Cảm biến nhiệt độ là gì? Những kiến thức cơ bản về cảm biến nhiệt độ

1. CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ LÀ GÌ?

Cảm biến nhiệt độ RTD (hay còn gọi là nhiệt điện trở hoặc điện trở nhiệt), có tên gọi tiếng anh là Resistance Temperature Detectors, là một loại cảm biến nhiệt độ dùng để đo nhiệt & truyền tín hiệu về tủ hoặc phòng điều khiển. RTD có thiết kế là một thanh kim loại hay dây kim loại mà điện trở của nó phụ thuộc theo sự thay đổi của nhiệt độ.

Hình ảnh cảm biến độ (RTD)

RTD cũng được gọi là điện trở nhiệt bao gồm các loại: Pt100, Pt500, Pt1000, Ni100, Ni500. Pt là thuật ngữ viết tắt của từ Platinum còn có cái tên gọi là bạch kim là loại kim loại quý hiếm. Trong đó, Pt100 là loại phổ biến nhất, chiếm tới 90% nhu cầu sử dụng trong các ngành công nghiệp, bao gồm:

• Cảm biến nhiệt độ Pt100 hay còn gọi là nhiệt điện trở kim loại (RTD), được cấu tạo từ kim loại Platinum được quấn tùy theo hình dáng của đầu dò nhiệt có giá trị điện trở khi ở 0ºC là 100 Ohm. 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. Đây là loại cảm biến thụ động nên khi sử dụng cần phải cấp một nguồn ngoài ổn định. Giá trị điện trở thay đổi tỉ lệ thuận với sự thay đổi nhiệt độ. cảm biến nhiệt độ Pt100 có 3 loại chính như sau:
• Cảm biến nhiệt độ Pt100 2 dây: là loại có sai số cao nhất do ảnh hưởng của điện trở trên 2 dây. Chính vì thế mà can nhiệt Pt100 hai dây rất hiếm khi sử dụng. Rất nhiều người sử dụng nhầm lẫn giữa đầu dò nhiệt độ Pt100 và can nhiệt Thermocouple.

• Cảm biến nhiệt độ Pt100 3 dây: đây là loại được sử dụng phổ biến nhất do có độ chính xác tương đối cao. Hai dây chung triệt tiêu điện trở cho nhau & dây còn lại đóng vai trò dây biến đổi giá trị điện trở khi nhiệt độ thay đổi.
• Cảm biến nhiệt độ Pt100 4 dây: được xem là cảm biến nhiệt độ chính xác nhất trong họ RTD nhưng giá thành cũng cao nhất nên chỉ phục vụ cho một số yêu cầu cần độ sai số thấp.
•  

2. ƯU & NHƯỢC ĐIỂM CỦA NHIỆT ĐỘ TRỞ RTD

Ưu điểm:

• Nhiệt điện trở RTD mang lại độ chính xác cao hơn cặp nhiệt điện, thường được dùng trong các ngành công nghiệp chung, công nghiệp môi trường hay gia công vật liệu, hóa chất.…
• Nhiệt điện trở RTD được thiết kế rất đa dạng về chiều dài, loại dây, loại cây và kiểu kết nối nên rất linh hoạt trong việc lắp đặt trong nhà máy.

Nhược điểm:

• Đối với những ứng dụng cần đo nhiệt độ trên 850ºC thì nhiệt điện trở RTD không thể đo được.
• Giá thành cao hơn cặp nhiệt điện (thermocouple).

3. SỰ KHÁC NHAU GIỮA NHIỆT ĐIỆN TRỞ (RTD) VÀ CAN NHIỆT (THERMOCOUPLE)

Hiện nay, có nhiều người còn chưa hiểu rõ sự khác nhau giữa hai dòng cảm biến nhiệt độ: Nhiệt điện trở RTD và cặp nhiệt điện (Thermocouple). Vậy sự khác nhau là gì?

Về cơ bản, cả hai loại đều có cùng một mục đích là dùng để đo nhiệt độ. Tuy nhiên về cấu tạo và nguyên lý hoạt động thì có sự khác nhau như sau:

• Nhiệt điện trở RTD cấu tạo gồm có dây kim loại làm từ: Đồng, Niken, Platium… được quấn theo hình dáng của đầu to. 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.
• Cặp nhiệt điện (Thermocouple) cấu tạo gồm 2 dây kim loại khác nhau được hàn dính 1 đầu gọi là đầu nóng (hay đầu đo), hai đầu còn lại gọi là đầu lạnh (hay là đầu chuẩn). Khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa đầu nóng và đầu lạnh thì sẽ phát sinh 1 sức điện động V tại đầu lạnh. Một vấn đề đặt ra là phải ổn định và đo được nhiệt độ ở đầu lạnh, điều này tùy thuộc rất lớn vào chất liệu. Do vậy mới cho ra các chủng loại cặp nhiệt độ, mỗi loại cho ra 1 sức điện động khác nhau: E, J, K, R, S, T. 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).

Về chức năng, nhiệt điện trở RTD được sử dụng cho dải đo trong khoảng -200...850°C, trong khi đó cặp nhiệt điện (thermocouple) được sử dụng ở các dải đo lớn hơn, trong khoảng -100 - 1600 0C.

Khách hàng có bất kỳ nhu cầu, thắc mắc nào liên quan tới sản phẩm cảm biến nhiệt độ, vui lòng liên hệ theo thông tin dưới đây để team của chúng tôi được hân hành giải đáp, phục vụ.