2 2 cảm biến Đo nhiệt Độ

C M BI N ĐO NHI T ĐẢM BIẾN ĐO NHIỆT ĐỘẾN ĐO NHIỆT ĐỘỆT ĐỘỘ

2.Nhi t k giãn nệm chungế giãn nởở

3.Nhi t k đi n trệm chungế giãn nở ệm chungở

4.C p nhi t ng uặp nhiệt ngẫuệm chungẫu

5.H a kỏa kếế giãn nở

6.Các lo i nhi t k khácại nhiệt kế khácệm chungế giãn nở

1 Khái ni m chungệm chung

1.1 Nhi t đ : ệt độ: ộ:

Nhi t đ là đ i lệm chungộ là đại lượng vật lý đặc trưng ại nhiệt kế khác ượng vật lý đặc trưng ng v t lý đ c tr ng ật lý đặc trưng ặp nhiệt ngẫuưcho tr ng thái nhi t c a v t ch t nh ại nhiệt kế khácệm chungủa vật chất ảnh ật lý đặc trưng ất ảnh ảnh hưởng r t l n đ n nhi u tính ch t c a ất ảnh ớn đến nhiều tính chất của ế giãn nởều tính chất của ất ảnh ủa vật chất ảnh v t ch t ật lý đặc trưng ất ảnh  đo nhi t đ đóng vai trò quan ệm chungộ là đại lượng vật lý đặc trưng tr ng trong công nghi p và nhi u lĩnh ọng trong công nghiệp và nhiều lĩnh ệm chungều tính chất của v c ực

Đo nhi t đ : gián ti p, d a vào s ph ệm chungộ là đại lượng vật lý đặc trưng ế giãn nởực ực ụ thu c c a tính ch t v t li u vào nhi t ộ là đại lượng vật lý đặc trưng ủa vật chất ảnh ất ảnh ật lý đặc trưng ệm chungệm chungđ ộ là đại lượng vật lý đặc trưng

1.2 Thang đo nhi t đệt độ: ộ:

xây d ng trên c s đ nh lu t nhi t đ ng h c th ực ơ sở định luật nhiệt động học thứ ở ịnh luật nhiệt động học thứ ật lý đặc trưng ệm chung ộ là đại lượng vật lý đặc trưng ọng trong công nghiệp và nhiều lĩnh ứ hai: công trong chu trình Cacnô t l v i đ ỷ lệ với độ ệm chung ớn đến nhiều tính chất của ộ là đại lượng vật lý đặc trưng chênh nhi t đ ch không ph thu c ch t đo ệm chung ộ là đại lượng vật lý đặc trưng ứ ụ ộ là đại lượng vật lý đặc trưng ất ảnh nhi t đ ệm chung ộ là đại lượng vật lý đặc trưng

- Đi m chu n: đi m tan c a nểm chuẩn: điểm tan của nước đá =273,15K ẩn: điểm tan của nước đá =273,15K ểm chuẩn: điểm tan của nước đá =273,15K ủa vật chất ảnh ướn đến nhiều tính chất của c đá =273,15K.- M t đ K b ng đ chênh nhi t đ ng v i 1% ộ là đại lượng vật lý đặc trưng ộ là đại lượng vật lý đặc trưng ằng độ chênh nhiệt độ ứng với 1% ộ là đại lượng vật lý đặc trưng ệm chung ộ là đại lượng vật lý đặc trưng ứ ớn đến nhiều tính chất của công trong chu trình Cacnô gi a đi m sôi c a ữa điểm sôi của ểm chuẩn: điểm tan của nước đá =273,15K ủa vật chất ảnh nướn đến nhiều tính chất của c và đi m tan c a nểm chuẩn: điểm tan của nước đá =273,15K ủa vật chất ảnh ướn đến nhiều tính chất của c đá áp su t bình ở ất ảnh thường.ng

