế cường độ sáng và 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. 

4.4) Ưu điểm và nhược điểm của các lại cảm biến nhiệt

Loại cảm biến nhiệt độƯu điểmNhược điểm
Nhiệt điện trở RTDĐộ chính xác cao hơn và dễ sử dụng hơn cặp nhiệt điện.Chiều dài dây không hạn chế.Dải đo nhỏ hơn cặp nhiệt điện.Giá thành cao hơn cặp nhiệt điện.
Cặp nhiệt điện ThermocoupleĐộ bền caoDải nhiệt độ hoạt động cao.Nhiều yếu tố ảnh hưởng dễ gây ra sai số.Độ nhạy không cao.
Điện trở oxit kim loại (Thermistor)Bền, rẻ tiền, dễ chế tạo.Dãy tuyến tính hẹp. 
Cảm biến nhiệt bán dẫnRẽ tiền, dễ chế tạo.Độ nhạy cao, chống nhiễu tốt.Mạch xử lý đơn giản.Không chịu được nhiệt độ cao, kém bền.
Cảm biến nhiệt bức xạ (pyrometer)Dùng được trong môi trường khắc nghiệt.Không cần tiếp xúc với môi trường đo.Độ chính xác không cao, đắt tiền.
Loại cảm biến nhiệtCảm biến nhiệt độ loại dây       Cảm biến nhiệt độ loại đầu củ hành(head-mounted)
Dải đo thấp, maximum 400°C Nhiều loại, thang đo maximum 1800°C
Kích thước nhỏ gọnThiết kế chắc chắn để gắn chặt vào nơi cần đo
Đo liên tục với độ chính xác caoĐo liên tục với độ chính xác cao
Muốn chuyển sang tín hiệu 4-20mA phải dùng bộ chuyển đổi  loại gắn tủ điệnCó chỗ gắn bộ chuyển đổi trực tiếp trên đầu cảm biến
Thích hợp gắn ở nơi có diện tích nhỏPhải gắn ở nơi có diện tích lớn vì kích thước lớn.

5) Ứng dụng của cảm biến đo nhiệt độ

Cảm biến đo lường nhiệt độ được sử dụng với nhiều chức năng và công dụng khác nhau. Phổ biến nhất là dùng để đo nhiệt độ phòng, trong bồn đun nước, đun dầu, đo nhiệt độ lò nung, lò sấy,…

Đo nhiệt độ phòng

Sử dụng để đo nhiệt không khí trong phòng. Những loại cảm biến này thường đo nhiệt độ thấp tầm 80°C trở lại. Vị trí lắp thường là gắn lên tường, sau đó tín hiệu sẻ truyền về bộ hiển thị hoặc trung tâm.

Đo nhiệt độ trong nước

Thông thường những loại cảm biến nhiệt đo trong nước là loại que có vỏ bọc nhựa hoặc inox cách ly. Chúng ta thường thấy là đo nhiệt trong nồi nấu phở, đo nhiệt nước trong bồn, đo nhiệt các loại dung dịch, hóa chất.
Cảm biến thường có ren vặn để vặn vào thành bồn để đảm bảo kín nước, hoặc kín hơi.

Ứng dụng trong công nghiệp

  • Mỗi loại cảm biến nhiệt sẽ phù hợp với một số lĩnh vực đặc thù, cụ thể như
  • Cặp nhiệt điện loại K, T, R, S, B và PT100 được sử dụng trong gia công vật liệu, hoá chất.
  • Nhiệt kế điện tử, PT100 được sử dung trong xe hơi.
  • Nhiêt kế điện tử, bán dẫn, can nhiệt loại T được sử dụng trong nghiên cứu về nông nghiệp.
  • Điện trở oxit kim loại được sử dụng trong nhiệt lạnh.

6) Những điểm cần lưu ý khi chọn mua cảm biến nhiệt độ

Một vài yếu tố chúng ta cần quan tâm trong vấn đề chọn mua cảm biến bao gồm:

Mức nhiệt cần đo

Thường nếu mức nhiệt dưới 500°C ta sẽ dùng cảm biến nhiệt độ Pt100, mức nhiệt từ 500°C đến 1100°C ta sử dụng cảm biến can nhiệt K và trên nữa tới 1600°C thì ta sử dụng can nhiệt S..
Nên xác định rõ khoảng nhiệt độ mong muốn mà mình muốn đo lường, không nên chọn khoảng nhiệt quá chênh lệch giữa cảm biến và môi trường đo đạc. Điều này sẽ dẫn đến sai số trong quá trình làm việc của cảm biến.

