Cảm biến nhiệt độ là gì? Một số vấn đề cần lưu ý khi sử dụng cảm biến nhiệt độ

Chu Văn An

Cảm biến nhiệt độ là thiết bị được sử dụng khá phổ biến hiện nay. Nó dùng để cảm nhận sự thay đổi nhiệt độ của các đại lượng vật lý không có tính chất điện như nhiệt độ, áp suất, lưu lượng… cần đo thành các đại lượng có thể đo lường và xử lý được. Vậy cảm biến nhiệt độ là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào? Hãy cùng chúng tôi theo dõi những thông tin về cảm biến nhiệt độ trong bài viết dưới đây để có được câu trả lời.

Cảm biến nhiệt độ là gì?

Cảm biến nhiệt độ là gì?

Cảm biến nhiệt độ là thiết bị dùng để đo sự thay đổi nhiệt độ của các đại lượng cần đo và được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, hóa chất, ô tô, hàng hải, vật liệu nhựa… và cả những ngành đòi hỏi độ chính xác, độ tin cậy cao trong phép đo.

Cấu trúc cảm biến nhiệt độ

Phần kết cấu chính của cảm biến nhiệt độ là 2 dây kim loại khác nhau gắn vào đầu nóng và đầu lạnh. Ngoài ra còn có các thành phần khác như:

– Phần cảm biến: Là phần quan trọng nhất được đặt bên trong vỏ bảo vệ sau khi kết nối với đầu nối và quyết định hoàn toàn đến độ chính xác của phép đo.

– Dây nối: Mỗi bộ phận cảm biến có thể có 2, 3 hoặc 4 dây nối và chất liệu của dây sẽ tùy thuộc vào điều kiện sử dụng của đầu đo.

+ Loại cảm biến nhiệt độ có 2 dây nối cho kết quả kém chính xác nhất và chỉ nên sử dụng khi nối điện trở nhiệt với dây điện trở ngắn và thấp hoặc để kiểm tra mạch tương đương.

+ Cảm biến nhiệt độ 3 dây có độ chính xác đo tốt hơn và được sử dụng nhiều nhất trong lĩnh vực công nghiệp vì loại bỏ được các lỗi do điện trở của dây dẫn.

+ Cảm biến nhiệt độ 4 dây nối cho kết quả đo chính xác nhất và được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm.

– Vỏ bảo vệ: Giúp bảo vệ cảm biến và dây kết nối.

– Chất cách điện bằng gốm: Giúp chống đoản mạch và cách điện cho mối nối giữa dây và vỏ bảo vệ.

– Chất độn: Dùng để lấp đầy các khoảng trống nhằm bảo vệ cảm biến khỏi rung động và được làm từ bột nhôm khô mịn.

– Đầu nối: Làm bằng gốm để cách điện. Đầu nối chứa các bảng mạch cho phép kết nối với điện trở.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ

Nguyên lý làm việc của cảm biến nhiệt độ dựa trên mối quan hệ giữa vật liệu kim loại và nhiệt độ. Nhiệt độ tăng làm cho các phân tử và electron tự do chuyển động nhanh hơn theo các hướng ngẫu nhiên, khiến điện trở của kim loại đối với dòng điện cũng tăng và ngược lại. Trong quá trình đo, phần tử cảm biến sẽ nóng lên khi bị gián đoạn bởi dòng điện quá cao do hiệu ứng Joule và làm tăng nhiệt độ của phần tử.

Vì là thiết bị cảm biến thụ động nên cần cung cấp nguồn đầu vào ổn định trong quá trình sử dụng.

Phân loại cảm biến nhiệt độ

Tùy thuộc vào phạm vi ứng dụng, cảm biến nhiệt độ hiện tại được chia thành các loại sau:

– Cảm biến nhiệt kế: Dùng để đo nhiệt độ trong môi trường gas, dầu, nước…

– Đầu dò nhiệt điện trở: Cảm biến nhiệt độ chính xác nhất được làm từ bạch kim, niken và đồng.

– Cảm biến nhiệt điện trở: Thay đổi điện trở khi nhiệt độ thay đổi và chúng cung cấp độ nhạy cao hơn máy dò điện trở. Hầu hết các RTD đều có hệ số nhiệt độ âm nên khi nhiệt độ giảm thì điện trở tăng.

– Cảm biến nhiệt bán dẫn (Diode, IC, cảm biến nhiệt đầu ra silicon,…): Cung cấp độ tuyến tính và độ chính xác cao trong khoảng nhiệt độ hoạt động 55 – 150 độ C.

– Điện trở oxit kim loại: Được làm từ hỗn hợp các vật liệu oxit kim loại như mangan, niken, coban,…

– Cảm biến hồng ngoại Pyrometer hoặc IR senor: Dùng để cảm nhận nhiệt độ môi trường xung quanh bằng cách phát ra hoặc phát hiện bức xạ hồng ngoại.

Một số loại cảm biến PT100 đang có trên thị trường hiện nay

Một số vấn đề cần lưu ý khi sử dụng cảm biến nhiệt độ

Nguyên nhân sai số trong kết quả đo:

– Do phần tử cảm biến bị quá nhiệt.

– Do khả năng cách điện của thiết bị cảm biến kém.

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

Vì vậy, khi sử dụng cảm biến nhiệt độ cần chú ý những vấn đề sau:

– Đảm bảo lớp cách điện giữa dây dẫn và vỏ bọc bên ngoài đủ lớn, đặc biệt trong trường hợp nhiệt độ cao.

– Độ sâu nhúng của bộ phận cảm biến phải vừa đủ để bộ phận đó không chịu sự chênh lệch nhiệt độ này vì nếu không đủ sâu thì sai số đo có thể lên tới vài độ C. Độ sâu tối thiểu sẽ phụ thuộc vào điều kiện đo cũng như yếu tố kích thích ổn định nhiệt.

– Không để dây dẫn cặp nhiệt điện tiếp xúc với môi trường cần đo.

Trên đây là những thông tin liên quan cảm biến nhiệt độ. Nhờ bộ chuyển đổi tín hiệu tích hợp nên hiệu suất làm việc của cảm biến nhiệt độ cao hơn và có thể vận hành dễ dàng trong quá trình vận hành, lắp đặt đơn giản.

Vui lòng liên hệ trực tiếp với chúng tôi qua Website này hoặc thông qua thông tin dưới đây:

– Tư vấn bán hàng: 0826 020 020

– Email: sales@labvietchem.com.vn

– Địa chỉ:

• 219 Nguyễn Khoai, Thanh Lương, Hai Bà Trưng, ​​Hà Nội
• Hồ Chí Minh: 158/30 Hoàng Hoa Thám, Phường 12, Quận Tân Bình
• Cần Thơ: K2-2, Võ Nguyên Giáp, P. Phú Thứ, Q. Cái Răng. Thành phố Cần Thơ

Xem thêm:

• Cảm biến hồng ngoại – Nguyên lý, ứng dụng và những lưu ý khi lắp đặt và sử dụng thiết bị
• Cảm biến là gì? Phân loại và vai trò của cảm biến trong tự động hóa