1.2 Thang đo nhi t đệt độ: ộ:

 Quan h gi a nhi t đ và công:ệm chung ữa điểm sôi của ệm chungộ là đại lượng vật lý đặc trưng

 Thang đo nhi t đ tuy t đ i có tính ch t ệm chungộ là đại lượng vật lý đặc trưng ệm chungối có tính chất ất ảnh thu n túy lý lu n, không th th hi n đần túy lý luận, không thể thể hiện được ật lý đặc trưng ểm chuẩn: điểm tan của nước đá =273,15K.ểm chuẩn: điểm tan của nước đá =273,15K ệm chungượng vật lý đặc trưng c trên th c t , nh ng th ng nh t đực ế giãn nởưối có tính chất ất ảnh ượng vật lý đặc trưng c đ n v ơ sở định luật nhiệt động học thứ ịnh luật nhiệt động học thứ đo nhi t đ (do không ph thu c ch t đo).ệm chungộ là đại lượng vật lý đặc trưng ụ ộ là đại lượng vật lý đặc trưng ất ảnh

 Đ i v i ch t khí lý tối có tính chất ớn đến nhiều tính chất của ất ảnh ưởng: Nhi t k khí đ chính xác cao.ệm chungế giãn nởộ là đại lượng vật lý đặc trưng

(K)

(K)

100.

QQ

QT

0100



100.VPV

P

PVT

00100



1.2 Thang đo nhi t đệt độ: ộ:

b) Thang Celsius : do Andreas Celsius

thành l p (ật lý đặc trưng 1742) Đ n v ơ sở định luật nhiệt động học thứ ịnh luật nhiệt động học thứ oC đi m nểm chuẩn: điểm tan của nước đá =273,15K.ướn đến nhiều tính chất của c đá tan  0oC đi m nểm chuẩn: điểm tan của nước đá =273,15K.ướn đến nhiều tính chất của c sôi 

1.2 Thang đo nhi t đệt độ: ộ:

c)Thang Fahrenheit: do Fahrenheit

thành l p (1706) Đ n v ật lý đặc trưng ơ sở định luật nhiệt động học thứ ịnh luật nhiệt động học thứ oF.

 Quan h gi a ệm chung ữa điểm sôi của oF và oC:

• Đi m ểm chuẩn: điểm tan của nước đá =273,15K.chu n:ẩn: điểm tan của nước đá =273,15K.

Đi m nểm chuẩn: điểm tan của nước đá =273,15K.ướn đến nhiều tính chất của c đá tan  32oFĐi m nểm chuẩn: điểm tan của nước đá =273,15K.ướn đến nhiều tính chất của c sôi  212oF

59F

1.3 Nhi t đ c n đo & nhi t ệt độ: ộ: ần đo & nhiệt ệt độ:

v ) ẽ)  Sai s : ối có tính chất T = Tx - Tc  0.

• Sai sối có tính chất T ph thu c:ụ ộ là đại lượng vật lý đặc trưng - Trao đ i nhi t gi a c m bi n và môi trổi nhiệt giữa cảm biến và môi trường đo ệm chung ữa điểm sôi của ảnh ế giãn nở ường.ng đo.- Trao đ i nhi t gi a b c m bi n và bên ngoài.ổi nhiệt giữa cảm biến và môi trường đo ệm chung ữa điểm sôi của ộ là đại lượng vật lý đặc trưng ảnh ế giãn nở

TxT1

V iớn đến nhiều tính chất của

T





tx

cTkeT

Amc

1.4 Phương pháp đo ng pháp đo nhi t đệt độ: ộ:

a) Phương pháp đo ng pháp đo ti p xúc: ếp xúc: khi đo, c m bi nảnh ế giãn nở ti p xúc v i môi trế giãn nởớn đến nhiều tính chất của ường.ng đo, phép đo d a trên các hi n ực ệm chungtượng vật lý đặc trưng ng:

