Cảm Biến Nhiệt Độ Pt100 Là Gì – Nguyên Lý Và Ứng Dụng

Cảm biến nhiệt độ pt100 là gì- nguyên lý hoạt động và ứng dụng như thế nào. Trong bài viết này sẽ mang đến những kiến thức để trả lời câu hỏi trên. Trong cuộc sống, công việc khi sử dụng thiết bị cần hiểu rõ thiết bị hoạt động để ứng dụng. Bộ chuyển đổi tín hiệu pt100 sang 0…20mA, 0..10V.

Cảm biến nhiệt độ là gì ?

Khái niệm chung nhất của cảm biến nhiệt độ: Dùng để đo sự thay đổi nhiệt độ của đơn vị cần đo lường.

Cảm biến nhiệt độ có nhiều ứng dụng trong cuộc sống, công nghiệp cao. Tùy vào mục đích mà mỗi cảm biến có thang đo, đơn vị đo cũng như độ chính xác cao hay thấp.

Người ta có thể gọi cảm biến nhiệt là can nhiệt. Cảm biến nhiệt bao gồm 2 dây kim loại khác nhau được hàn dính một đầu gọi là đầu nóng (hay đầu đo), hai đầu còn lại gọi là đầu lạnh (hay là đầu chuẩn).

Phân loại:

Các cảm biến nhiệt độ phổ biến hiện nay:

• Nhiệt điện trở RTD – Resistance Temperature Detectors: Cảm biến nhiệt độ Pt100.
• Cặp nhiệt điện – Thermocouple: Cặp nhiệt điện loại K, R, S…có dải đo cao.
• Điện trở Thermmistor.
• Cảm biến nhiệt dán dẫn (Diode, IC…)
• …………….

Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ

1. Cấu tạo

Cảm biến nhiệt độ được làm từ nhiều vật liệu khác nhau, chủ yếu là bằng kim loại Platinum – Pt. Có giá trị điện trở 100 Ohm ở nhiệt độ 0ºC, điện trở thay đổi khi nhiệt độ thay đổi. Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ khớp với đầu dò nhiệt độ.

Thiết bị cảm biến nhiệt độ này là thụ động, nên cần cấp nguồn vào ổn định để sử dụng. Đầu dò nhiệt độ có lõi bằng bạch kim, bao bọc lớp vỏ bằng đồng, chất bán dẫn, thép không gỉ. Thích hợp dùng đển đo nhiệt độ trong lò hơi, nước nóng, xi măng, cám, gỗ, hoá chất…

2. Nguyên lý

Nguyên lý làm việc của cảm biến nhiệt độ dựa trên mối quan hệ giữa vật liệu kim loại và nhiệt độ. Khi nhiệt độ là 0ºC thì điện trở là 100Ω, điện trở của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng lên và ngược lại.

Vậy làm thế nào để hiển thị được giá trị nhiệt độ cần đo? Chúng ta cần thiết bị bộ hiển thị nhiệt độ. Từ đó để biết được giá trị cần đo và truyền thông về PLC…

Cảm biến nhiệt RTD – Pt100 được làm từ Platin, đồng, niken… Platin được sử dụng phổ biến hơn cả, độ chính xác cao nhất, tuyến tính trong dải đo lớn. Đồng và Niken được sử dụng trong các ứng dụng ít quan trọng vì độ chính xác thấp, tuyến tính hạn chế. Xem hình để hiểu thêm về tuyến tính giữa nhiệt độ và điện trở của các nguyên vật liệu.

Có ba nguyên nhân chính gây ra các sai số cao hơn so với chuẩn thiết bị công bố:

• Quá nhiệt của phần tử cảm biến
• Cách điện kém của thiết bị cảm biến
• Cảm biến không được đặt đúng vị trí
• Sử dụng sai loại cảm biến. Có 3 loại RTD: 2 dây, 3 dây, 4 dây.

