THÔNG TIN TÀI LIỆU
Đại Học Quốc Gia TPHCM Đại Học Khoa Học - Tự Nhiên Khoa Vật Lý - Vật Lý Kỹ Thuật BÁO CÁO ĐỀ TÀI CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ Môn học: Thiết bị đo càm biến Lớp: 15VLUD – Nhóm Giảng viên: TS Huỳnh Văn Tuấn Sinh viên thực hiên: - Nguyễn Thị Bảo Hồng -1513059 (Nhóm trưởng) - Võ Nguyễn Thùy Trang -1513198 - Nguyễn Thùy Linh -1513029 - Nguyễn Minh Trung -1513209 - Phan Trọng Nghĩa -1513114 - Kiều Dũng -1513033 - Phạm Lưu Anh Nhân -1513124 MỤC LỤC Năm học: 2017-2018 MỤC LỤC I Sơ lược hình thành I.1 Sơ lược I.2 Khái niệm II Cấu tạo III Phân loại IV Tìm hiểu loại .4 IV.1 Cặp nhiệt điện (Thermocouple) .4 IV.2 Nhiệt điện trở (Resitance temperature detector –RTD) IV.3 Cảm biến nhiệt bán dẫn IV.4 Nhiệt kế xạ (hỏa kế) 10 V Tiêu chí sản phẩm 12 TÀI LIỆU THAM KHẢO 13 CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ I.Sơ lược hình thành Sơ lược Cảm ứng nhiệt hiểu áp dụng vào sản xuất từ năm 1920 Trong Thế chiến II, cơng nghệ phát triển nhanh chóng để đáp ứng u cầu cấp thiết cho thời kỳ chiến tranh Gần hơn, tập trung vào kỹ thuật sản xuất tinh gọn nhấn mạnh vào kiểm soát chất lượng dẫn đến khám phá công nghệ cảm ứng, chất lượng công nghệ ngày cải thiện Ngày nay, với phát triển ngành công nghệ bán dẫn cho đời nhiều loại cảm biến nhiệt với tích hợp nhiều ưu điểm → Vậy điều làm cho phương pháp nhiệt độc đáo? Trong phương pháp nhiệt ấm thông thường nhất, đuốc lửa trần áp dụng trực tiếp vào phần kim loại Nhưng với cảm ứng nhiệt, nhiệt thực "gây ra" phần thân cách lưu thơng dòng điện Khái niệm Cảm biến thiết bị điện tử cảm nhận trạng thái hay q trình vật lý hay hóa học mơi trường cần khảo sát biến đổi thành tín hiệu điện để thu thập thông tin trạng thái hay trình Cảm biến nhiệt loại cảm biến dùng để đo nhiệt độ Người ta gọi cảm biến nhiệt can nhiệt � Cảm biến nhiệt nhận thay đổi nhiệt độ, cho tín hiệu ngõ thay đổi điện áp điện trở Thông tin xử lý để rút tham số định tính định lượng mơi trường, phục vụ nhu cầu nghiên cứu khoa học kỹ thuật hay dân sinh gọi ngắn gọn đo đạc, phục vụ truyền xử lý thông tin, hay điều khiển trình khác II Cấu tạo Cấu tạo bao gồm phần chính: + Diện trở + Đầu dò nhiệt + Khung làm thép khơng gỉ nối với phận định vị, có đầu nối với thiết bị đo lường Cảm biến nhiệt độ cấu tạo đa dạng khác nhau, chủ yếu kim loại Platinum có giá trị điện trở 100 Ohm ( ) nhiệt độ C , điện trở thay đổi thay đổi nhiệt độ Cấu tạo cảm biến nhiệt độ có hình dáng khớp với cấu tạo đầu dò nhiệt Thiết bị thuộc loại cảm biến thụ động nên cần phải cấp nguồn đầu vào ổn định trình sử dụng Đầu dò cảm biến nhiệt độ có lõi làm bạch kim bao bọc vỏ bên làm từ vật liệu đồng, chất bán dẫn, thép không gỉ hay thủy tinh siêu mỏng… Cấu tạo chung cảm biến nhiệt độ có nhiều dạng, phổ biến thương mại công nghiệp thường đặt khung làm thép không gỉ nối với phận định vị, có đầu nối với định vị thiết bị đo lường Hay đơn giản cảm biến