+ Gi n n c a v t li u.ảnh ở ủa vật chất ảnh ật lý đặc trưng ệm chung+ Bi n đ i tr ng thái c a v t li u.ế giãn nởổi nhiệt giữa cảm biến và môi trường đo.ại nhiệt kế khácủa vật chất ảnh ật lý đặc trưng ệm chung+ Thay đ i đi n tr c a v t li u.ổi nhiệt giữa cảm biến và môi trường đo.ệm chungở ủa vật chất ảnh ật lý đặc trưng ệm chung+ Hi u ng nhi t đi n.ệm chung ứ ệm chungệm chung

1.4 Phương pháp đo ng pháp đo nhi t ệt độ: độ:

b) Phương pháp đo ng pháp đo không ti p xúc: ếp xúc:

khi đo c m bi nảnh ế giãn nở không ti p xúc v i ế giãn nở ớn đến nhiều tính chất của môi trường.ng đo, phép đo d a vào s ực ực ph thu c c a b c x nhi t c a ụ ộ là đại lượng vật lý đặc trưng ủa vật chất ảnh ứ ại nhiệt kế khác ệm chung ủa vật chất ảnh môi trường.ng đo vào nhi t đ :ệm chung ộ là đại lượng vật lý đặc trưng

+ Đo b ng h a k b c x ằng độ chênh nhiệt độ ứng với 1% ỏa kế ế giãn nở ứ ại nhiệt kế khác+ Đo b ng h a k quang.ằng độ chênh nhiệt độ ứng với 1% ỏa kế ế giãn nở

2 Nhi t k giãn nệt độ: ếp xúc: ở

(ho c co l i) c a v t li u khi nhi t đ ặp nhiệt ngẫuại nhiệt kế khácủa vật chất ảnh ật lý đặc trưng ệm chungệm chungộ là đại lượng vật lý đặc trưng tăng (ho c gi m).ặp nhiệt ngẫuảnh

Th tích: ểm chuẩn: điểm tan của nước đá =273,15K. t - nhi t ệt độ

Chi u dài:ều tính chất của

Vt

V() 0 v

1t

lt

l() 0 l

2.3 Nhi t k giãn n dùng ệt độ: ếp xúc: ởch t r nất rắn ắn

 Nhi t k kim lo i - kim lo iệt độ: ếp xúc: ại - kim loạiại - kim loại :

n v i ở ớn đến nhiều tính chất của l1 >l2  do hai thanh liên k t v i ế giãn nởớn đến nhiều tính chất của nhau  u n cong ối có tính chất  đ u A d ch chuy n: ần túy lý luận, không thể thể hiện được ịnh luật nhiệt động học thứ ểm chuẩn: điểm tan của nước đá =273,15K.l = l1 -l2 = f(t)  đo l t.

1 Kim lo i 1: αại nhiệt kế khác 12 Kim lo i 2: αại nhiệt kế khác 2 <α11

2C u t oất ảnh ại nhiệt kế khác

A

2.3 Nhi t k giãn n dùng ệt độ: ếp xúc: ởch t r nất rắn ắn

 Đ c đi m:ặc điểm:ểm:

C u t o đ n gi n.ất ảnh ại nhiệt kế khácơ sở định luật nhiệt động học thứ ảnh

R ti n.ẻ tiền ều tính chất của

Tu i th cao.ổi nhiệt giữa cảm biến và môi trường đo.ọng trong công nghiệp và nhiều lĩnh

 Ứng dụng: ng d ng: ụng:

Đo nhi t đ < 700ệm chungộ là đại lượng vật lý đặc trưng oC.

