TL : CẢM BIẾN ĐO NHIỆT ĐỘ

Seminar: GVHD: Lê Ngọc Đình SVTH: Nguyễn Minh Trung K0503200 MỤC LỤC: • TỔNG QUAN • RESISTANCE TEMPERATURE • • • DETECTORS_RTDs THERMALLY SENSITIVE RESISTOR/THERMISTOR THERMOCOUPLE NHIỆT KẾ HỒNG NGOẠI  CẢM BIẾN ĐO NHIỆT ĐỘ Nhiệt độ đại lượng vật lý đo trực tiếp được,nhưng xác đònh thông qua thay đổi đại lượng phụ thuộc( điện trở,sự giản nở) ĐƠN VỊ ĐO NHIỆT ĐỘ : • Thang đo Celsius • Thang đo Kelvin: T ( ° C ) = T ( ° K ) − • Thang đo Fahren: T (° F ) = T (° C ) + Thang đo nhiệt độ chuẩn : • • • • • • • • -182,97 °C : cân khí _lỏng - oxygène; 0,00 °C: cân rắn_ lỏng – nước; 0,01 °C: điểm thử nước; 100,00 °C: cân lỏng_ rắn – nước; 419,58 °C: cân rắn lỏng –kẻm ; 444,67 °C: cân khí_ lỏng – lưu huỳnh; 961,62 °C: cân rắn _lỏng- bạc; 1064,43 °C: cân rắn lỏng- vàng CÁC PHUƠNG PHÁP ĐO NHIỆT ĐỘ : • Đo nhiệt độ trực tiếp: - Cặp nhiệt điện (Thermocouple) - Nhiệt điện trở kim loại/ nhiệt điện trở • - dương (Resistance Temperature Detectors-RTDs) Nhiệt điện trở bán dẫn/ nhiệt điện trở âm (Thermally Sensitive Resistor/Thermistor) Đo nhiệt độ gián tiếp: Nhiệt kế hồng ngoại RESISTANCE TEMPERATURE DETECTORS_RTDs : • Ngun lý :điện trở vật dẫn thay đổi theo nhiệt độ: R=ρ l A ρ = ρ o (1 + αT ) l : chiều dài dây dẫn [m] A : tiết diện dây dẫn [m2] Ρ : điện trở suất [Ωm] RESISTANCE TEMPERATURE DETECTORS_RTDs : • Sự phụ thuộc điện trở vào nhiệt độ gần tuyến tính biểu diễn theo phương trình: R = R ×[1 − a × ( T − T0 ) + b × ( T − T0 ) ] • Ta coi đáp ứng tuyến tính khoảng nhỏ nhiệt độ,.Cơng thức viết lại: RT = R0 × (1 + α * ∆T ) a, b, α : số phụ thuộc kim loại RT: điện trở nhiệt độ cần đo T [°K] R0: điện trở nhiệt độ To[°K] RESISTANCE TEMPERATURE DETECTORS_RTDs : • Ảnh hưởng tự đốt nóng : PD R×I δ = = ∆T ∆T δ : hệ số tiêu tán cơng suất [mW/ °C] PD : cơng suất tiêu tán [mW] • Độ nhạy [Ω/ °C]: S = α × R0 Quan hệ điện trở_nhiệt độ : Nhiệt độ tăng điện trở tăng THERMOCOUPLE: • Suất điện động a b, b c, c d, d a lần lược bằng: THERMOCOUPLE: • Suất điện động Seebeck tổng suất điện động thành phần Peltier Thomson trên: • Nếu chọn T1 nhiệt độ so sánh lấy T1 = °C, cặp vật dẫn A B cho trước, suất điện động phụ thuộc vào T2 THERMOCOUPLE: • Ngun lý :Hai vật liệu dẫn điện khác nối tạo thành mối nối,khi có chênh lệch nhiệt độ chúng tự sinh sức điện động THERMOCOUPLE: • Do sức điện động phụ thuộc vào chênh lệch nhiệt độ hai mối nối, cần phải biết nhiệt đô 2, xác đònh nhiệt độ mối nối lại • Nhiệt độ mối nối biết gọi nhiệt độ chuẩn  Độ nhạy nhiệt (hay gọi suất nhiệt điện) cặp nhiệt điện nhiệt độ Tc xác định: Đặc trưng cặp nhiệt : Cấu tạo : Bảng liệt kê số loại cặp nhiệt điện