Giá thành cảm biến

Mỗi nơi cung cấp sẽ có giá thành khác nhau, cũng như mỗi hãng sản xuất cũng đều có giá khác nhau tùy vào chất lượng và khả năng đáp ứng của sản phẩm. Chúng ta cần cân nhắc mức giá làm sao phù hợp nhất với chất lượng sản phẩm.

Mức sai số

Mỗi sản phẩm sản xuất từ mỗi thương hiệu khác nhau sẽ có mức sai số khác nhau, dãy đo khác nhau và đồng thời cũng sẽ có mức sai số khác nhau. 

Kích thước cảm biến

Cảm biến can nhiệt sẽ thường có cấu tạo dạng củ hành. Chúng ta có thể tùy chọn chiều dài cảm biến, đường kính cảm biến và vật liệu của cảm biến như INOX hay sứ. Với vật liệu sứ sẽ thường chịu nhiệt cao hơn Inox, thường dùng cho can nhiệt S.

Khoảng cách đo của cảm biến

Chiều dài cảm biến cần đo là bao nhiêu? Có khá nhiều kích thước cho chúng ta lựa chọn như 20mm, 30mm, 40mm, 100mm, 200mm, 300mm, 400mm, …2000mm

Ngoài 5 yếu tố kể trên thì một số yếu tố phụ như sự linh hoạt trong tháo lắp, độ tương thích với môi trường, khả năng điều chỉnh riêng lẻ,… cũng là điều mà ta nên để tâm trước khi quyết định mua 1 thiết bị cảm biến đo lường nhiệt độ.

7) Những điểm cần lưu ý khi sử dụng cảm biến nhiệt độ

Lưu ý trong sử dụng

Trong các phép đo nhiệt độ, nguyên nhân gây lỗi kết quả đo có thể xuất phát từ:

  • Do phần tử cảm biến bị quá nhiệt.
  • Do thiết bị cảm biến cách điện kém.
  • Do phần tử cảm biến không được nhúng ở độ sâu nhất định.

Vì vậy, khi sử dụng cảm biến nhiệt độ cần lưu ý:

  • Đảm bảo cách điện giữa các dây dẫn và vỏ bọc bên ngoài là đủ lớn, nhất là ở trường hợp nhiệt độ cao.
  • Độ sâu ngâm của bộ phận cảm biến phải đủ để bộ phận này không phải chịu độ chênh nhiệt này bởi nếu không đủ sâu, sai số của phép đo có thể lên tới vài độ C. Độ sâu tối thiểu sẽ tùy thuộc vào điều kiện đo cũng như kích thước của độ bền nhiệt.
  • Tuyệt đối không để các đầu dây nối của cặp nhiệt diện tiếp xúc với môi trường cần đo, đầu nối cần phải đúng theo chiều âm, dương
  • Khi nối thì dây nối từ đầu đo đến bộ điều khiển nên càng ngắn càng tốt.
  • Bù lại tổn thất mất mát trên đường dây bằng cách thực hiện việc cài đặt giá trị bù nhiệt. Giá trị bù nhiệt lớn hay nhỏ phụ thuộc vào độ dài, chất liệu dây và môi trường lắp đặt.

Lưu ý trong bảo quản

Sensor nhiệt độ cần được bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp và tránh xa tầm tay trẻ em.