nhiệt bao gồm dây kim loại khác hàn dính đầu gọi đầu nóng (hay đầu đo), hai đầu lại gọi đầu lạnh (hay đầu chuẩn) III.Phân loại Cảm biến nhiệt độ phân làm loại chính: - Cảm biến tiếp xúc: • Cặp nhiệt điện (Thermocouple) • Nhiệt điện trở (Resitance temperature detector –RTD) • Điện trở oxit kim loại (Thermistor) • Cảm biến nhiệt bán dẫn - Cảm biến không tiếp xúc: (do xạ nhiệt) • Nhiệt kế xạ (Hay hỏa kế) • Ngồi loại đo nhiệt khơng tiếp xúc, hồng ngoại, lazer IV Tìm hiểu loại Cặp nhiệt điện (Thermocouple) Hình 1.1 Cặp nhiệt điện (Thermocouple) Hình 1.2 Cấu tạo cặp nhiệt điện - Cấu tạo: Gồm chất liệu kim loại khác nhau, hàn dính đầu gọi đầu nóng (hay đầu đo), hai đầu lại gọi đầu lạnh (hay đầu chuẩn) - Ngun lý: • Một dòng điện tạo nhiệt độ đầu khác với nhiệt độ đầu lại Hiện tượng biết đến hiệu ứng Seebeck � Hiệu điện áp mạch hở (điện áp Seebeck) hàm nhiệt độ thành phần kim loại • Điện áp Seebeck tỉ lệ tuyến tinh với nhiệt độ: VAB T (1.1) : hệ số Seeback – số tỉ lệ - Lưu ý: Khi lắp đặt sử dụng loại Cặp nhiệt điện cần ý tới điểm sau đây: • • Dây nối từ đầu đo đến điều khiển ngắn tốt Thực việc cài đặt giá trị bù nhiệt (Offset) để bù lại tổn thất mát • đường dây Giá trị Offset lớn hay nhỏ tùy thuộc vào độ dài, chất liệu dây mơi trường lắp • đặt Không để đầu dây nối cặp nhiệt điện tiếp xúc với mơi trường cần đo • Đầu nối chiều âm, dương cho cặp nhiệt điện - Dải đo: -100 ~ 1400oC Trên thị trường có nhiều loại cặp nhiệt điện khác (E, J, K, R, S, T…) loại cặp nhiệt điện cấu tạo chất liệu khác nhau, từ sức điện động tạo khác dẫn đến dải đo khác - Ưu điểm: bền, đo nhiệt độ cao - Khuyết điểm: • Nhiều yếu tố ảnh hưởng làm sai số • Độ nhạy không cao - Ứng dụng: sản xuất công nghiệp, luyện kim, giáo dục hay gia công vật liệu… Thường dùng: lò nhiệt, mơi trường khắt nghiệt, đo nhiệt nhớt máy nén,… Nhiệt điện trở (Resitance temperature detector –RTD) Hình 2.1: Cảm biến nhiệt điện trở kim loại (RTD) Hình 2.2: Cấu tạo cảm biến nhiệt điện trở kim loại (RTD) - Cấu tạo: dây kim loại làm từ: Đồng, Nikel, Platinum,…được quấn tùy theo hình dáng đầu đo Có loại: loại dây quấn loại màng mỏng - Ngun lí hoạt động: • RTD (nhiệt điện trở) hoạt động dựa nguyên tắc điện trở kim loại tăng lên nhiệt độ tăng lên – tượng gọi nhiệt điện trở suất • Khi nhiệt độ mơi trường tăng giảm, điện trở RAB (điện trở RTD) tăng giảm theo nhiệt độ mơi trường � Do đó, đo nhiệt độ suy cách đo điện trở cảm biến RTD • Mối liên hệ điện trở nhiệt độ xác định công thức: RT R0 (1 T ) T: nhiệt độ RTD ( K ) RT : điện trở RTD ( ) T R0 : điện trở RTD ( ) T0 (2.1) : hệ số nhiệt điện trở, tùy thuộc vào kim loại • Phương trinh Callendar – Van Dusen: Rt R0 R0 [t (0,01t 1).(0,01t) (0,01t 1)(0,01t) ] (2.2) t: nhiệt độ ( C ) Rt : giá trị điện trở ( ) nhiệt độ t R0 : số cảm biến (Điện trở nhiệt độ t 00 C ) : số cảm biến : số cảm biến : số cảm biến ( =0 t>0 0C ; =0,11 t
Ngày đăng: 15/05/2018, 19:20
Xem thêm: