Tag : [You must be registered and logged in to see this link.]
Thiết bị cảm biến nhiệt là gì, cấu tạo và ứng dụng trong cuộc sống của chúng như thế nào. Các bạn hãy
theo dõi bài viết ngay sau đây để tìm được câu trả lời.
Thiết bị cảm biến nhiệt là gìThiết bị cảm biến nhiệt là thiết bị giúp hấp thu nhiệt độ từ môi trường, tại đây tùy theo cơ cấu của cảm biến sẽ biến đại lượng nhiệt này thành một đại lượng điện nào đó. Như thế một yếu tố hết sức quan trọng đó là “ nhiệt độ môi trường cần đo” và “nhiệt độ cảm nhận của cảm biến”. Cụ thể điều này là: Các loại cảm biến mà các bạn trông thấy nó đều là cái vỏ bảo vệ, phần tử cảm biến nằm bên trong cái vỏ này ( bán dẫn, lưỡng kim….) do đó việc đo có chính xác hay không tùy thuộc vào việc truyền nhiệt từ môi trường vào đến phần tử cảm biến tổn thất bao nhiêu ( 1 trong những yếu tố quyết định giá cảm biến nhiệt ).
Phân loại thiết bị cảm biến nhiệt như thế nàoNguyên tắc hoạt động của
thiết bị cảm biến nhiệt đó là tăng cường trao đổi nhiệt giữa cảm biến và môi trường cần đo nhiệt độ.
Trên cơ sở đó ta phân loại
thiết bị cảm biến nhiệt dựa trên nguyên lí hoạt động, tác dụng và tính năng của chúng thành các loại sau đây:
– Cặp nhiệt điện ( Thermocouple ).
– Nhiệt điện trở ( RTD-resitance temperature detector ).
– Thermistor.
– Bán dẫn ( Diode, IC ,….).
– Ngoài ra còn có loại đo nhiệt không tiếp xúc ( hỏa kế- Pyrometer ). Dùng hồng ngoại hay lazer.
Cấu tạo và ứng dụng của các thiết bị cảm biến nhiệtNHIỆT ĐIỆN TRỞ RTD– Cấu tạo của
thiết bị cảm biến nhiệt RTD gồm có dây kim loại làm từ: Đồng, Nikel, Platinum,…được quấn tùy theo hình dáng của đầu đo. 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 RTD là loại cảm biến Pt, được làm từ Platinum. Platinum có điện trở suất cao, chống oxy hóa, độ nhạy cao, dải nhiệt đo được dài. Thường có các loại: 100, 200, 500, 1000 ohm tại 0 D.C. Điện trở càng cao thì độ nhạy nhiệt càng cao.
– RTD thường có loại 2 dây, 3 dây và 4 dây.
[You must be registered and logged in to see this image.]Thiết bị cảm biến nhiệt
Lưu ý khi sử dụng:
– Loại RTD 4 dây giảm điện trở dây dẫn đi 1/2, giúp hạn chế sai số.
– Cách sử dụng của RTD khá dễ chịu hơn so với Thermocouple. Chúng ta có thể nối thêm dây cho loại cảm biến này ( hàn kĩ, chất lượng dây tốt, có chống nhiễu ) và có thể đo test bằng VOM được.
CẶP NHIỆT ĐIỆN ( Thermocouples )– Cấu tạo: Gồm 2 chất liệu kim loại khác nhau, hàn dính một đầu.
– Nguyên lý: Nhiệt độ thay đổi cho ra sức điện động thay đổi ( mV).
– Ưu điểm: Bền, đo nhiệt độ cao.
[You must be registered and logged in to see this image.]Thiết bị cảm biến nhiệt
– Gồm 2 dây kim loại khác nhau được hàn dính 1 đầu gọi là đầu nóng ( hay đầu đo), hai đầu còn lại gọi là đầu lạnh ( hay là đầu chuẩn ). Khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa đầu nóng và đầu lạnh thì sẽ phát sinh 1 sức điện động V tại đầu lạnh. Một vấn đề đặt ra là phải ổn định và đo được nhiệt độ ở đầu lạnh, điều này tùy thuộc rất lớn vào chất liệu. Do vậy mới cho ra các chủng loại cặp nhiệt độ, mỗi loại cho ra 1 sức điện động khác nhau: E, J, K, R, S, T. Các bạn lưu ý điều này để chọn đầu dò và bộ điều khiển cho thích hợp.
– Dây của
thiết bị cảm biến nhiệtcặp nhiệt điện thì không dài để nối đến bộ điều khiển, yếu tố dẫn đến không chính xác là chổ này, để giải quyết điều này chúng ta phải bù trừ cho nó ( offset trên bộ điều khiển ).
Lưu ý khi sử dụng:
– Từ những yếu tố trên khi sử dụng loại cảm biến này chúng ta lưu ý là không nên nối thêm dây ( vì tín hiệu cho ra là mV nối sẽ suy hao rất nhiều ). Cọng dây của cảm biến nên để thông thoáng ( đừng cho cọng dây này dính vào môi trường đo ). Cuối cùng là nên kiểm tra cẩn thận việc Offset thiết bị.