Chuy n m ch (r le nhi t)ểm chuẩn: điểm tan của nước đá =273,15K.ại nhiệt kế khácơ sở định luật nhiệt động học thứ ệm chung

2.4 Nhi t k giãn n ch t ệt độ: ếp xúc: ởất rắn

- V thu tinh có ỏa kế ỷ lệ với độ tt =2.10 -5/oC

 Th y ngân có ủa vật chất ảnh Hg =18.10-5/oC Ho c d u, rặp nhiệt ngẫu ần túy lý luận, không thể thể hiện được ượng vật lý đặc trưng u, c n ….ồn …

 Khi t tăng t  ch t l ng gi n n ất ảnh ỏa kế ảnh ởV

Ch t l ng t bình nhi t dâng lên ất ảnh ỏa kế ừ bình nhiệt dâng lên ệm chung

ng mao d n m t kho ng:ối có tính chất ẫu ộ là đại lượng vật lý đặc trưng ảnh

h=f(V) = f(t)  đo h t

12

3

1 Bình nhi t ệm chung2 ng mao d n Ống kim loạiẫu3.Ch t l ngất ảnh ỏa kế

Đ chính xác tộ là đại lượng vật lý đặc trưng ươ sở định luật nhiệt động học thứ ng đ i cao.ối có tính chất

Khó bi n đ i thành tín hi u đi n.ế giãn nởổi nhiệt giữa cảm biến và môi trường đo.ệm chungệm chung

Ứng dụng:ng d ng:ụ - Đo nhi t đ t - 50 ệm chungộ là đại lượng vật lý đặc trưng ừ bình nhiệt dâng lên  600oC.- Chuy n m ch (r le nhi t) ểm chuẩn: điểm tan của nước đá =273,15K.ại nhiệt kế khácơ sở định luật nhiệt động học thứ ệm chung

T(

3.2 Nhi t k đi n tr ệt độ: ếp xúc: ệt độ: ởkim lo iại - kim loại

a)C u t o: ất rắnại - kim loại ch t o b ng đi n tr kim lo i.ế giãn nở ại nhiệt kế khác ằng độ chênh nhiệt độ ứng với 1% ệm chung ở ại nhiệt kế khác- Lo i đi n tr dây qu n: ại nhiệt kế khác ệm chung ở ất ảnh

21

3

3

21

3

1 Vỏ 2 Dây điện trở 3 Lõi cách điện

3.2 Nhi t k đi n tr ệt độ: ếp xúc: ệt độ: ởkim lo iại - kim loại

 V t li uật lý đặc trưng ệm chung

 (WoC-1m-1)7390400120 x108 (m) 10,6101,725,52R x103 (oC-1)3,94,73,94,5

-Tlàm vi cệm chung (oC) -200  1000 < 250 < 180< 1600Tính b n nhi tều tính chất của ệm chungB nều tính chất của Kém b nều tính chất của Kém b nều tính chất của B nều tính chất của Tính n đ nhổi nhiệt giữa cảm biến và môi trường đo.ịnh luật nhiệt động học thứ CaoTh pất ảnh Th pất ảnh Th pất ảnh Đ tuy n tínhộ là đại lượng vật lý đặc trưng ế giãn nở CaoCao

3.2 Nhi t k đi n tr kim ệt độ: ếp xúc: ệt độ: ởlo iại - kim loại

 Nhiệt kế bề mặt:

 Cấu tạo:

 Vật liệu:

1 Điện trở 2 Tấm vật liệu

cách điện1

2

Tính ch tất ảnh NiNi – FePtĐ nh y nhi t αộ là đại lượng vật lý đặc trưng ại nhiệt kế khácệm chung R.103 (oC-1)~ 5,0~ 5.0~ 4,0Kho ng n.đ làm vi c (ảnh ộ là đại lượng vật lý đặc trưng ệm chungoC)- 195260- 195 260 - 260 1400

3.2 Nhi t k đi n tr kim ệt độ: ếp xúc: ệt độ: ởlo iại - kim loại

thay đ i đi n tr :ổi nhiệt giữa cảm biến và môi trường đo ệm chung ở Khi bi n thiên ế giãn nở T nh :ỏa kế H s :ệm chung ối có tính chất

 H s nhi t đi n trệm chung ối có tính chất ệm chung ệm chung ở

01ATBTCTR

T

RT

TR()R

dTdRR

1

R .

dTdss

1dT

dll

1dT

d1dT

dRR

1

R  ..





