Cảm biến đo nhiệt độ cảm biến nhiệt điện trở

Cảm biến đo nhiệt độ cảm biến nhiệt điện trởCảm biến đo nhiệt độ cảm biến nhiệt điện trởCảm biến đo nhiệt độ cảm biến nhiệt điện trởCảm biến đo nhiệt độ cảm biến nhiệt điện trởCảm biến đo nhiệt độ cảm biến nhiệt điện trở

C m bi n đo nhi t đ : ả ế ệ ộ

- C m bi n là gì?ả ế

C m bi n là thi t b dùng đ đo, đ m, c m nh n,…các đ i lả ế ế ị ể ế ả ậ ạ ượng v t ậ

lý không đi n thành các tín hi u đi n.ệ ệ ệ Ví d : Nhi t đ là 1 đ i lụ ệ ộ ạ ượng không liên quan đ n đi n chúng ta ph i chuy n nó v 1 đ i lế ệ ả ể ề ạ ượng khác ( đi n tr , đi n áp ) đ phù h p v i các c c u đi n t ệ ở ệ ể ợ ớ ơ ấ ệ ử

 Nguyên lý ho t đ ng c a c m bi n đo nhi t đ :ạ ộ ủ ả ế ệ ộ

- Tùy vào m i lo i c m bi n mà có nguyên lý làm viêc khác nhau, ỗ ạ ả ế

nh ng v c b n thì v n gi ng nhau Đó là Nhi t đ t môi trư ề ơ ả ẫ ố ệ ộ ừ ường

sẽ đượ ảc c m bi n h p thu, t i đây tùy theo c c u c a c m bi n sẽ ế ấ ạ ơ ấ ủ ả ế

bi n đ i lế ạ ượng nhi t này thành m t đ i lệ ộ ạ ượng đi n nào đó Nh th ệ ư ế

m t y u t h t s c quan tr ng đó là “ nhi t đ môi trộ ế ố ế ứ ọ ệ ộ ường c n đo” ầ

và “nhi t đ c m nh n c a c m bi n” C th đi u này là: Các lo i ệ ộ ả ậ ủ ả ế ụ ể ề ạ

c m bi n mà các b n trông th y nó đ u là cái v b o v , ph n t ả ế ạ ấ ề ỏ ả ệ ầ ử

c m bi n n m bên trong cái v này ( bán d n, lả ế ằ ỏ ẫ ưỡng kim….) do đó

vi c đo có chính xác hay không tùy thu c vào vi c truy n nhi t t ệ ộ ệ ề ệ ừ môi trường vào đ n ph n t c m bi n t n th t bao nhiêu ( 1 trong ế ầ ử ả ế ổ ấ

nh ng y u t quy t đ nh giá c m bi n nhi t ).ữ ế ố ế ị ả ế ệ

- M t nguyên t c đ t ra là: Tăng cộ ắ ặ ường trao đ i nhi t gi a c m bi n ổ ệ ữ ả ế

và môi trường c n đo.ầ

 Các b ph n c a c m bi n đo nhi t đ : ộ ậ ủ ả ế ệ ộ

- Ph n t c m nh n: v t li u có đ c tính thay đ i theo nhi t đầ ử ả ậ ậ ệ ặ ổ ệ ộ

- Đ u k t n i: k t n i gi a ph n t c m nh n và m ch đi n t bên ầ ế ố ế ố ữ ầ ử ả ậ ạ ệ ử ngoài, có nhi t d n su t và đi n tr nhệ ẫ ấ ệ ở ỏ

- V b c b o v : phân cách ph n t c m nh n v i môi trỏ ọ ả ệ ầ ử ả ậ ớ ường, có nhi t tr th p và cách đi n t t, ch u m và ch ng ăn mòn t t.ệ ở ấ ệ ố ị ẩ ố ố

A PHÂN LO I C M BI N NHI T.Ạ Ả Ế Ệ

- C p nhi t đi n ( Thermocouple ).ặ ệ ệ

- Nhi t đi n tr ( RTD-resitance temperature detector ).ệ ệ ở

- Thermistor

- Bán d n ( Diode, IC ,….).ẫ

- Ngoài ra còn có lo i đo nhi t không ti p xúc ( h a k - Pyrometer ) ạ ệ ế ỏ ế Dùng h ng ngo i hay lazer.ồ ạ

A.1 C P NHI T ĐI N ( Thermocouples ).Ặ Ệ Ệ

- C u t o: G m 2 ch t li u kim lo i khác nhau, hàn dính m t đ u.ấ ạ ồ ấ ệ ạ ộ ầ

- Nguyên lý: Nhi t đ thay đ i cho ra s c đi n đ ng thay đ i ( mV).ệ ộ ổ ứ ệ ộ ổ

- Ưu đi m: B n, đo nhi t đ cao.ể ề ệ ộ

- Khuy t đi m: Nhi u y u t nh hế ể ề ế ố ả ưởng làm sai s Đ nh y không ố ộ ạ cao

- Thường dùng: Lò nhi t, môi trệ ường kh t nghi t, đo nhi t nh t máy ắ ệ ệ ớ nén,…