  • GOOGLEGoogle
    5.0
    Based On 1 Reviews

truyền thông tổng hợp

CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ LÀ GÌ? CẤU TẠO – NGUYÊN LÝ – PHÂN LOẠI – ỨNG DỤNG

mục lục1 1) Cảm biến nhiệt độ là gì?2 2) Cấu tạo cảm biến nhiệt độ3 3) Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt4 4) Phân loại cảm biến đo nhiệt độ4.1 4.1) Cảm biến nhiệt điện trở (RTD – Resistance Temperature Detectors)4.1.1 Cấu tạo và đặc điểm4.1.2 Phân

truyền thông tổng hợp

Plugin Thời tiết WordPress

mục lục1 Plugin Thời tiết hàng đầu dành cho Website WordPress1.1 Plugin WP-Forecast1.2 Weather Atlas Widget1.3 Plugin Weather Effect1.4 Plugin Location Weather1.5 Plugin Weather Station1.6 Plugin Simple Weather1.7 Plugin Weather for Visual Composer1.8 Plugin Weather Forecast by Elfsight1.9 Plugin WP Cloudy2 Tại sao bạn nên bổ sung thêm một Plugin

truyền thông tổng hợp

Đồng hồ nhiệt độ là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động

mục lục1 1, Đồng hồ nhiệt độ là gì?1.1 2, Cấu tạo đồng hồ nhiệt độ1.2 3, Nguyên lí hoạt động đồng hồ nhiệt độ1.3 4, Ưu – nhược điểm đồng hồ nhiệt độ 1, Đồng hồ nhiệt độ là gì? Đồng hồ nhiệt độ là thiết bị chuyên dụng

truyền thông tổng hợp

CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG, KHỞI ĐỘNG TỪ

mục lục1 Khởi động từ là gì ?1.1 Ưu điểm của khởi động từ1.2 Ứng dụng của khởi động từ2 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phân loại2.1 Cấu tạo khởi động từ2.2 Nguyên lý hoạt động của khởi động từ2.3 Phân loại khởi động từ3 Thông số kỹ

truyền thông tổng hợp

Google Rank Math SEO thu thập dữ liệu trang web của bạn ngay lập tức | API lập chỉ mục google

mục lục0.1 1 Tải xuống Plugin API lập chỉ mục của Google1 2 Các bước để tạo dự án API lập chỉ mục1.1 2.1 Truy cập Nền tảng đám mây của Google1.2 2.2 Tạo một dự án mới1.3 2.3 Cho phép truy cập vào API2 3 Các bước tạo tài khoản dịch vụ2.1 3.1 Chọn dự án2.2 3.2 Tạo tài

truyền thông tổng hợp

nên mua iphone 15 pro max vào thời điểm này

Có, bạn nên mua iPhone 15 Pro Max vào thời điểm này nếu bạn đang tìm kiếm một chiếc điện thoại thông minh cao cấp với những tính năng và hiệu suất tốt nhất. iPhone 15 Pro Max có thiết kế đẹp, hệ thống camera cải tiến, hiệu suất mạnh

truyền thông tổng hợp

cấu hình Samsung Galaxy S24 Ultra

mục lục1 Rò rỉ cấu hình chi tiết của Samsung Galaxy S24 Ultra: chip Exynos 2400 hoặc Snapdragon 8 Gen 3, camera 200MP, pin 5.000mAh1.1 Rò rỉ cấu hình chi tiết của Samsung Galaxy S24 Ultra Màn hình: 6.8 inch Dynamic AMOLED 2X, độ phân giải 2K+ (1440 x 3088

truyền thông tổng hợp

camera samsung 24 ultra

The Samsung Galaxy S22 Ultra has one of the best camera systems on any smartphone, with a quad-camera setup on the back: 108MP main sensor with f/1.8 aperture and optical image stabilization (OIS) 12MP ultrawide sensor with f/2.2 aperture 10MP telephoto sensor with f/2.4 aperture and 3x optical zoom 10MP

truyền thông tổng hợp

Lắp mạng FPT Vĩnh Yên Tam Dương Vĩnh Phúc Hỗ trợ wifi 6

Lắp mạng FPT tặng Wifi 6 – Tận hưởng tốc độ và hiệu suất vượt trội! FPT Telecom hân hạnh giới thiệu chương trình khuyến mãi Lắp mạng FPT tặng Wifi 6. Khách hàng đăng ký lắp mạng FPT trong thời gian này sẽ được tặng miễn phí modem Wifi

truyền thông tổng hợp

camera samsung 24 ultra

The Samsung Galaxy S22 Ultra has one of the best camera systems on any smartphone, with a quad-camera setup on the back: 108MP main sensor with f/1.8 aperture and optical image stabilization (OIS) 12MP ultrawide sensor with f/2.2 aperture 10MP telephoto sensor with f/2.4 aperture and 3x optical zoom 10MP

