Điều này giúp PT100 trở thành một cảm biến nhiệt độ lý tưởng để đo lường nhiệt độ trong các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi độ chính xác cao.Cảm biến nhiệt độ PT100 là một thiết bị đo nh
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA
-*** -BÁO CÁO HỌC PHẦN
ĐO LƯỜNG ĐẠI LƯỢNG KHÔNG ĐIỆNNgành : Công Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa Chuyên ngành : Tin Học Cho Điều Khiển Và Tự Động Hóa
GVHD : TS Đoàn Diễm Vương
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Trung Kiên
Nguyễn Quang Khải
Đỗ Minh Thế Nguyễn Đức Bình Nguyễn Đức Hiếu Lớp : D17THDK&TDH1
Hà Nội, 2023
Trang 21.2 Cấu tạo của Pt100 7
1.3 Các đặc tính cơ bản của plantium 8
1.4 Bảng tiêu chuẩn của Pt100 (385) RTD 13
1.5 RTD Mạch chia áp, mạch cầu không cân bằng, mạch cầu cân bằng 17
1.6 Kết nối PLC với cảm biến nhiệt điện trợ Pt100 19
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 23
CHƯƠNG 2: CẶP NHIỆT ĐIỆN 24
2.1 Giới thiệu chung 24
2.2 Cấu tạo cặp nhiệt điện 25
2.3 Nguyên lý làm việc của cặp nhiệt điện 26
2.4 Dây dẫn cặp nhiệt điện 28
2.5 Phạm vi và độ chính xác 31
2.6 Các kiểu cặp nhiệt điện 33
2.7 Thách thức của cặp nhiệt điện 36
2.8 Các mối nối và điện áp 41
2.9 Các mối nối và điện áp 42
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 49
Trang 3ĐO LƯỜNG ĐẠI LƯỢNG KHÔNG ĐIỆN 2024-2025
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Mối quan hệ điện trở và nhiệt độ 6
Hình 1.2 So sánh giữa các kim loại sử dụng cho RTD 7
Hình 1.3 Cấu tạo của Pt100 8
Hình 1.4 Phân tử Platium 9
Hình 1.5 Phương trình tuyến tính 9
Hình 1.6 Đặc tính của bạch kim 10
Hình 1.7 Độ nhạy 11
Hình 1.8 Biểu thị hệ số Alpha 11
Hình 1.9 Phương trình mô tả tốc độ thay đổi của điện trở 12
Hình 1.10 Các loại Pt100 với các hệ số alpha khác nhau 13
Hình 1.11 Mô hình của Pt100 14
Hình 1.12 Mô hình cấu tạo cơ bản của Pt100 15
Hình 1.13 Bộ truyền RTD Pt100 15
Hình 1.14 Cầu wheatstone 2 dây 16
Hình 1.15 Cầu wheatstone 3 dây 16
Hình 1.16 Sơ đồ mạch chia áp cho RTD 17
Hình 1.17 Mạch cầu không cân bằng 18
Hình 1.18 Mạch cầu cân bằng tự động 19
Hình 1.19 Sơ đồ kết nối điện của thiết bị thu nhập dữ liệu dòng điện, điện áp và tín hiệu tương tự Pt100 20
Hình 1.20 Sơ đầu đấu nối dây 21
Hình 1.21 Bộ chuyển đổi tín hiệu K121 22
Hình 1.22 Chuyển tín hiệu PT100 sang 4-20mA để kết nối với PLC 22
Hình 2.1: Cặp nhiệt điện ( Thermocouples) 24
Hình 2.2 Cấu tạo của cặp nhiệt điện 25
Hình 2.3 Mối nối nóng của cặp nhiệt điện 26
Hình 2.4 Mối nối lạnh của cặp nhiệt điện 27
Hình 2.5 Hiệu ứng nhiệt (Seebeck) 27
Hình 2.6 Cặp nhiệt điện hoạt động 28
Hình 2.7 Phạm vi nhiệt độ mà cặp nhiệt điện loại K có thể hoạt động 29
Hình 2.8 Sự chênh lệch điện tích trong Chromel và Alumel 30
Hình 2.9 Bảng ITS-90 cho cặp nhiệt điện loại K 30
Hình 2.10 Biểu đồ về mối quan hệ giữa điện áp và nhiệt độ 31
