Cảm biến nhiệt độ là gì – giải mã những điều bạn chưa biết

Cảm biến nhiệt độ là một loại cảm biến được sử dụng phổ biến hiện nay tại các nhà máy khu công nghiệp. Tuy nhiên, còn khá nhiều người chưa biết về thiết bị cảm biến nhiệt độ là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ra sao? Hãy tham khảo ngay bài viết này của chúng tôi để cập nhật những thông tin cực kỳ hữu ích.

Cảm biến nhiệt độ là gì?

Cảm biến nhiệt độ là thiết bị dùng cảm nhận sự biến đổi của các đại lượng vật lý không có tính chất điện (nhiệt độ, áp suất, lưu lượng…) cần đo thành các đại lượng (thường mang tính chất điện) có thể đo và xử lý được.

Như vậy cảm biến nhiệt độ chính là thiết bị dùng để cảm nhận sự biến đổi về nhiệt độ của đại lượng. Người ta có thể gọi cảm biến nhiệt là can nhiệt. Cảm biến nhiệt bao gồm 2 dây kim loại khác nhau được hàn dính một đầu gọi là đầu nóng (hay đầu đo), hai đầu còn lại gọi là đầu lạnh (hay là đầu chuẩn).

Với mỗi loại cảm biến sẽ có dạng tín hiệu khác nhau, có loại thì đưa tín hiệu điện trở, được gọi là nhiệt điện trở hoặc có tên gọi khác là RTD, thông thường là cảm biến nhiệt độ Pt100, Pt1000, Pt50, CU50, có loại đưa ra tín hiệu mV được gọi là cặp nhiệt và nó chỉ hai dây tín hiệu ra, thông thường là cảm biến K, R, S, B, T, E.

cảm biến nhiệt độ pt100

cảm biến nhiệt độ pt100

can nhiệt loại K

Các loại dây cảm biến sử dụng phổ biến trên thị trường

Loại cảm biến nhiệt độ 2 dây

Cảm biến đo nhiệt độ 2 dây do bị ảnh hưởng điện trở trên cả hai dây nên dẫn đến sai số rất cao và ít được sử dụng nhất mặc dù có giá thành thấp.

Loại cảm biến nhiệt độ 3 dây

Cảm biến đo nhiệt độ loại 3 dây là loại sử dụng phổ biến nhất hiện nay, với 2 dây chung triệt tiêu điện trở cho nhau, lúc này cảm biến chỉ bị ảnh hưởng điện trở trên dây A(Ra)

Loại cảm biến nhiệt 4 dây

Đối với cảm biến loại 4 dây cho độ chính xác lớn nhất có thể; ít được sử dụng trong lĩnh vực công nghiệp, nó hầu như chỉ được sử dụng trong các ứng dụng trong phòng thí nghiệm và có giá thành khá cao.

=>> Xem thêm: Sự khác biệt giữa cảm biến nhiệt pt100 và can nhiệt

Cấu tạo cảm biến nhiệt

Cấu tạo của cảm biến nhiệt gồm có 6 bộ phận tạo thành gồm có: Bộ phận cảm biến, dây kết nối, chất cách điện gốm, phụ chất làm đầy, vỏ bảo vệ và đầu kết nối. Duới đây là thông tin chi tiết các bộ phận của sản phẩm.

Bộ phận cảm biến

Bộ phận cảm biến là phần quan trọng nhất của khả năng chịu nhiệt, một bộ phận cảm biến kém chất lượng sẽ gây nguy hiểm cho hoạt động chính xác của toàn bộ thiết bị cảm biến. Sau khi kết nối với đầu nối, nó được đặt bên trong vỏ bảo vệ. Các nguyên tố cảm biến với cuộn dây đôi có sẵn cho mức độ chính xác khác nhau.

Dây kết nối

Kết nối của bộ phận cảm biến có thể được thực hiện bằng cách sử dụng 2, 3 hoặc 4 dây; vật liệu dây phụ thuộc vào điều kiện sử dụng đầu dò.

Chất cách điện gốm

Giúp ngăn ngừa đoản mạch và cách điện các dây kết nối khỏi vỏ bảo vệ.

Phụ Chất làm đầy

Bao gồm bột alumina cực kỳ mịn, sấy khô và rung, lấp đầy bất kỳ khoảng trống nào để bảo vệ cảm biến khỏi các rung động.

Vỏ bảo vệ

Để bảo vệ các bộ phận cảm biến và các dây kết nối. Vì nó tiếp xúc trực tiếp với quá trình, điều quan trọng là nó được làm bằng vật liệu phù hợp và có kích thước phù hợp. Trong một số điều kiện nhất định, nên bọc thêm vỏ bọc bằng vỏ bổ sung (thermowell).