thường gặp: Cặp nhiệt điện Nhiệt độ làm việc 0C E, mV Độ xác Đồng/Constantan Ф = 1,63 mm -270 ÷370 -6,258 đến 19,027 (-1000C ÷-400C): ±2% (-400C ÷1000C): ±0,8% (1000C 3500C): ±0,75% Sắt/Constantan Ф = 3,25 mm -210 ÷800 -8,096 đến 45,498 (00C ÷4000C): ±30C (4000C ÷8000C): ±0,75% Chromel/Alumel Ф = 3,25 mm -270 ÷1250 -5,354 đến 50,633 (00C ÷4000C): ±30C (4000C ÷12500C): ±0,75% Chromel/Constantan Ф = 3,25 mm -270 ÷870 -9,835 đến 66,473 (00C ÷4000C): ±30C (4000C ÷12500C): ±0,75% Platin-Rodi(10%)/Platin Ф = 0,51 mm -50 ÷1500 -0,236 đến 15,576 (00C ÷6000C): ±2,5% (6000C ÷15000C): ±0,4% Platin-Rodi(13%)/Platin = 0,51 mm -50 ÷1700 -0,226 đến 17,445 (00C ÷5380C): ±1,4% (5380C ÷15000C): ±0,25% Mạch điện ứng dụng : • Suất điện động Seebeck đo hai - đầu cặp nhiệt cung cấp thơng tin nhiệt độ cần đo.Người ta thường áp dụng hai phương pháp đo suất điện động: Sử dụng milivơn kế có điện trở lớn để giảm sụt dây dẫn Sử dụng phương pháp xung đối để dòng chạy qua cặp nhiệt khơng Mạch điện ứng dụng : • Các cách bổ cặp nhiệt : Để bảo đãm việc đo xác, có cách bổ cho nhiệt độ mối nối: • Bổ phần cứng : Mạch điện ứng dụng : • Bổ phần mềm :đo nhiệt độ khối đẳng nhiệt cảm biến nhiệt khác RTD : Đo điện trở RTD để có TREF •Từ TREF xác đònh áp VREF NHIỆT KẾ HỒNG NGOẠI : • Nhiệt kế hồng ngọai (IRT) gồm có - thành phần: Ống dẫn sóng (waveguide) để thu gom lượng phát từ bia (target) Cảm biến có tác dụng chuyển đổi lượng sang tín hiệu điện Bộ điều chỉnh độ nhạy để phối hợp phép đo thiết bị hồng ngọai với số xạ vật thể đo NHIỆT KẾ HỒNG NGOẠI : - Một mạch cảm biến bù nhiệt để đảm bảo thay đổi nhiệt độ phía bên thiết bị khơng bị truyền đến ngõ NHIỆT KẾ HỒNG NGOẠI : • Màng nhĩ phát lương hồng ngọai Bộ vi xử lý điều khiển việc điều chỉnh độ nhạy bù nhiệt, tiến hành tính tốn nhiệt độ bệnh nhân theo phương trình : NHIỆT KẾ HỒNG NGOẠI : Cảm biến mơi trường nhiệt điện trở có tác dụng điều chỉnh cảm biến đo nhiệt độ (Ta) Cảm biến hồng ngọai cảm biến hỏa điện (pyroelectric sensor) theo sau chuyển đổi dòng sang áp ... nở) ĐƠN VỊ ĐO NHIỆT ĐỘ : • Thang đo Celsius • Thang đo Kelvin: T ( ° C ) = T ( ° K ) − • Thang đo Fahren: T (° F ) = T (° C ) + Thang đo nhiệt độ chuẩn : • • • • • • • • -182,97 °C : cân khí _lỏng... điện động THERMOCOUPLE: • Do sức điện động phụ thuộc vào chênh lệch nhiệt độ hai mối nối, cần phải biết nhiệt đô 2, xác đònh nhiệt độ mối nối lại • Nhiệt độ mối nối biết gọi nhiệt độ chuẩn  Độ. .. tán [mW] • Độ nhạy [Ω/ °C ]: S = α × R0 Quan hệ điện trở _nhiệt độ : Nhiệt độ tăng điện trở tăng Cấu tạo : Vật liệu chế tạo : Mạch điện ứng dụng : • Mạch phân áp : Mạch điện ứng dụng : • Mạch cầu