Hình 2.11 Đồ thị mối quan hệ điện áp và nhiệt độ của các loại cặp nhiệt điện 32
Hình 2.12 Biều đồ,phạm vi, độ chính xác và cấu tạo của cặp nhiệt điện loại K 32
Hình 2.13 Biều đồ, phạm vi, độ chính xác và cấu tạo của cặp nhiệt điện loại T 33
Hình 2.14 Kiểu cặp nhiệt điện 2 đầu dây xoắn khi đo trong bộ điều khiển nhiệt độ 34
Hình 2.15 Hình dạng và đặc điểm của các kiểu đầu dò 35
Hình 2.16 Điện tích trong cặp nhiệt điện được cân bằng 36
Hình 2.17 Nhiệt độ đo được thay đổi khi nhiệt độ môi trường thay đổi 37
Hình 2.18 Đo chính xác nhiệt độ khi thiết bị được bổ sung bù mối nối lạnh 37
Hình 2.19 Dây nối dài cặp nhiệt điện 38
Hình 2.20 Nối dài dây tín hiệu bằng đồng tiêu chuẩn 38
[DOCUMENT TITLE]
Trang 4Hình 2.29 Thứ hai, ngay khi bạn kết nối thiết bị đo với đầu hở, bạn sẽ tạo ra nhiều
mối nối hơn, tạo ra điện áp không mong mu 44
Hình 2.30 Kết nối một cặp nhiệt điện với một mô-đun đầu vào PLC 44
Hình 2.31 Một mô-đun cặp nhiệt điện điển hình 45
Hình 2.32 Mô-đun cặp nhiệt điện 45
Hình 2.33 Lớp cách điện màu đỏ là cực âm 46
Hình 2.34 Ví dụ về ba cặp nhiệt điện điển hình 46
Hình 2.35 Mối nối lạnh nằm ngay tại các đầu cuối của mô-đun analog 47
Hình 2.36 Loại cặp nhiệt điện và nguồn bù mối nối lạnh được cấu hình trong chương trình phần mềm Siemens STEP 7 47
Hình 2.37 Hai trường hợp đấu dây có thể xảy ra 48
DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: So sánh giữa các kim loại sử dụng cho RPT 5
Bảng 1.2: Bảng điện trở chuẩn đã công bố cho cảm biến PT-100 (385) 12
Trang 5ĐO LƯỜNG ĐẠI LƯỢNG KHÔNG ĐIỆN 2024-2025
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu/Chữ viết
tắt
Ý nghĩaRTD Resistance Temperature Detectors – Nhiệt điện trở
PLC Programmable Logic Controller - Bộ điều khiển logic khả
R100C Giá trị điện trở ở nhiệt độ 100°C
R0c Giá trị điện trở ở nhiệt độ 0°C
Tx Giá trị nhiệt độ của điện trở cần đo
PTC Positive Temperature Coeficient – Hệ số nhiệt độ dương
NTC Negative Temperature Coeficient – Hệ số nhiệt độ âm
EMI Electro Magnetic Interference - Nhiễu điện từ
[DOCUMENT TITLE]
Trang 6tuyến tính, nghĩa là sự thay đổi điện trở tỷ lệ thuận với sự thay đổi của nhiệt độ Điều này giúp PT100 trở thành một cảm biến nhiệt độ lý tưởng để đo lường nhiệt độ trong các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi độ chính xác cao.
Cảm biến nhiệt độ PT100 là một thiết bị đo nhiệt độ đáng tin cậy và phổ biến trong nhiều lĩnh vực công nghiệp Với độ chính xác cao, khả năng hoạt động trong
phạm vi nhiệt độ rộng và độ bền vượt trội, PT100 đã trở thành lựa chọn hàng đầu cho các ứng dụng đòi hỏi kiểm soát nhiệt độ nghiêm ngặt Hiểu rõ nguyên lý hoạt động và ứng dụng của PT100 sẽ giúp người sử dụng tối ưu hóa quy trình sản xuất và đảm bảo hiệu suất hệ thống
Trang 7ĐO LƯỜNG ĐẠI LƯỢNG KHÔNG ĐIỆN 2024-2025
CHƯƠNG 1 CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ 1.1 Cảm biến nhiệt điện trở PT100.