3.2 Nhi t k đi n tr kim ệt độ: ếp xúc: ệt độ: ởlo iại - kim loại

Đ t:ặp nhiệt ngẫu

Do α >> αl  αR  α  s thay đ i kích thực ổi nhiệt giữa cảm biến và môi trường đo.ướn đến nhiều tính chất của ảnh c nh hưởng không đáng k ểm chuẩn: điểm tan của nước đá =273,15K.

V y: Khi nhi t đ tăng đi n tr su t v t li u tăng ật lý đặc trưng ệm chungộ là đại lượng vật lý đặc trưng ệm chungởất ảnh ật lý đặc trưng ệm chung đi n tr tăng ệm chungở đo đi n tr ệm chungở  nhi t đ ệm chungộ là đại lượng vật lý đặc trưng



;

dTd1 



dTdll

1

l 

dTdss1





ll

l

dTdRR

1





3.2 Nhi t k đi n tr kim ệt độ: ếp xúc: ệt độ: ởlo iại - kim loại

c) Đ c đi m, ng d ng:ặp nhiệt ngẫu ểm chuẩn: điểm tan của nước đá =273,15K ứ ụ

 K t c u đ n gi n, d ch t oế giãn nở ất ảnh ơ sở định luật nhiệt động học thứ ảnh ễ chế tạo ế giãn nở ại nhiệt kế khác

 Đ chính xác khá caoộ là đại lượng vật lý đặc trưng

 Đo nhi t đ th p và trung bình ệm chung ộ là đại lượng vật lý đặc trưng ất ảnh (thường.ng dướn đến nhiều tính chất của i 1000oC) môi trường.ng khí, l ng, r n.ỏa kế ắn

 Đo nhi t đ b m t.ệm chung ộ là đại lượng vật lý đặc trưng ều tính chất của ặp nhiệt ngẫu

3.3 Nhi t k đi n tr silicệt độ: ếp xúc: ệt độ: ởa)C u t o: ất rắnại - kim loại ch t o t đ n ế giãn nở ại nhiệt kế khác ừ bình nhiệt dâng lên ơ sở định luật nhiệt động học thứ

tinh th Si pha t p lo i N, kích ểm chuẩn: điểm tan của nước đá =273,15K ại nhiệt kế khác ại nhiệt kế khácthướn đến nhiều tính chất của c c 500x500x240 (ỡ 500x500x240 ( m)

nhi t đ (-55 ệm chung ộ là đại lượng vật lý đặc trưng  200oC) h s ệm chung ối có tính chất nhi t đi n tr dệm chung ệm chung ở ươ sở định luật nhiệt động học thứ ng (~7.10-3/

oC 25ở oC) S ph thu c c a ực ụ ộ là đại lượng vật lý đặc trưng ủa vật chất ảnh đi n tr vào nhi t đ bi u ệm chung ở ệm chung ộ là đại lượng vật lý đặc trưng ểm chuẩn: điểm tan của nước đá =273,15K.di n g n đúng theo công th c:ễ chế tạo ần túy lý luận, không thể thể hiện được ứ

0

R

3.4 Nhi t k đi n tr oxyt ệt độ: ếp xúc: ệt độ: ở

a)C u t o: ất rắnại - kim loại đượng vật lý đặc trưng c ch t o ế giãn nở ại nhiệt kế kháct h n h p oxyt bán d n đa ừ bình nhiệt dâng lên ỗn hợp oxyt bán dẫn đa ợng vật lý đặc trưng ẫutinh th nh : MgO, MgAlểm chuẩn: điểm tan của nước đá =273,15K ư 2O4, Mn2O3, Fe3O4, Co2O3, NiO, ZnTiO4

