Nguyên lí và cấu tạo: Cảm biến nhiệt độ cho một đầu ra tỉ lệ với nhiệt độ, hầu hết cảm biến có một hệ số nhiệt độ dƣơng, điều đó có nghĩa là giá trị điện ở đầu ra của cảm biến tăng khi nhiệt độ tăng tuy nhiên có một số loại cảm biến nhiệt độ có hệ số âm, nghĩa là giá trị tín hiệu đầu ra của cảm biến giảm khi nhiệt độ tăng.
Trên thì trƣờng hiện nay có rất nhiều loại cảm biến:
- Cảm biến nhiệt độ RTD
- Cảm biến nhiệt độ TC, PT
`
3.3.1.1 Cảm biến nhiệt điện trở
Cấu tạo, nguyên lý hoạt động: Cấu tạo của nhiệt điện trở gồm có dây kim loại làm từ: Đồng, Nikel, Platinum,…đƣợc quấn tùy theo hình dáng của đầu đo, hình dáng cảm biến điện trở ngoài thực tế
Hình 3-13: Nhiệt điện trở
Khi nhiệt độ thay đổi điện trở giữa hai đầu dây kim loại này sẽ thay đổi và tùy chất liệu kim loại sẽ có độ tuyến tính trong một khoảng nhiệt độ nhất định. Phổ biến nhất của cảm biến nhiệt điện trở là loại cảm biến Pt, đƣợc làm từ Platinum. Platinum có điện trở suất cao, chống oxy hóa, độ nhạy cao, dải nhiệt đo đƣợc dài. Thƣờng có các loại: 100, 200, 500, 1000 Ω tại 0oC. Điện trở càng cao thì độ nhạy nhiệt càng cao.
- Ƣu điểm:
+ Độ chính xác và ổn định cao
+ Dải nhiệt độ rộng: -2000Cđến +6500
C tùy theo từng loại + Cực kì ổn định theo thời gian: sai lệch > 0,1ºC/ năm + Điện trở kháng cực kì tuyến tính.
- Nhƣợc điểm:
+ Độ nhạy thấp, đáp ứng tƣơng đối chậm
+ Kích thƣớc lớn và giá thành còn tƣơng đối cao
3.3.1.2 ặp nhiệt ngẫu
Hình 3-14 cấu tạo cặp nhiệt ngẫu
Cặp nhiệt điện gồm hai dây kim loại khác nhau đƣợc nối chung ở hai đầu. Một đầu đƣợc coi là điểm lạnh và một đầu coi là điểm nóng (điểm đo). Khi hai đầu có nhiệt độ khác nhau thì hình thành một điện áp bên trong hai đầu dây, đo lƣợng điện áp này có thể xác định đƣợc nhiệt độ tại đầu cần đo.
- Ƣu điểm :
+ Bền, đo nhiệt độ cao. - Nhƣợc điểm:
+ Nhiều yếu tố ảnh hƣởng làm sai số
+ Độ nhạy không cao, thƣờng dùng trong lò nhiệt, môi trƣờng khắc nhiệt, đo nhiệt độ nhớt máy nén,…
3.3.1.2 Hỏa quang ế
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
- Cấu tạo: Làm từ mạch điện tử, quang học
- Nguyên lý: Chúng hoạt động dựa trên nguyên tắc các vật mang nhiệt sẽ có hiện tƣợng bức xạ năng lƣợng và năng lƣợng bức xạ sẽ có một bƣớc sóng nhất định. Hỏa kế sẽ thu nhận bƣớc sóng này và phân tích để cho ra nhiệt độ của vật cần đo.
`
- Ƣu điểm: Dùng trong môi trƣờng khắc nghiệt, không cần tiếp xúc với môi trƣờng đo.
- Khuyết điểm: Độ chính xác không cao và giá thành đắt tiền. - Thƣờng dùng: Làm các thiết bị đo cho lò nung.
- Nhiệt kế bức xạ (hỏa kế) là loại thiết bị chuyên dụng dùng để đo nhiệt độ của những môi trƣờng mà các cảm biến thông thƣờng không thể tiếp xúc đƣợc (lò nung thép, hóa chất ăn mòn mạnh, khó đặt cảm biến)
- Gồm có các loại: Hỏa kế bức xạ, hỏa kế cƣờng độ sáng, hỏa kế màu sắc
Kết luận:Từ những ƣu điểm, nhƣợc điểm của các loại cảm biến trên và nhiệt độ cần đo tác giả chọn cảm biến nhiệt điện trở (RTD) là phù hợp và thuận tiện nhất với luận văn.