Cảm biến PT-100, với tên gọi đầy đủ là "Platinum Resistance Temperature
Detector" (RTD) cảm biến nhiệt độ điện trở, là một loại cảm biến thay đổi điện trở khinhiệt độ của môi trường mà chúng được đưa vào thay đổi, đã trở thành tiêu chuẩn vàngtrong ngành công nghiệp đo lường nhiệt độ
Sự phổ biến của PT-100 không chỉ đến từ độ chính xác cao mà còn từ tính ổn định
và khả năng hoạt động trong một dải nhiệt độ rộng Sự thay đổi tuyến tính của điện trở
tỉ lệ thuận với nhiệt độ Vì thế, nếu đo được điện trở trên cảm biến RTD, chúng ta có thể xác định được nhiệt độ Điều này hoàn toàn phụ thuộc vào những đặc tính vật lí của vật liệu chế tạo ra RTD
Hình 1.1 Mối quan hệ điện trở và nhiệt độ
RTD có thể được chế tạo từ nhiều kim loại khác nhau như: nickel và copper, platium…có những đặc tính vật lí rất lí tưởng để sử dụng trong các cảm biến nhiệt độ RTD
[DOCUMENT TITLE]
Trang 8Hình 1.2 So sánh giữa các kim loại sử dụng cho RTD
B ảng 1.1: So sánh giữa các kim loại sử dụng cho RPT
Tiêu chí Bạch kim (Platinum) Nickel Đồng (Copper)
Độ tuyến tính Rất cao, ổn định trong
Ứng dụng
chính Ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao, trong
các ngành công nghiệp chế biến, năng lượng
Ứng dụng ít đòi hỏi
độ chính xác, như các hệ thống đơn giản
Ứng dụng nhiệt độ thấp, không yêu cầu
độ chính xác cao
1.2 Cấu tạo của Pt100
Cảm biến nhiệt độ PT100 là một loại cảm biến nhiệt điện trở (RTD - ResistanceTemperature Detector) rất phổ biến, sử dụng nguyên lý thay đổi điện trở của vật liệu khi nhiệt độ thay đổi để đo nhiệt độ PT100 có tên gọi như vậy vì ở nhiệt độ 0°C, điện trở của nó là 100 ohm PT100 có cấu tạo bao gồm các thành phần chính sau:
Trang 9ĐO LƯỜNG ĐẠI LƯỢNG KHÔNG ĐIỆN 2024-2025
Hình 1.3 Cấu tạo của Pt100
(1) Đầu dò nhiệt: Đây là phần quan trọng nhất của cảm biến Chúng quyết định độ chính xác cảm biến của bạn PT100 thường được làm từ platinium hoặc nickel
(2) Dây tín hiệu: đây là phần dây kết nối tín hiệu đầu ra dạ 2 dây, 3 dây, 4 dây, …
3) Chất cách điện: Chất này được làm từ gốm, chúng giúp cách điện từ vỏ bảo vệ với dây tín hiệu bên trong đầu dò
(4) Chất làm đầy: Đây là một chất dưới dạng bột thành phần của chúng là alumina dạng khô Bột này được lấp đầy trong đầu dò, chúng giúp bảo vệ cảm biến khi bị rung động
(5) Vỏ bảo vệ cảm biến: Đây là phần tiếp xúc trực tiếp với môi chất (tiếp xúctrự tiếp chất cần đo nhiệt), bởi vậy chúng có công dụng bảo vệ tín hiệu của đầu dò và dây dẫn tín hiệu của cảm biên
(6) Đầu củ hành: Thường làm từ các vật liệu như nhựa hoặc gốm, đây là nơi chứa các bộ phận điện tử bên trong