truyền thông tổng hợp

thanh trở nhiệt là gì? Ứng dụng Tính năng của điện trở nhiệt? Cấu tạo

mục lục1 1. Thanh điện trở nhiệt là gì?2 2. Ứng dụng của thanh nhiệt điện trở nhiệt trong thực tiễn3 Các tính năng của thanh điện trở nhiệt4 Ưu điểm của thanh điện trở nhiệt5 Cấu tạo thanh nhiệt điện điện trở 3 pha Thanh điện trở nhiệt là thiết

truyền thông tổng hợp

những dòng và cấu hình của iphone 15 hình ảnh iphone 15

những dòng và cấu hình của iphone 15 hình ảnh iphone 15 Apple đã ra mắt bốn dòng iPhone 15 vào ngày 1 tháng 9 năm 2023. Dưới đây là thông số kỹ thuật của từng dòng: Những điểm nổi bật của iPhone 15: Giá iPhone 15: tunesharemore_vertadd_photo_alternate Google 5.0

truyền thông tổng hợp

nên mua iphone 15 pro max vào thời điểm này

Có, bạn nên mua iPhone 15 Pro Max vào thời điểm này nếu bạn đang tìm kiếm một chiếc điện thoại thông minh cao cấp với những tính năng và hiệu suất tốt nhất. iPhone 15 Pro Max có thiết kế đẹp, hệ thống camera cải tiến, hiệu suất mạnh

truyền thông tổng hợp

Wi-Fi 5 so với Wi-Fi 6: Sự khác biệt là gì?

mục lục0.1 NHỮNG ĐIỂM CHÍNH1 Wi-Fi 5 là gì?2 Wi-Fi 6 là gì?3 Wi-Fi 5 so với Wi-Fi 63.1 So sánh tốc độ Wi-Fi 6 và Wi-Fi 54 Còn Wi-Fi 6E thì sao?5 Bạn có nên nâng cấp lên bộ định tuyến Wi-Fi 6 không? Đã đến lúc nâng cấp

truyền thông tổng hợp

CẢM BIẾN MƯA (RAIN WATER SENSOR) – CẤU TẠO – NGUYÊN LÝ – ỨNG DỤNG

mục lục1 1) Cảm biến mưa là gì?2 2) Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến mưa2.1 2.1) Cấu tạo2.2 2.2) Nguyên lý hoạt động3 3) Thông số kỹ thuật của cảm biến báo mưa4 4) Ưu điểm nổi bật của thiết bị cảm biến báo mưa5

truyền thông tổng hợp

Plugin Thời tiết WordPress

mục lục1 Plugin Thời tiết hàng đầu dành cho Website WordPress1.1 Plugin WP-Forecast1.2 Weather Atlas Widget1.3 Plugin Weather Effect1.4 Plugin Location Weather1.5 Plugin Weather Station1.6 Plugin Simple Weather1.7 Plugin Weather for Visual Composer1.8 Plugin Weather Forecast by Elfsight1.9 Plugin WP Cloudy2 Tại sao bạn nên bổ sung thêm một Plugin

truyền thông tổng hợp

cấu hình Samsung Galaxy S24 Ultra

mục lục1 Rò rỉ cấu hình chi tiết của Samsung Galaxy S24 Ultra: chip Exynos 2400 hoặc Snapdragon 8 Gen 3, camera 200MP, pin 5.000mAh1.1 Rò rỉ cấu hình chi tiết của Samsung Galaxy S24 Ultra Màn hình: 6.8 inch Dynamic AMOLED 2X, độ phân giải 2K+ (1440 x 3088

truyền thông tổng hợp

Lắp mạng FPT Vĩnh Yên Tam Dương Vĩnh Phúc Hỗ trợ wifi 6

Lắp mạng FPT tặng Wifi 6 – Tận hưởng tốc độ và hiệu suất vượt trội! FPT Telecom hân hạnh giới thiệu chương trình khuyến mãi Lắp mạng FPT tặng Wifi 6. Khách hàng đăng ký lắp mạng FPT trong thời gian này sẽ được tặng miễn phí modem Wifi