Cảm biến nhiệt độ là gì? Một số vấn đề cần lưu ý khi sử dụng cảm biến nhiệt độ

Cảm biến nhiệt độ là thiết bị được sử dụng khá phổ biến hiện nay. Nó được dùng để cảm nhận sự biến đổi nhiệt độ của các đại lượng vật lý không có tính chất điện như nhiệt độ, áp suất, lưu lượng…cần đo thành các đại lượng có thể đo và xử lý được. Vậy cảm biến nhiệt độ là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ra sao. Cùng chúng tôi theo dõi các thông tin về cảm biến nhiệt độ trong bài viết dưới đây để có câu trả lời nhé.

Cảm biến nhiệt độ là gì? 

Cảm biến nhiệt độ là gì?

Cảm biến nhiệt độ là thiết bị dùng để đo sự biến đổi về nhiệt độ của các đại lượng cần đo và được ứng dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, hóa chất, ô tô, hàng hải, vật liệu nhựa….và cả những ngành đòi hỏi độ chính xác, độ tin cậy cao trong các phép đo.

Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ

Bộ phận cấu tạo chính của cảm biến nhiệt độ là 2 dây kim loại khác nhau được gắn vào đầu nóng và đầu lạnh. Ngoài ra còn có thêm các thành phần khác như:

- Bộ phận cảm biến: Là bộ phận quan trọng nhất được đặt bên trong vỏ bảo vệ sau khi đã kết nối với đầu nối và quyết định hoàn toàn đến độ chính xác của các phép đo.

- Dây kết nối: Mỗi bộ phận cảm biến có thể có 2,3 hoặc 4 dây kết nối và chất liệu của dây sẽ phụ thuộc vào điều kiện sử dụng của đầu đo.

+ Loại cảm biến nhiệt độ có 2 dây kết nối cho kết quả kém chính xác nhất và chỉ được dùng khi kết nối độ bền nhiệt được thực hiện với dây điện trở ngắn và điện trở thấp hoặc kiểm tra mạch điện tương đương.

+ Loại cảm biến nhiệt độ có 3 dây kết nối có kết quả đo chính xác tốt hơn và được sử dụng nhiều nhất trong lĩnh vực công nghiệp bởi nó loại bỏ các lỗi gây ra bởi điện trở của các dây dẫn.

+ Loại cảm biến nhiệt độ có 4 dây kết nối có kết quả đo chính xác nhất và được sử dụng nhiều trong phòng thí nghiệm.

- Vỏ bảo vệ: Giúp bảo vệ bộ phận cảm biến và dây kết nối.

- Chất cách điện gốm: Giúp ngăn ngừa hiện tượng đoản mạch và cách điện giữa dây kết nối với vỏ bảo vệ.

- Phụ chất làm đầy: Dùng để lấp đầy tất cả khoảng trống nhằm bảo vệ cảm biến khỏi các rung động và nó được làm từ bột alumina mịn đã sấy khô.

- Đầu kết nối: Được làm bằng gốm nhằm cách điện. Trong đầu kết nối có chứa các bảng mạch cho phép kết nối với điện trở.

Nguyên lý làm việc của cảm biến nhiệt độ

Nguyên lý làm việc của cảm biến nhiệt độ là dựa trên mối quan hệ giữa vật liệu kim loại và nhiệt độ. Nhiệt độ tăng lên khiến các phân tử và electron tự do cũng chuyển động nhanh hơn theo các hướng ngẫu nhiên, kéo theo điện trở của kim loại với dòng điện cũng tăng lên theo và ngược lại. Trong quá trình đo, bộ phận cảm biến sẽ tự nóng lên khi nó bị cắt ngang bởi dòng điện quá cao bởi hiệu ứng Joule và làm tăng nhiệt độ của phần tử.

Vì là thiết bị thuộc loại cảm biến thụ động nên cần phải cấp một nguồn đầu vào ổn định trong quá trình sử dụng.

Phân loại cảm biến nhiệt độ

Tùy vào phạm vi ứng dụng mà cảm biến nhiệt độ hiện nay được chia thành các loại như sau:

- Cảm biến nhiệt kế: Được sử dụng để đo nhiệt độ tại các môi trường khí, dầu, nước…

- Đầu dò nhiệt điện trở: Là loại cảm nhiết nhiệt độ chính xác nhất được làm từ bạch kim, niken và đồng.

- Cảm biến nhiệt điện trở: Thay đổi điện trở khi nhiệt độ thay đổi và chúng cung cấp độ nhạy cao hơn máy dò điện trở. Đa phần RTD có hệ số nhiệt độ âm nên khi nhiệt độ giảm thì điện trở sẽ tăng lên.

- Cảm biến nhiệt bán dẫn (Diode, IC, cảm biến nhiệt đầu ra silicon,...): Cung cấp độ tuyến tính và độ chính xác cao trong phạm vi nhiệt độ hoạt động từ 55 – 150 độ C.

- Điện trở oxit kim loại: Được làm từ hỗn hợp vật liệu  các oxit kim loại như mangan, niken, cobalt,…

- Nhiệt kế bức xạ (Hỏa kế - Pyrometer) hay cảm biến hồng ngoại IR senor: Được sử dụng để cảm nhận nhiệt độ môi trường xung quanh bằng cách phát hoặc phát hiện bức xạ hồng ngoại.

Một số loại cảm biến PT100 trên thị trường hiện nay

Một số vấn đề cần lưu ý khi sử dụng cảm biến nhiệt độ

Nguyên nhân gây lỗi kết quả đo:

- Do phần tử cảm biến bị quá nhiệt.

- Do thiết bị cảm biến cách điện kém.

- Do phần tử cảm biến không được nhúng ở độ sâu nhất định.

Do đó, khi sử dụng cảm biến nhiệt độ cần lưu ý các vấn đề sau:

- Đảm bảo cách điện giữa các dây dẫn và vỏ bọc bên ngoài là đủ lớn, nhất là ở trường hợp nhiệt độ cao.

- Độ sâu ngâm của bộ phận cảm biến phải đủ để bộ phận này không phải chịu độ chênh nhiệt này bởi nếu không đủ sâu, sai số của phép đo có thể lên tới vài độ C. Độ sâu tối thiểu sẽ tùy thuộc vào điều kiện đo cũng như kích thuốc của độ bền nhiệt.

- Không để các đầu dây nối của cặp nhiệt điện tiếp xúc với môi trường cần phải đo.

Trên đây là những thông tin liên quan đến cảm biến nhiệt độ. Nhờ được tích hợp bộ chuyển đổi tín hiệu mà hiệu suất làm việc của cảm biến nhiệt độ cao hơn và có thể vận hành dễ dàng khi hoạt động, đơn giản trong lắp đặt.

 Vui lòng liên hệ trực tiếp với chúng tôi qua Website này hoặc qua thông tin dưới đây:

- Tư vấn bán hàng: 0826 020 020

- Email: sales@labvietchem.com.vn

- Địa chỉ:

• 219 Nguyễn Khoái, Thanh Lương, Hai Bà Trưng, Hà Nội
• Hồ Chí Minh: 158/30 Hoàng Hoa Thám, Phường 12, Quận Tân Bình
• Cần Thơ: K2-2, Võ Nguyên Giáp, P. Phú Thứ, Q. Cái Răng. TP Cần Thơ

 Xem thêm:

• Cảm biến hồng ngoại - Nguyên lý, ứng dụng và các lưu ý khi lắp đặt, sử dụng thiết bị
• Cảm biến là gì? Phân loại và vai trò của cảm biến trong tự động hóa