1.3 Các đặc tính cơ bản của plantium.
Bạch kim là 1 nguyên tố cơ bản có kí hiệu hóa học là Pt Nó là kí hiệu đầu tiên thể hiện nguyên tố hóa học của Pt100
Bạch kim có nguyên tử khối là 195 , điều này biến nó trở thành 1 kim loại khá
nặng với các electron tự do dẫn điện tốt ,mặc dù không tốt bằng Cu và Ag
[DOCUMENT TITLE]
Trang 10Hình 1.4 Phân tử Platium
Đặc tính tuyến tính
Bạch có điện trở thay đổi theo nhiệt độ gần như là tuyến tính và có điện trở chính xác 100v ở mức 0 °C Là kí hiệu thứ 2 trong Pt100
Mối quan hệ tuyến tính gần đúng: Điện trở của PT100 tăng gần như tuyến tính với
nhiệt độ Tại 0°C, điện trở của PT100 là 100 Ohm, và khi nhiệt độ tăng thêm 1°C, điệntrở tăng khoảng 0,385 Ohm Điều này cho phép các phép đo nhiệt độ được suy ra một cách trực tiếp từ điện trở
Sai số nhỏ trong dải tuyến tính: Mặc dù mối quan hệ không hoàn toàn tuyến tính
(vì nó có một số mức độ cong ở nhiệt độ rất cao hoặc rất thấp), nhưng trong phạm vi nhiệt độ thường sử dụng (khoảng -200°C đến 850°C), sự phi tuyến tính là rất nhỏ và
có thể chấp nhận được trong hầu hết các ứng dụng công nghiệp
Hình 1.5 Phương trình tuyến tính
Trang 11ĐO LƯỜNG ĐẠI LƯỢNG KHÔNG ĐIỆN 2024-2025
Hệ số nhiệt độ: PT100 có hệ số nhiệt độ dương, nghĩa là khi nhiệt độ tăng, điện trở
cũng tăng Điều này giúp quá trình đo lường và xử lý dữ liệu trở nên đơn giản hơn so với các loại cảm biến có hệ số âm
Bạch kim có tính chất trơ
Một số đặc tính khác của bạch kim khiến nó có giá trị cao trong việc đo nhiệt độ đó
là bạch kim khá trơ Bạch kim không phản ứng với các hợp chất khác ở mức độ cao
Kháng ăn mòn: Bạch kim không phản ứng với hầu hết các axit, kiềm hoặc muối,
giúp nó giữ được độ bền và tính ổn định trong các môi trường khắc nghiệt
Không bị oxy hóa: Ở nhiệt độ cao, bạch kim vẫn không bị oxy hóa, làm tăng độ tin
cậy của nó trong các ứng dụng yêu cầu nhiệt độ lớn
Khả năng kháng hoá chất: Bạch kim không tương tác với nhiều hóa chất công
nghiệp, giúp duy trì độ chính xác của thiết bị sử dụng bạch kim trong đo lường và
Mối quan hệ tuyến tính gần đúng: RTD Pt100 được sử dụng phổ biến nhất trong
công nghiệp là loại có rửa thay đổi với khoảng 0,385 ôm cho mỗi 1°C tăng lên Điện trở của PT100 tăng gần như tuyến tính với nhiệt độ Điều này cho phép các phép đo nhiệt độ được suy ra một cách trực tiếp từ điện trở
[DOCUMENT TITLE]
Trang 12Hình 1.7 Độ nhạy
Chúng ta biết điện trở của cảm biến Pt100 ở nhiệt độ 0 độ C là 100 ohm, do đó
điện trở mà chúng ta thấy ở 100 độ C sẽ là 138,5 ohm
Hệ số 385 được tính từ phương trình gần đúng của điện trở RTD dựa trên đặc tính vật lý của nó
Phương trình này liên hệ khi điện trở RTD ở nhiệt độ được đo với R ở nhiệt độ
bằng 0 độ C Hệ số Alpha trong phương trình được mô tả tốc độ thay đổi dựa theo nhiệtđộ
