RTD là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của RTD

Trên thị trường cảm biến nhiệt độ hiện nay, RTD là loại được lựa chọn và sử dụng nhiều nhất. Chúng ta có thể kể đến một số loại như Pt100 , Pt500,Pt1000 , Ni100 , Ni500,….Và để giúp các bạn hiểu thêm về RTD là gì, chúng tôi đã tổng hợp lại các thông tin liên quan trong nội dung bài viết dưới đây. Hãy theo dõi cùng chúng tôi nhé.

RTD là gì?

- RTD (Resistance Temperature Detector) là thiết bị dùng để đo nhiệt độ trong các ngành công nghiệp hiện nay và được sử dụng rất phổ biến, cùng với Thermocouple.

- Ngoài cái tên cảm biến nhiệt độ, RTD cũng được gọi là điện trở.

- Một số loại RTD phổ biến hiện nay: Pt100, Pt500, Pt1000, Ni100, Ni500. Trong đó Pt100 là loại RTD được sử dụng phổ biến nhất, chiếm tới 90% nhu cầu của người dùng.

Cảm biến nhiệt độ RTD

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của RTD

1. Cấu tạo

- RTD cấu tạo gồm 2, 3 hoặc 4 dây kim loại được làm từ các loại vật liệu tinh khiết như  Platinum, Niken, hay đồng. Loại phổ biến nhất là loại 3 dây làm từ Platinum vì độ tinh khiết của nó lên đến 99,9%.

- Vỏ bảo vệ RTD: Đa phần được làm bằng vật liệu inox 304 hoặc 316L.

- Các dây kim loại này được nối với nhau ở một đầu (đầu nóng, đầu đo) và đầu còn lại để lấy tín hiệu điện trở (đầu lạnh, đầu tham chiếu).

2. Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của RTD là chuyển đổi nhiệt độ cần đo thành tín hiệu điện trở.

- Khi nhiệt độ ở đầu đo của nhiệt điện trở thay đổi thì đầu kia của cảm biến sẽ xuất hiện một điện trở. Đây chính là cơ sở để đo nhiệt độ của nhiệt điện trở.

-  Khi nhiệt độ cần đo tăng hoặc giảm, điện trở RAB = RRTD sẽ tăng hoặc giảm theo nhiệt độ cần đo. Thông qua việc đo giá trị điện trở, ta có thể suy ra ngược lại giá trị của nhiệt độ.

Ưu, nhược điểm của RTD

Cảm biến nhiệt độ RTD

1. Ưu điểm

- Đo được nhiệt độ trên phạm vi rộng với độ chính xác cao.

- Được thiết kế đa dạng với nhiều thành phần có độ bền cao, nhiều chiều dài.

- Khả năng dẫn điện tốt, nhất là loại Platinum.

- Có 2 sự lựa chọn là loại RTD cây và loại RTD dây giúp người dùng có đa dạng sự lựa chọn.

- Độ ổn định cao theo năm tháng, độ trôi sai số thấp, chỉ khoảng 0.1% / năm.

2. Nhược điểm

- Nhược điểm duy nhất của RTD là với những ứng dụng cần đo nhiệt độ trên 850 º C thì RTD, kể cả loại Pt100 không thể đo được bởi dải nhiệt của nó chỉ dao động trong khoảng từ - 200 ° C đến tối đa 850 ° C.

- Phản ứng nhiệt chậm hơn cặp nhiệt điện thermocouple.

Ứng dụng của RTD

- Dùng để đo, kiểm tra nhiệt độ ở các khu vực có nhiệt độ cao trong nhà máy để đảm bảo quy trình vận hành máy móc, thiết bị an toàn, ổn định hơn. Từ đó mang lại hiệu quả cao trong hoạt động sản xuất kinh doanh.

- Tùy vào nhiệt độ khu vực cần đo mà người dùng nên lựa chọn các loại RTD sao cho hợp lý về giá và công suất hoạt động để tạo ra giá trị của sản phẩm là hiệu quả tốt nhất.

Cấu tạo cảm biến RTD

Cách chọn RTD chuẩn

Cảm biến nhiệt độ RTD được chia thành 3 loại, căn cứ vào số dây dẫn trên cảm biến, đó là RTD 2 dây, RTD 3 dây và RTD 4 dây. Trong đó, độ chính xác của RTD cũng tăng theo số lượng dây dẫn trên cảm biến vì khả năng nhiễu do điện trở của đường dây giảm dần.

Ví dụ như cảm biến nhiệt độ Pt100 3 dây sẽ bù một nửa ảnh hưởng điện trở đường dây, còn cảm biến nhiệt độ Pt100 loại 4 dây sẽ bù triệt để ảnh hưởng của điện trở đường dây. Nhờ đó mà kết quả đo có độ chính xác là cao nhất.

Để chọn được RTD chuẩn, bạn cần lưu ý các vấn đề sau:

- Thang đo nhiệt độ của RTD càng cao thì loại đó có lượng Platinum càng lớn và đây cũng là dòng chịu được nhiệt độ cao nhất cũng như cho kết quả đo chính xác nhất.

- Mức độ sai số của RTD không phụ thuộc vào thang đo nhiệt mà phụ thuộc vào loại Class trong dòng RTD đó. Ví dụ như với loại Pt 100 ta có: Class B sai số là 0.3 độ C, loại A là 0.15% và loại Class A + là 0.1 5% sai số.

- Trong 2 loại RTD thì loại củ hành có thang đo nhiệt độ lớn hơn loại dây.

- Trước khi chọn RTD cần xác định ứng dụng cần dùng cảm biến RTD để đo là gì.

- Đánh giá được nhu cầu của hệ thống có cần độ chính xác cao hay không?

- Đánh giá môi trường cần đo có tính ăn mòn hay không.

- Vị trí lắp đặt có thuận tiện không để chọn loại có ren hoặc không có ren cho phù hợp.

- Dải đo nhiệt độ của môi trường dao động trong khoảng nào.

- Xác định mức chi phí đầu tư cho thiết bị có thể bỏ ra là bao nhiêu.

Trên đây là một số thông tin về RTD là gì mà LabVIETCHEM muốn chia sẻ đến bạn đọc. Hiện nay, để thu thập và truyền dữ liệu từ các loại RTD đi xa, người ta thường sử dụng thêm bộ chuyển đổi tín hiệu đầu vào là các RTD và đầu ra là tín hiệu số, qua cổng RS485 và giao thức Modbus RTU.

 Xem thêm:

• Cảm biến là gì? Phân loại và vai trò của cảm biến trong tự động hóa
• Tìm hiểu cấu tạo, phân loại và ứng dụng của nhiệt điện trở