– Lưu ý: Vì tín hiệu cho ra là điện áp ( có cực âm và dương ) do vậy cần chú ý kí hiệu để lắp đặt vào bộ khuếch đại cho đúng.
[You must be registered and logged in to see this image.]BÁN DẪN– Cấu tạo: Làm từ các loại chất bán dẫn.
– Nguyên lý: Sự phân cực của các chất bán dẫn bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ.
– Ưu điểm: Rẽ tiền, dễ chế tạo, độ nhạy cao, chống nhiễu tốt, mạch xử lý đơn giản.
– Khuyết điểm: Không chịu nhiệt độ cao, kém bền.
–
Thiết bị cảm biến nhiệtBán Dẫn là những loại cảm biến được chế tạo từ những chất bán dẫn. Có các loại như Diode, Transistor, IC. Nguyên lý của chúng là dựa trên mức độ phân cực của các lớp P-N tuyến tính với nhiệt độ môi trường. Ngày nay với sự phát triển của ngành công nghệ bán dẫn đã cho ra đời rất nhiều loại cảm biến nhiệt với sự tích hợp của nhiều ưu điểm: Độ chính xác cao, chống nhiễu tốt, hoạt động ổn định, mạch điện xử lý đơn giản, rẽ tiền,….
Ta dễ dàng bắt gặp các cảm biến loại này dưới dạng diode ( hình dáng tương tự Pt100), các loại IC như: LM35, LM335, LM45. Nguyên lý của chúng là nhiệt độ thay đổi sẽ cho ra điện áp thay đổi. Điện áp này được phân áp từ một điện áp chuẩn có trong mạch.
IC Cảm biến nhiệt LM35 và cảm biến nhiệt độ dạng Diode
Gần đây có cho ra đời IC cảm biến nhiệt cao cấp, chúng hổ trợ luôn cả chuẩn truyền thông I2C ( DS18B20 ) mở ra một xu hướng mới trong “ thế giới cảm biến”.
[You must be registered and logged in to see this image.]Lưu ý khi sử dụng:
– Vì được chế tạo từ các thành phần bán dẫn nên cảm biến nhiệt Bán Dẫn kém bền, không chịu nhiệt độ cao. Nếu vượt ngưỡng bảo vệ có thể làm hỏng cảm biến.
– Cảm biến bán dẫn mỗi loại chỉ tuyến tính trong một giới hạn nào đó, ngoài dải này cảm biến sẽ mất tác dụng. Hết sức quan tâm đến tầm đo của loại cảm biến này để đạt được sự chính xác.
– Loại cảm biến này kém chịu đựng trong môi trường khắc nghiệt: Ẩm cao, hóa chất có tính ăn mòn, rung sốc va chạm mạnh.
NHIỆT KẾ BỨC XẠ ( còn gọi là hỏa kế- pyrometer )– Cấu tạo: Làm từ mạch điện tử, quang học.
– Nguyên lý: Đo tính chất bức xạ năng lượng của môi trường mang nhiệt.
– Ưu điểm: Dùng trong môi trường khắc nghiệt, không cần tiếp xúc với môi trường đo.
– Khuyết điểm: Độ chính xác không cao, đắt tiền.
– Thường dùng: Làm các thiết bị đo cho lò nung.
– Tầm đo: -54 <1000 D.F.
Thiết bị cảm biến nhiệt
– Nhiệt kế bức xạ (hỏa kế ) là loại
thiết bị cảm biến nhiệt chuyên dụng dùng để đo nhiệt độ của những môi trường mà các cảm biến thông thường không thể tiếp xúc được ( lò nung thép, hóa chất ăn mòn mạnh, khó đặt cảm biến).
– Gồm có các loại: Hỏa kế bức xạ, hỏa kế cường độ sáng, hỏa kế màu sắc. Chúng hoạt động dựa trên nguyên tắc các vật mang nhiệt sẽ có hiện tượng bức xạ năng lượng. Và năng lượng bức xạ sẽ có một bước sóng nhất định. Hỏa kế sẽ thu nhận bước sóng này và phân tích để cho ra nhiệt độ của vật cần đo.
Lưu ý khi sử dụng:
– Tùy theo thông số của nhà sản xuất mà hỏa kế có các tầm đo khác nhau, tuy nhiên đa số hỏa kế đo ở khoảng nhiệt độ cao. Và vì đặc điểm không tiếp xúc trực tiếp với vật cần đo nên mức độ chính xác của hỏa kế không cao, chịu nhiều ảnh hưởng của môi trường xung quanh (góc độ đo, rung tay, ánh sáng môi trường ).
Trên đây là những thông tin về
thiết bị cảm biến nhiệt và ứng dụng, lợi ích của chúng trong cuộc sống. Mong rằng những thông tin chúng tôi cung cấp mang lại những thông tin hữu ích dành cho bạn.
Các bạn có thể xem chi tiết bài viết tại :
[You must be registered and logged in to see this link.] 
Trang Chính 
Calendar