Hình 1.8 Biểu thị hệ số Alpha
Đối với Pt100 RTD, chúng ta đã để các giá trị điện trở của PT 100 ở mức 0°C với mức 100°C thì ta thấy Alpha bằng 0,00385
Trang 13ĐO LƯỜNG ĐẠI LƯỢNG KHÔNG ĐIỆN 2024-2025
Hình 1.9 Phương trình mô tả tốc độ thay đổi của điện trở
Trong đó:
α: Độ nhạy
R100C: Giá trị điện trở ở mức nhiệt độ 100°C R0C: Giá trị điện trở ở mức nhiệt độ 0°C
Tx: Giá trị nhiệt độ của điện trở cần đo
Rx: Giá trị điện trở cần đo
Nếu biết được Anpha thì có thể tính toán được điện trở gần đúng mà RTD có thể hiện ở các nhiệt độ trong phạm vi của nó
Đối với Pt100 RTD, chúng em đã thay thế các giá trị điện trở của Pt100 ở mức 0°C với mức 100°C thì ta thấy Alpha bằng 0,00385
Nếu biết được alpha thì có thể tính toán được điện trở gần đúng mà RTD có thể hiện
ở các nhiệt độ trong phạm vi của nó
RTD Pt100 thường dùng được gọi là RTD Pt100 (385), có những RTD bạch kim thểhiện những giá trị alpha khác nhau và chúng sẽ được chỉ định bằng các giá trị alpha tương ứng VD: Cảm biến Pt100 (391)
[DOCUMENT TITLE]
Trang 14Hình 1.10 Các loại Pt100 với các hệ số alpha khác nhau
RTD 100 thường được gọi là RTD 385 có những RTD bạch kim thể hiện nhữnggiá trị của nó khác nhau và chúng sẽ chỉ định bằng các giá trị Anpha tương ứng của chúng ví dụ như cảm biến PT 100 (391)
1.4 Bảng tiêu chuẩn của Pt100 (385) RTD
Kết quả chỉ mang tính tương đối, do vậy, để biết nhiệt độ thực ở bất kỳ điện trở
đo được nào, chúng ta cần tham khảo bảng điện trở tiêu chuẩn của cảm biến
Pt100(385) giống như bảng hiện thị ở đây
Dưới đây là bảng tiêu chuẩn của cảm biến nhiệt độ PT100 (RTD) với hệ số
nhiệt độ 0.00385 Ω/°C Bảng này hiển thị mối quan hệ giữa điện trở (Ω) của cảm biến
và nhiệt độ (°C)
Trang 15ĐO LƯỜNG ĐẠI LƯỢNG KHÔNG ĐIỆN 2024-2025
Bảng 1.2: Bảng điện trở chuẩn đã công bố cho cảm biến PT-100 (385)
Pt100 RTD thường được chế tạo bằng cách cuộn một dây bạch kim mỏng xung quanh lõi không dẫn điện giúp hỗ trợ dây mỏng Toàn bộ cụm được bọc trong vỏ bọc để bảo vệcảm biến và mang lại sự ổn định
Trong các ứng dụng công nghiệp, RTD thường được đặt bên trong các ống kim loại bảo vệ được gọi là thermowell Chiều dài của RTD và kiểu mẫu của thermowell làcác thông số thiết kế được xác định bởi kỹ sư dụng cụ
Trang 16Hình 1.12 Mô hình cấu tạo cơ bản của Pt100
Trong cả hai trường hợp, thẻ I/O hoặc bộ truyền sẽ có chương trình cơ sở sẽ xácđịnh nhiệt độ mà RTD đọc được từ điện trở đã đo
Bảng mà chúng em đã trình bày trước đây được lập trình vào bộ truyền và thẻ đầu vào tương tự RTD
Hình 1.13 Bộ truyền RTD Pt100
Để xác định điện trở của RTD, một mạch cầu đặc biệt được sử dụng, được gọi
là cầu Wheatstone Trong sơ đồ này, có bốn điện trở Điện trở A, B và C có giá trị như nhau Điện trở thứ tư là RTD và điện trở của nó có thể được suy ra từ điện áp đo qua hai chân cầu