H n h p b t oxyt đỗn hợp oxyt bán dẫn đa ợng vật lý đặc trưng ộ là đại lượng vật lý đặc trưng ượng vật lý đặc trưng c tr n theo t l thích h p ộ là đại lượng vật lý đặc trưng ỉ lệ thích hợp ệm chung ợng vật lý đặc trưng  đượng vật lý đặc trưng c nén đ nh d ng ịnh luật nhiệt động học thứ ại nhiệt kế khác  thiêu k t nhi t đ ~ 1000ế giãn nở ở ệm chung ộ là đại lượng vật lý đặc trưng oC V ỏa kếb c b ng th y tinh.ọng trong công nghiệp và nhiều lĩnh ằng độ chênh nhiệt độ ứng với 1% ủa vật chất ảnh

C u t o ất rắnại - kim loại

1.V b c ỏa kế ọng trong công nghiệp và nhiều lĩnh 2 Đi n tr ệm chungở

3.Dây n iối có tính chất

3.4 Nhi t k đi n tr ệt độ: ếp xúc: ệt độ: ởoxyt bán d nẫn

S ph thu c c a đi n tr c a nhi t đi n tr ực ụ ộ là đại lượng vật lý đặc trưng ủa vật chất ảnh ệm chungở ủa vật chất ảnh ệm chungệm chungởvào nhi t đ theo bi u th c:ệm chungộ là đại lượng vật lý đặc trưng ểm chuẩn: điểm tan của nước đá =273,15K.ứ

H s nhi t đi n tr :ệm chung ối có tính chất ệm chungệm chungở

G n đúng: vàần túy lý luận, không thể thể hiện được

V i B = 3.000 - 5.000K.ớn đến nhiều tính chất của















02

00

T1T

1exp

TTR

)T(R

2R

Tb











00

T1T

1BR

TR()exp

2R

TB



3.4 Nhi t k đi n tr ệt độ: ếp xúc: ệt độ: ởoxyt bán d nẫn

3.5.M ch đo và d ng c th ại - kim loạiụng: ụng: ứ c pất rắn

C u t o:ất ảnh ại nhiệt kế khácNguyên lý làm vi c:ệm chungKhi Rt = Rt0:

 I1 = I2 và:

Do 2 cu n dây b trí đ i ộ là đại lượng vật lý đặc trưng ối có tính chất ối có tính chất x ng Bứ 1 = B2 M1 = M2  Roto đ ng yên.ứ

3M1 M2

1.Rôto 2.Cu n dâyộ là đại lượng vật lý đặc trưng 3.Nam châm vĩnh c u ửu 4.Lò xo c nảnh

11

pt

22

111kBiM 

222kBi

3.5.M ch đo và d ng c th ại - kim loạiụng: ụng: ứ c pất rắn

Khi nhi t đ tăng lên Rệm chungộ là đại lượng vật lý đặc trưng t > Rt0:

Roto quay theo chi u c a Mều tính chất của ủa vật chất ảnh 1 M1 gi m, Mảnh 2 tăngCho đ n khi đ t cân b ng m i Mế giãn nởại nhiệt kế khácằng độ chênh nhiệt độ ứng với 1% ớn đến nhiều tính chất của 1= M2:

Góc quay c a roto:ủa vật chất ảnh

B1I1= B2I2

21

21

11

pt

22

R

 tfB

Bf

12





11

tp

2p

tp

2p

11

211

2

RR

RR

RR

RR

ERR

EI

IB

B











3.5.M ch đo và d ng c th ại - kim loạiụng: ụng: ứ c pất rắn

b) M ch đo dùng c u cân b ng:ại - kim loạiần đo & nhiệt ằng:

• S đ :ơng pháp đo ồ:

RtR1

R2 R3

Rd1Rd2

GE

a

b

R1R2 R3

Rt

Rd1Rd2

G

E

C u hai dây d nần túy lý luận, không thể thể hiện được ẫu C u ba dây d nần túy lý luận, không thể thể hiện được ẫu