- G m 2 dây kim lo i khác nhau đồ ạ ược hàn dính 1 đ u g i là đ u nóng (ầ ọ ầ hay đ u đo), hai đ u còn l i g i là đ u l nh ( hay là đ u chu n ) Khi ầ ầ ạ ọ ầ ạ ầ ẩ

có s chênh l ch nhi t đ gi a đ u nóng và đ u l nh thì sẽ phát sinhự ệ ệ ộ ữ ầ ầ ạ

1 s c đi n đ ng V t i đ u l nh M t v n đ đ t ra là ph i n đ nh vàứ ệ ộ ạ ầ ạ ộ ấ ề ặ ả ổ ị

đo được nhi t đ đ u l nh, đi u này tùy thu c r t l n vào ch t ệ ộ ở ầ ạ ề ộ ấ ớ ấ

li u ệ

- Dây c a c p nhi t đi n thì không dài đ n i đ n b đi u khi n, y u ủ ặ ệ ệ ể ố ế ộ ề ể ế

t d n đ n không chính xác là ch này, đ gi i quy t đi u này chúng ố ẫ ế ổ ể ả ế ề

ta ph i bù tr cho nó ( offset trên b đi u khi n ).ả ừ ộ ề ể

- Hình nh c p nhi t đ : ả ặ ệ ộ

A.2 THERMISTOR:

- C u t o: Làm t h n h p các oxid kim lo i: mangan, nickel, cobalt,…ấ ạ ừ ổ ợ ạ

- Nguyên lý: Thay đ i đi n tr khi nhi t đ thay đ i.ổ ệ ở ệ ộ ổ

- u đi m: B n, rẽ ti n, d ch t o.Ư ể ề ề ễ ế ạ

- Khuy t đi m: Dãy tuy n tính h p.ế ể ế ẹ

- Thường dùng: Làm các ch c năng b o v , ép vào cu n dây đ ng c , ứ ả ệ ộ ộ ơ

m ch đi n t ạ ệ ử

- Thermistor đượ ấ ạ ừ ổc c u t o t h n h p các b t ocid Các b t này đợ ộ ộ ược hòa tr n theo t l và kh i lộ ỉ ệ ố ượng nh t đ nh sau đó đấ ị ược nén ch t và ặ nung nhi t đ cao Và m c đ d n đi n c a h n h p này sẽ thay ở ệ ộ ứ ộ ẫ ệ ủ ổ ợ

đ i khi nhi t đ thay đ i.ổ ệ ộ ổ

- Có hai lo i thermistor: H s nhi t dạ ệ ố ệ ương PTC- đi n tr tăng theo ệ ở nhi t đ ; H s nhi t âm NTC – đi n tr gi m theo nhi t đ ệ ộ ệ ố ệ ệ ở ả ệ ộ

Thường dùng nh t là lo i NTC.ấ ạ

- Thermistor ch tuy n tính trong kho ng nhi t đ nh t đ nh 50-ỉ ể ả ệ ộ ấ ị 150D.C do v y ngậ ười ta ít dùng đ dùng làm c m bi n đo nhi t Ch ể ả ế ệ ỉ

s d ng trong các m c đích b o v , ng t nhi t, các bác nhà ta ử ụ ụ ả ệ ắ ệ

thường g i là T t-mít Cái Block l nh nào cũng có m t vài b g n ọ ẹ ạ ộ ộ ắ

ch t vào cu n dây đ ng c ặ ộ ộ ơ

 L u ý khi s d ng:ư ử ụ

- Tùy vào nhi t đ môi trệ ộ ường nào mà ch n Thermistor cho thích ọ

h p, l u ý hai lo i PTC và NTC (g i nôm na là thợ ư ạ ọ ường đóng/ thường

h ) Có th test d dàng v i đ ng h VOM.ở ể ễ ớ ồ ồ

- Nên ép ch t vào b m t c n đo.ặ ề ặ ầ

- Tránh làm h ng v b o v ỏ ỏ ả ệ

- Vì bi n thiên đi n tr nên không quan tâm chi u đ u dây.ế ệ ở ề ấ

 Hình nh thermistor:ả

A.4 BÁN D NẪ

- C u t o: Làm t các lo i ch t bán d n.ấ ạ ừ ạ ấ ẫ

- Nguyên lý: S phân c c c a các ch t bán d n b nh hự ự ủ ấ ẫ ị ả ưởng b i ở nhi t đ ệ ộ