Các loại cảm biến nhiệt độ

Khi mua sản phẩm cảm biến, chú ý đến cần mua loại cảm biến nhiệt độ bao nhiêu dây để phù hợp mục đích.

1. Cảm biến nhiệt độ 2 dây

Loại này độ chính xác thấp nhất trong 3 loại. Chỉ được sử dụng trong trường hợp kết nối với dây điện trở ngắn và điện trở thấp, kiểm tra mạch điện tương đương.

2. Cảm biến nhiệt độ 3 dây

Loại này cho mức độ chính xác tốt hơn, được sử dụng nhiều trong công nghiệp. Trong thực tế, từ cảm biến đến bộ chuyển đổi tín hiệu có khoảng cách, được nối bởi dây dẫn điện. Bản thân dây dẫn cũng có điện trở, nên sử dụng loại cảm biến 3 dây để loại bỏ lỗi này. Nhiệt độ output phụ thuộc hoàn toàn vào sự thay đổi điện trở của cảm biến nhiệt và điều chỉnh liên tục theo nhiệt độ.

3. Cảm biến nhiệt độ 4 dây

Volt-ampe kế cho độ chính xác lớn nhất có thể. Chúng ít được sử dụng trong lĩnh vực công nghiệp, hầu hết chỉ trong phòng thí nghiệm.

» Cách đấu dây các loại cảm biến, xem hình bên dưới.

Ứng dụng trong thực tiễn

Ngành                                                     Loại cảm biến

Công nghiệp chung                                   Cặp nhiệt loại K, S, R, Pt100

Nông nghiệp                                              Nhiệt kế điện tử, Pt100

Xe hơi                                                        Nhiệt kế điện tử, Pt100

Luyện kim                                                  Pt100, Cặp nhiệt điện K, S, R

Gia công vật liệu, hóa chất                        Pt100, Cặp nhiệt điện K, S, R

Lưu ý quan trong:

Tín hiệu ngõ ra của cảm biến nhiệt Pt100 dạng điện trở. Để truyền đi xa, hoặc về PLC thì cần dạng tín hiệu số và cần cách lý tín hiệu để không bị nhiễu. Do đó, hiện nay hầu hết các ứng dụng đo nhiệt độ Pt100 đều sử dụng Bộ chuyển đổi tín hiệu. Tín hiệu ngõ ra Pt100  dạng điện trở được chuyển sang dòng 0…20 mA hoặc 0…10 VDC. Ngõ ra dạng truyền thông: Modbus RS485, RS232, Profibus để từ đó truyền về PLC – HMI…

Bộ Chuyển đổi – Cách ly tín hiệu – OMX 333UNI – Cộng Hoà Séc

• OMX 333UNI đọc được hầu hết các loai tín hiệu trong công nghiệp như : Analog, RTD, Thermocoupke, Ohm, mV.
• Ngõ ra tuỳ chọn một trong những tín hiệu sau : 4-20mA, 0-10vdc, 0-5v, 0-5mA, 0-20mA…
• Hệ số cách ly : 2500 VAC, cách ly tín hiệu giữa ngõ vào, ngõ ra và nguồn.
• Nguồn cấp cho thiết bị : 10…30VDC
• Sai số của bộ cách ly là. : 0.1% trên toàn dãy đo
• Nhiệt độ làm việc của bộ cách ly tín hiệu 4-20mA khoảng tư -20..60C và nhiệt độ lưu trữ là. : -20…85 C
• Xuất xứ : OrBit – Merret, cộng Hoà Séc 
• Bảo hành 18 tháng 

Ngoài các sản phẩm được trình bày trong bài viết này, công ty còn cung cấp thêm các sản phẩm chuyên dụng cho các nhà máy: Bộ chuyển đổi tín hiệu đa năng OM 402UNI, Cảm biến báo mức MWB1A, Bộ cách ly tín hiệu OM 333 UNI chuyên dụng…

———————————-

Nguyễn Viết Thống

Phone/zalo: 0932 53 43 73

Email : [email protected]