Trang 17ĐO LƯỜNG ĐẠI LƯỢNG KHÔNG ĐIỆN 2024-2025
Hình 1.14 Cầu wheatstone 2 dây
Thiết kế RTD 2 dây này không có độ chính xác cao vì bản thân dây dẫn bạch kim có điện trở do chiều dài của dây và các điểm kết nối, ngoài ra điện trở từ nhiệt độ được phát hiện tại điểm đo
Hình 1.15 Cầu wheatstone 3 dây
Để bù cho điện trở bổ sung này, 1 dây bạch kim thứ 2 được thêm cảm biến ở dây dẫn thứ 3
Dây dẫn thứ 3 này được sử dụng để xác định điện trở của chính nó và điện trở được trừ đi từ đo điện trở tổng thể để đưa ra điện trở thực từ sự thay đổi nhiệt độ
RTD 3 dây này được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành công nghiệp Mặc dù
nó đắt hơn loại RTD 2 dây nhưng mà sự ổn định và chính xác của nó thực sự đáng giá
[DOCUMENT TITLE]
Trang 18Hình 1.16 Sơ đồ mạch chia áp cho RTD
Khi đó VT- điện áp ra được xác định bởi công thức:
R S +R T
Với V là điện áp nguồn cung cấp
Trang 19ĐO LƯỜNG ĐẠI LƯỢNG KHÔNG ĐIỆN 2024-2025
1.5.2 Mạch cầu không cân bằng
Hình 1.17 Mạch cầu không cân bằng
Sơ đồ này có khả năng loại trừ được sai số do điện áp nguồn cung cấp thay đổi
Ba nhánh của mạch cầu R1, R2 và R3 là các điện trở làm bằng manganin, nhánh thứ tư là điện trở nhiệt RT, bốn nhánh điện trở được mắc theo sơ đồ mạch cầu ba dây Trong sơ đồ, điện trở RCu là điện trở của dây dẫn, Ra1, Ra2 là các điện trở điều chỉnh
Cầu được cung cấp bởi nguồn điện áp 1 chiều V, khi cầu không cân bằng thì điện
áp ra của cầu được xác định bằng công thức:
Chọn RCu1=Rcu2=Rcu; Ra1=Ra2=Ra khi đó điện áp ra của cầu sẽ được xác định bởi biểu thức
[DOCUMENT TITLE]
) )((
(
) (
) (
2 2
1 1
3 2 1
1 1
3 2 2
2 1
a Cu
T a
Cu
a Cu
a Cu
T ab
R R
R R
R R
R R
R R
R R R
R R R V V
(
) (
) (
3 2
1
3 2 1
a Cu
T a
Cu
a Cu
a Cu
T ab
R R
R R
R R
R R
R R
R R R
R R
R V V
Trang 20Hình 1.18 Mạch cầu cân bằng tự động
Phương pháp này có thể đo nhiệt độ tại một điểm hoặc một số điểm nhờ cơ cấu chuyển mạch Cấp chính xác có thể đạt đến 0,5
1.6 Kết nối PLC với cảm biến nhiệt điện trợ Pt100
Kết nối cảm biến nhiệt điện trở PT100 với PLC (Programmable Logic
Controller) là một quy trình quan trọng để thu thập và xử lý dữ liệu nhiệt độ trong các
hệ thống tự động hóa Cảm biến PT100 đo nhiệt độ bằng cách thay đổi điện trở theo nhiệt độ, và PLC nhận tín hiệu này để giám sát hoặc điều khiển các quá trình tự động
Trang 21ĐO LƯỜNG ĐẠI LƯỢNG KHÔNG ĐIỆN 2024-2025
Hình 1.19 Sơ đồ kết nối điện của thiết bị thu nhập dữ liệu dòng điện, điện áp và tín hiệu
Mỗi loại cảm biến nhiệt độ này lại có một cách đấu dây khác nhau hoàn
toàn.Sau đây là một số cách đấu dây:
Cảm biến nhiệt độ pt100 2 dây:
Cả hai dây từ PT100 được nối trực tiếp vào module đầu vào analog của PLC
hoặc bộ chuyển đổi tín hiệu.