Đầu kết nối

Chứa bảng mạch được làm bằng vật liệu cách điện (thường là gốm) cho phép kết nối điện của điện trở. Tùy thuộc vào kết cấu sử dụng vỏ chống cháy nổ có thể được sử dụng. Bộ chuyển đổi 4-20 mA có thể được cài đặt thay cho bảng đầu cuối.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt

Đo nhiệt độ bằng cảm biến nhiệt khá đơn giản so với việc sử dụng các loại đo nhiệt độ khác, tuy nhiên cần thực hiện một số bước nhất định để khắc phục mọi lỗi phát hiện.

Có ba nguyên nhân chính gây ra lỗi trong các phép đo nhiệt độ với nhiệt độ:

– Lỗi do quá nhiệt của phần tử cảm biến

– Lỗi do cách điện kém của thiết bị cảm biến

– Lỗi do phần tử cảm biến không được nhúng ở độ sâu nhất định.

Bộ phận cảm biến tự nóng lên trong quá trình đo khi nó bị cắt ngang bởi dòng điện quá cao, do hiệu ứng Joule, làm tăng nhiệt độ của phần tử.

Sự tăng nhiệt độ phụ thuộc cả vào loại yếu tố chính được sử dụng và các điều kiện đo. Ở cùng nhiệt độ, cùng độ bền nhiệt sẽ tự nóng lên ít hơn nếu được đặt trong nước chứ không phải không khí, điều này là do thực tế nước có hệ số phân tán cao hơn không khí.

Thông thường tất cả các thiết bị đo sử dụng nhiệt điện trở làm cảm biến đều có dòng đo cực thấp, tuy nhiên không nên vượt quá dòng đo 1 mA (EN 60751).

Để đo chính xác với cảm biến nhiệt, điều rất quan trọng là cách điện giữa các dây dẫn và vỏ bọc bên ngoài là đủ lớn, đặc biệt là ở nhiệt độ cao.

Các loại cảm biến nhiệt độ

Cảm biến nhiệt độ bao gồm các kim loại quý (Bạch kim và Rhodium) cho phép thu được các phép đo rất chính xác. Đặc biệt chịu được ở nhiệt độ cao, nó thường được sử dụng trong khí quyển oxy hóa. Nó không thực sự được khuyến khích trong việc giảm khí quyển hoặc những thứ có chứa hơi kim loại.

Can nhiệt loại S

Cảm biến S bao gồm các kim loại quý (Bạch kim và Rhodium) cho phép thu được các phép đo rất chính xác.

Can nhiệt loại R

Giống như cảm biến S nhưng với tỷ lệ phần trăm khác nhau của hai kim loại.

Can nhiệt loại B

Cặp nhiệt điện bao gồm các kim loại quý, do số lượng Rhodium lớn hơn so với các loại cảm biến S và R, có khả năng chịu nhiệt độ cao hơn và chịu áp lực cơ học.

Can nhiệt loại E

Cảm biến nhiệt độ E 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 . Đặc biệt chỉ định trong khí quyển oxy hóa.

Can nhiệt loại J

Cặp nhiệt điện bao gồm cực dương sắt và cực âm (hợp kim đồng-niken). Được chỉ định để đo nhiệt độ trung bình trong việc giảm khí quyển và với sự hiện diện của hydro và carbon.

Can nhiệt loại K

Cặp nhiệt điện gồm các hợp kim có chứa niken. Nó phù hợp để điều chỉnh nhiệt độ cao trong môi trường oxy hóa. Không được sử dụng trong môi trường khí quyển.

Can nhiệt loại T

Cặp nhiệt điện cho phép đo chính xác ở nhiệt độ thấp trong quá trình oxy hóa và giảm khí quyển.

Can nhiệt loại N

Cặp nhiệt điện cho nhiệt độ cao tương tự như loại K nhưng có độ phản ứng trễ nhiệt ít hơn.

Can nhiệt loại W3

Dải nhiệt độ Cảm biến cho nhiệt độ cực cao bao gồm cực dương Vonfram chứa 3% rheni và cực âm Vonfram chiếm 25% rheni. Đặc biệt chống lại việc giảm khí quyển và sự hiện diện của hydro hoặc các khí trơ khác

Can nhiệt loại W5

Cặp nhiệt điện rất giống với W3 nhưng với tỷ lệ rheni lớn hơn làm tăng sức cản cơ học của nó. Các đặc điểm khác là đặc trưng của cặp nhiệt điện W3.

Chúng tôi hy vọng rằng với những kiến thức mà chúng tôi chia sẽ bạn sẽ nắm vững được cảm biến nhiệt độ là gì,  cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cách chọn và cách xử lý lỗi khi hoạt động của cảm biến nhiệt. Nếu có thắc mắc gì về cảm biến nhiệt hoặc để được sử dụng loại can nhiệt tốt nhất liên hệ ngay với https://thietbidientu24h.com.vn/

Add your comment

Bảo mật thanh toán

Tất cả thông tin thanh toán của bạn đều được chúng tôi bảo mật tuyệt đối

Đổi trả miễn phí

Đổi trả miễn phí trong vòng 3 ngày nếu phát hiện lỗi của nhà sản xuất

Miễn phí vận chuyển

Miễn phí vận chuyển khu vực nội thành Hà Nội