RTD là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của RTD

Chu Văn An

Trên thị trường cảm biến nhiệt độ hiện nay, RTD là loại được lựa chọn và sử dụng nhiều nhất. Chúng ta có thể kể đến một số loại như Pt100, Pt500, Pt1000, Ni100, Ni500, v.v. Và để giúp bạn hiểu rõ hơn về RTD là gì, chúng tôi đã tổng hợp những thông tin liên quan trong bài viết dưới đây. Hãy theo dõi chúng tôi.

RTD là gì?

– RTD (Resistance Thermal Detector) là thiết bị dùng để đo nhiệt độ trong các ngành công nghiệp hiện nay và được sử dụng rất thông dụng, cùng với Thermopair.

– Ngoài tên gọi cảm biến nhiệt độ, RTD còn được gọi là điện trở.

– Một số loại RTD phổ biến hiện nay: Pt100, Pt500, Pt1000, Ni100, Ni500. Trong số đó, Pt100 là loại RTD được sử dụng phổ biến nhất, chiếm tới 90% nhu cầu của người dùng.

Cảm biến nhiệt độ RTD

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của RTD

1. Kết cấu

– RTD gồm có 2, 3 hoặc 4 dây kim loại được làm từ các vật liệu nguyên chất như Platinum, Niken hoặc đồng. Loại phổ biến nhất là loại 3 dây được làm từ Platinum vì độ tinh khiết của nó lên tới 99,9%.

– Vỏ bảo vệ RTD: Hầu hết được làm bằng thép không gỉ 304 hoặc 316L.

– Các dây kim loại này được nối với nhau ở một đầu (đầu nóng, đầu đo) và đầu còn lại để lấy tín hiệu điện trở (đầu lạnh, đầu tham chiếu).

2. Nguyên tắc hoạt động

Nguyên lý hoạt động của RTD là chuyển đổi nhiệt độ cần đo thành tín hiệu điện trở.

– Khi nhiệt độ ở đầu đo của nhiệt điện trở thay đổi sẽ xuất hiện điện trở ở đầu kia của cảm biến. Đây là cơ sở để đo nhiệt độ của nhiệt điện trở.

– Khi nhiệt độ cần đo tăng hoặc giảm thì điện trở RAB = RRTD sẽ tăng giảm tùy theo nhiệt độ cần đo. Thông qua việc đo giá trị điện trở, chúng ta có thể suy ra giá trị của nhiệt độ.

Ưu điểm và nhược điểm của RTD

Cảm biến nhiệt độ RTD

1. Lợi thế

– Đo nhiệt độ trên phạm vi rộng với độ chính xác cao.

– Được thiết kế đa dạng với nhiều linh kiện có độ bền cao và nhiều chiều dài.

– Độ dẫn điện tốt, đặc biệt là loại Platinum.

– Có 2 lựa chọn: RTD dạng cây và RTD dạng dây, mang đến cho người dùng nhiều sự lựa chọn đa dạng.

– Độ ổn định cao qua các năm, độ lệch sai số thấp chỉ khoảng 0,1%/năm.

2. Nhược điểm

– Nhược điểm duy nhất của RTD là đối với những ứng dụng cần đo nhiệt độ trên 850°C thì RTD, kể cả loại Pt100, không thể đo được vì dải nhiệt độ của nó chỉ dao động từ -200°C đến tối đa là 850°C.

– Phản ứng nhiệt chậm hơn cặp nhiệt điện.

ứng dụng RTD

– Dùng để đo, kiểm tra nhiệt độ ở những khu vực có nhiệt độ cao trong nhà máy nhằm đảm bảo máy móc, thiết bị vận hành an toàn và ổn định hơn. Từ đó mang lại hiệu quả cao trong hoạt động sản xuất kinh doanh.

– Tùy theo nhiệt độ khu vực cần đo mà người dùng nên lựa chọn loại RTD có giá thành và công suất hoạt động hợp lý để tạo ra giá trị tốt nhất cho sản phẩm.

Cấu trúc của cảm biến RTD

Cách chọn RTD tiêu chuẩn

Cảm biến nhiệt độ RTD được chia làm 3 loại, dựa vào số lượng dây trên cảm biến đó là RTD 2 dây, RTD 3 dây và RTD 4 dây. Đặc biệt, độ chính xác của RTD còn tăng theo số lượng dây trên cảm biến vì khả năng gây nhiễu do điện trở của đường dây giảm dần.

Ví dụ, cảm biến nhiệt độ Pt100 3 dây sẽ bù một nửa hiệu ứng điện trở đường dây, trong khi cảm biến nhiệt độ Pt100 4 dây sẽ bù hoàn toàn hiệu ứng điện trở đường dây. Nhờ đó mà kết quả đo có độ chính xác cao nhất.

Để chọn được RTD chuẩn, bạn cần chú ý các vấn đề sau:

– Thang đo nhiệt độ RTD càng cao thì lượng Platinum càng nhiều và đây cũng là dòng có thể chịu được nhiệt độ cao nhất cũng như cho kết quả đo chính xác nhất.

– Mức độ lỗi của một RTD không phụ thuộc vào thang đo nhiệt độ mà phụ thuộc vào Class type trong dòng RTD đó. Ví dụ với loại Pt 100 ta có: Loại B sai số là 0,3 độ C, Loại A là 0,15% và Loại A+ là 0,1 5%.

– Trong 2 loại RTD thì loại củ hành có thang nhiệt độ lớn hơn loại dây.

– Trước khi chọn RTD, bạn cần xác định ứng dụng nào cần sử dụng cảm biến RTD để đo.

– Việc đánh giá nhu cầu của hệ thống có đòi hỏi độ chính xác cao không?

– Đánh giá xem môi trường cần đo có bị ăn mòn hay không.

– Vị trí lắp đặt có thuận tiện không? Chọn loại có ren hoặc không có ren cho phù hợp.

– Nhiệt độ môi trường dao động trong khoảng nào?

– Xác định chi phí đầu tư cho thiết bị có thể bỏ ra là bao nhiêu.

Trên đây là một số thông tin về RTD là gì mà LabENGCHEM muốn chia sẻ tới bạn đọc. Hiện nay, để thu thập và truyền dữ liệu từ các RTD khoảng cách xa, người ta thường sử dụng thêm các bộ chuyển đổi tín hiệu đầu vào RTD và xuất tín hiệu số, thông qua cổng RS485 và giao thức Modbus RTU.

Xem thêm:

• Cảm biến là gì? Phân loại và vai trò của cảm biến trong tự động hóa
• Tìm hiểu cấu tạo, phân loại và ứng dụng của nhiệt điện trở