- u đi m: Rẽ ti n, d ch t o, đ nh y cao, ch ng nhi u t t, m ch Ư ể ề ễ ế ạ ộ ạ ố ễ ố ạ

x lý đ n gi n.ử ơ ả

- Khuy t đi m: Không ch u nhi t đ cao, kém b n.ế ể ị ệ ộ ề

- Thường dùng: Đo nhi t đ không khí, dùng trong các thi t b đo, b oệ ộ ế ị ả

v các m ch đi n t ệ ạ ệ ử

- T m đo: -50 <150 D.C.ầ

- C u t o c a bán d n:ấ ạ ủ ẫ

- C m bi n nhi t Bán D n là nh ng lo i c m bi n đả ế ệ ẫ ữ ạ ả ế ược ch t o t ế ạ ừ

nh ng ch t bán d n Có các lo i nh Diode, Transistor, IC Nguyên lý ữ ấ ẫ ạ ư

c a chúng là d a trên m c đ phân c c c a các l p P-N tuy n tính ủ ự ứ ộ ự ủ ớ ế

v i nhi t đ môi trớ ệ ộ ường Ngày nay v i s phát tri n c a ngành công ớ ự ể ủ ngh bán d n đã cho ra đ i r t nhi u lo i c m bi n nhi t v i s tíchệ ẫ ờ ấ ề ạ ả ế ệ ớ ự

h p c a nhi u u đi m: Đ chính xác cao, ch ng nhi u t t, ho t ợ ủ ề ư ể ộ ố ễ ố ạ

đ ng n đ nh, m ch đi n x lý đ n gi n, rẽ ti n,…ộ ổ ị ạ ệ ử ơ ả ề

- Ta d dàng b t g p các c m bi n lo i này dễ ắ ặ ả ế ạ ướ ại d ng diode ( hình dáng tương t Pt100), các lo i IC nh : LM35, LM335, LM45 Nguyên ự ạ ư

lý c a chúng là nhi t đ thay đ i sẽ cho ra đi n áp thay đ i Đi n áp ủ ệ ộ ổ ệ ổ ệ này được phân áp t m t đi n áp chu n có trong m ch.ừ ộ ệ ẩ ạ

L u ý khi s d ng:ư ử ụ

- Vì được ch t o t các thành ph n bán d n nên c m bi n nhi t Bán ế ạ ừ ầ ẫ ả ế ệ

D n kém b n, không ch u nhi t đ cao N u vẫ ề ị ệ ộ ế ượt ngưỡng b o v có ả ệ

th làm h ng c m bi n.ể ỏ ả ế

- C m bi n bán d n m i lo i ch tuy n tính trong m t gi i h n nào ả ế ẫ ỗ ạ ỉ ế ộ ớ ạ

đó, ngoài d i này c m bi n sẽ m t tác d ng H t s c quan tâm đ n ả ả ế ấ ụ ế ứ ế

t m đo c a lo i c m bi n này đ đ t đầ ủ ạ ả ế ể ạ ượ ực s chính xác

- Lo i c m bi n này kém ch u đ ng trong môi tr ng kh c nghi t: m ạ ả ế ị ự ườ ắ ệ Ẩ cao, hóa ch t có tính ăn mòn, rung s c va ch m m nh.ấ ố ạ ạ

A.5 NHI T K B C X ( còn g i là h a k - pyrometer ).Ệ Ế Ứ Ạ ọ ỏ ế

- C u t o: Làm t m ch đi n t , quang h c.ấ ạ ừ ạ ệ ử ọ

- Nguyên lý: Đo tính ch t b c x năng lấ ứ ạ ượng c a môi trủ ường mang nhi t.ệ

- u đi m: Dùng trong môi trƯ ể ường kh c nghi t, không c n ti p xúc ắ ệ ầ ế

v i môi trớ ường đo

- Khuy t đi m: Đ chính xác không cao, đ t ti n.ế ể ộ ắ ề

- Thường dùng: Làm các thi t b đo cho lò nung.ế ị

- T m đo: -54 <1000 D.F.ầ

- Nhi t k b c x (h a k ) là lo i thi t b chuyên d ng dùng đ đo ệ ế ứ ạ ỏ ế ạ ế ị ụ ể nhi t đ c a nh ng môi trệ ộ ủ ữ ường mà các c m bi n thông thả ế ường không th ti p xúc để ế ược ( lò nung thép, hóa ch t ăn mòn m nh, khó ấ ạ

đ t c m bi n).ặ ả ế

- G m có các lo i: H a k b c x , h a k cồ ạ ỏ ế ứ ạ ỏ ế ường đ sáng, h a k màu ộ ỏ ế

s c Chúng ho t đ ng d a trên nguyên t c các v t mang nhi t sẽ có ắ ạ ộ ự ắ ậ ệ

hi n tệ ượng b c x năng lứ ạ ượng Và năng lượng b c x sẽ có m t bứ ạ ộ ước sóng nh t đ nh H a k sẽ thu nh n bấ ị ỏ ế ậ ước sóng này và phân tích đ ể cho ra nhi t đ c a v t c n đo.ệ ộ ủ ậ ầ

 L u ý khi s d ng:ư ử ụ

- Tùy theo thông s c a nhà s n xu t mà h a k có các t m đo khác ố ủ ả ấ ỏ ế ầ nhau, tuy nhiên đa s h a k đo kho ng nhi t đ cao Và vì đ c ố ỏ ế ở ả ệ ộ ặ

đi m không ti p xúc tr c ti p v i v t c n đo nên m c đ chính xác ể ế ự ế ớ ậ ầ ứ ộ

c a h a k không cao, ch u nhi u nh hủ ỏ ế ị ề ả ưởng c a môi trủ ường xung quanh (góc đ đo, rung tay, ánh sáng môi trộ ường )