Cảm biến nhiệt độ là gì? Nguyên lý và ứng dụng
Ngày đăng: 17-10-2019 16:30:00
0 Bình luận
1, Cảm biến nhiệt độ là gì?
Cảm biến nhiệt độ là thiết bị chuyên dụng được thiết kế dùng để đo sự biến đổi về nhiệt độ của các đại lượng cần đo.
Cảm biến nhiệt thường có cấu tạo gồm 2 dây kim loại khác nhau được gắn chung vào một đầu gọi là đầu nóng (đầu đo) và đầu lạnh (đầu chuẩn). Khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai đầu thì sẽ phát sinh ra một nhiệt điện động tại đầu lạnh. Vì thế cần phải kiểm soát nhiệt độ đầu lạnh (tùy thuộc vào loại chất liệu).
Các phép đo nhiệt độ phải được thực hiện với cảm biến nhiệt có độ chính xác cao và đáng tin cậy hơn nhiều so với các phép đo được thực hiện bởi các loại cặp nhiệt điện hoặc nhiệt kế khác.
2, Phân loại dây cảm biến nhiệt độ
Dây cảm biến nhiệt độ hiện nay phổ biến 3 loại sau:
- Cảm biến nhiệt độ 2 dây
- Cảm biến nhiệt độ 3 dây
- Cảm biến nhiệt độ 4 dây
3, Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ
Bộ phận cảm biến: đây là bộ phận quan trọng nhất của khả năng chịu nhiệt. Một bộ phận cảm biến kém chất lượng sẽ gây nguy hiểm, ảnh hưởng cho hoạt động của toàn bộ thiết bị. Sau khi được kết nối với đầu nối, nó được đặt vào bên trong vỏ bảo vệ.
Dây kết nối: có nhiệm vụ kết nối của bộ phận cảm biến, có thể thực hiện bằng cách sử dụng 2, 3 hoặc 4 dây; vật liệu dây là gì thì phụ thuộc vào điều kiện sử dụng đầu dò.
Chất cách điện gốm: giúp ngăn ngừa đoản mạch và có tác dụng cách điện các dây kết nối khỏi vỏ bảo vệ.
Phụ chất làm đầy: bao gồm bột alumina cực kỳ mịn, sấy khô giúp lấp đầy các khoảng trống để bảo vệ cảm biến khỏi các rung lắc từ bên ngoài.
Vỏ bảo vệ: có nhiệm vụ bảo vệ các bộ phận cảm biến, các dây kết nối. Trong một số điều kiện nhất định nên tiến hành bọc thêm vỏ bọc bằng vỏ bổ sung (thermowell).
Đầu kết nối: thường được làm bằng vật liệu cách điện (gốm) cho phép kết nối điện của điện trở. Tùy thuộc vào kết cấu sử dụng của vỏ chống cháy nổ mà có thể được sử dụng. Bộ chuyển đổi 4-20 mA có thể được cài đặt thay thế cho bảng đầu cuối.
4, Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ
Đo nhiệt độ bằng cảm biến nhiệt được thực hiện khá đơn giản so với việc sử dụng các loại đo nhiệt độ khác. Tuy nhiên, cũng cần thực hiện một số bước nhất định để khắc phục mọi lỗi khi phát hiện.
Có ba nguyên nhân chính thường gây ra lỗi trong các phép đo nhiệt độ:
- Do quá nhiệt của phần tử cảm biến
- Do cách điện kém của thiết bị cảm biến
- Do phần tử cảm biến không được nhúng ở độ sâu nhất định.
Bộ phận cảm biến sẽ tự nóng lên trong quá trình đo khi nó bị cắt ngang bởi dòng điện quá cao, do hiệu ứng Joule giúp làm tăng nhiệt độ của phần tử.
Sự tăng nhiệt độ phụ thuộc vào: loại yếu tố chính được sử dụng và điều kiện đo. Ở cùng một nhiệt độ nhất định, cùng độ bền, nhiệt sẽ nóng lên ít hơn nếu được đặt trong nước. Điều này do nước có hệ số phân tán cao hơn không khí.
Điện trở cách điện có thể xem như một điện trở đặt song song với các phần tử cảm biến. Do đó, ở nhiệt độ không đổi, nếu cách điện giảm đi thì điện áp đo được trên phần tử cảm biến sẽ giảm, do đó sẽ tạo ra lỗi trong phép đo.
Điện trở cách điện có thể sẽ giảm khi đầu dò sử dụng ở nhiệt độ quá cao, rung động mạnh hoặc ảnh hưởng của tác nhân vật lý hoặc hóa học.
Độ sâu ngâm của bộ phận cảm biến đóng vai trò cực kỳ quan trọng đối với các phép đo. Nếu độ sâu không đủ, có thể sẽ gây ra sai số trong phép đo lên tới vài độ ° C.
Do thực tế vỏ bọc thường là kim loại, bộ phận cảm biến sẽ phân tán nhiệt theo tỷ lệ chênh lệch nhiệt độ giữa vùng nóng và vùng lạnh. Nên độ sâu ngâm cần phải đủ để bộ phận cảm biến bên trong vỏ bọc không phải chịu sự chênh lệch nhiệt này.
5, Ứng dụng của cảm biến nhiệt độ
Thiết bị cảm biến nhiệt được thiết kế dành riêng cho các ngành công nghiệp thực phẩm, hóa chất, dược phẩm, ô tô, hàng hải và vật liệu nhựa, cũng như tất cả các ngành yêu cầu độ chính xác, độ tin cậy cao trong các phép đo.
Hợp Long địa chỉ uy tín, số 1 Việt Nam phân phối thiết bị tự động hóa, thiết bị điện công nghiệp chính hãng. Nhận lắp đặt, thiết kế tủ điện, đưa ra các giải pháp tự động hóa hữu hiệu cho các đơn vị. Chúng tôi có trụ sở, chi nhánh ở tất cả các thành phố lớn: Hà Nội, TP HCM, Hải Phòng, Cần Thơ, Đà Nẵng ...... sẵn sàng phục vụ 24/7 ngay khi quý khách có nhu cầu.
Xem ngay:
Để lại bình luận của bạn