Cảm biến nhiệt độ Pt100 3 dây:
Một dây từ PT100 được nối vào kênh đầu vào dương (Input+)
Hai dây còn lại được nối vào các kênh chung (Input- hoặc GND)
PLC hoặc bộ chuyển đổi sẽ tự động bù trừ điện trở của dây dẫn
Cảm biến nhiệt độ Pt100 4 dây:
Hai dây được kết nối vào đầu vào dương (Input+)
[DOCUMENT TITLE]
Trang 22Hình 1.20 Sơ đầu đấu nối dây
Cảm biến nhiệt độ Pt100 4 dây : 2 dây cùng màu đấu với 7 và 8, còn hai dây
còn lại đấu với 9 và 10 – không phân biệt thứ tự.Kết nối Pt100 với PLC
CPU của PLC không thể đọc trực tiếp được các cảm biến nhiệt độ PT100 mà phải thông qua các modul mở rộng Các loại cảm biến nhiệt độ Pt100 2day6 – 3 dây – 4 dâyđều dể dàng kết nối với PLC thông qua sơ đồ đấy dây
Pt100 2 dây được kết nối lần lượt 2 và 4, 3 và 5 jump với nhau
Pt100 3 dây : 2 dây cùng màu kết nối 2 và 4, dây khác màu kết nối 5 và 3
Pt100 4 dây : 2 cặp dây cùng màu vào 2 và 4, 3 và 5
PLC đọc tín hiệu từ cảm biến nói chung, là một bài toán hết sức bình thường trong hệ thống công nghiệp Thế nhưng, có nhiều trường hợp, chúng ta không thể đọc được trực tiếp tín hiệu từ cảm biến, mà chúng phải qua những thiết bị chuyển đổi trunggian
Trang 23ĐO LƯỜNG ĐẠI LƯỢNG KHÔNG ĐIỆN 2024-2025
Hình 1.21 Bộ chuyển đổi tín hiệu K121
Cách 1: Nếu PLC có sẵn cổng input đọc được tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ thì
dễ dàng kết nối
Cách 2: Nếu PLC không hỗ trợ đọc trực tiếp tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ Thì
chúng ta phải đấu bắt cầu Nghĩa là dùng thêm một thiết bị khác, làm cầu nối giữa cảm
biến nhiệt độ và PLC Trên thực tế hiện nay, có khá nhiều bộ chuyển đổi tín hiệu Ví
dụ như: Bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ ra 4-20mA gắn trên đầu củ hành.
Hình 1.22 Chuyển tín hiệu PT100 sang 4-20mA để kết nối với PLC
[DOCUMENT TITLE]
Trang 24nhiễu điện từ và yêu cầu về nguồn dòng ổn định Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc cải thiện độ nhạy, giảm thời gian đáp ứng và phát triển các phương
pháp bù nhiệt hiệu quả hơn
RTD Pt100 không chỉ là một công cụ đo lường; nó là một phần quan trọng
trong sự phát triển của công nghiệp thông minh và bền vững Tiếp tục nghiên cứu và đổi mới trong lĩnh vực này sẽ đóng góp đáng kể vào việc giải quyết các thách thức
công nghiệp và môi trường trong tương lai
Trang 25ĐO LƯỜNG ĐẠI LƯỢNG KHÔNG ĐIỆN 2024-2025
CHƯƠNG 2: CẶP NHIỆT ĐIỆN 1.7 Giới thiệu chung
Các cặp nhiệt điện (Thermocouples) cực kỳ hữu ích và được sử dụng rộng rãitrong các công cụ đo nhiệt độ, thường được tìm thấy trong một loạt các môi trường khoahọc, công nghiệp và kỹ thuật
Hình 2.1: Cặp nhiệt điện ( Thermocouples)
Cặp nhiệt điện (thermocouple) là thiết bị đo nhiệt độ dựa trên hiệu ứng Seebeck,tạo ra điện áp khi hai loại kim loại khác nhau được nối tại hai mối nối có nhiệt độ khácnhau Điện áp này tỉ lệ với sự chênh lệch nhiệt độ, giúp xác định nhiệt độ chính xác Cặpnhiệt điện có ưu điểm là đo được dải nhiệt độ rộng, bền vững trong môi trường khắcnghiệt, và phản ứng nhanh, nhưng độ chính xác không cao như các thiết bị đo khác Nóđược dùng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như luyện kim, hóa chất, và năng lượng.Cặp nhiệt điện bao gồm hai dây kim loại khác nhau được hàn lại tại một điểm gọi là điểmnóng (hot junction) Điểm còn lại của hai dây này được gọi là điểm lạnh (cold junction)
và thường được giữ ở nhiệt độ tham chiếu
Với ưu điểm đo dải nhiệt độ rộng (có thể lên tới hàng nghìn độ C), phản ứngnhanh với thay đổi nhiệt độ và khả năng chịu đựng môi trường khắc nghiệt, cặp nhiệtđiện được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống đo lường nhiệt độ trong sản xuất, nghiêncứu và kiểm soát quá trình Mặc dù có độ chính xác thấp hơn so với một số thiết bị đonhiệt độ khác như cảm biến điện trở (RTD), cặp nhiệt điện vẫn là lựa chọn hàng đầu chocác ứng dụng cần độ bền và độ tin cậy cao
[DOCUMENT TITLE]
