Phân biệt cảm biến nhiệt độ pt100 và can nhiệt K, S, R, E

Sự khác nhau giữa cảm biến nhiệt độ pt100 và các loại can nhiệt K, S, R, E là gì? Cấu tạo cảm biến nhiệt độ là gì? Cấu tạo can nhiệt là gì? Chúng ta đều biết. Cảm biến nhiệt độ nhiệt điện trở Pt100, Pt1000, Pt500, Pt50 và các loại can nhiệt  K, S, R, E là các dòng cảm biến sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Vậy làm sao phân biệt cảm biến nhiệt độ pt100 và can nhiệt K, S, R, E. Chúng ta cùng tìm hiểu nhé.

Trước tiên chúng ta cùng tìm hiểu khái niệm cảm biến nhiệt độ là gì và can nhiệt là gì

Cảm biến nhiệt độ là gì?

Cảm biến nhiệt độ là một thiết bị đặc thù, một cặp nhiệt điện hoặc RTD (đầu dò nhiệt độ điện trở), sử dụng cho phép đo lường nhiệt độ thông qua một tín hiệu điện. Một cặp nhiệt điện (T / C) được chế tạo từ hai kim loại khác nhau tạo ra điện áp theo tỷ lệ trực tiếp với sự thay đổi nhiệt độ.

Nôm na ta có thể hiểu cảm biến nhiệt độ là một thiết bị đặc thù, thường là RTD (đầu dò nhiệt độ điện trở) hoặc cặp nhiệt điện, thu thập dữ liệu về nhiệt độ từ một nguồn cụ thể và chuyển đổi dữ liệu thành dạng dễ hiểu cho thiết bị hoặc người quan sát. Cảm biến nhiệt độ được sử dụng trong nhiều ứng dụng như điều khiển môi trường hệ thống HVand AC, bộ xử lý thực phẩm, thiết bị y tế, xử lý hóa chất và ô tô dưới hệ thống giám sát và kiểm soát mui xe, v.v.

Các loại cảm biến nhiệt độ

Có nhiều loại cảm biến nhiệt độ khác nhau có khả năng cảm biến tùy thuộc vào phạm vi ứng dụng của chúng. Các loại cảm biến nhiệt độ khác nhau như sau:

• Cặp nhiệt điện
• Đầu dò nhiệt độ điện trở
• Bình giữ nhiệt
• Cảm biến hồng ngoại
• Chất bán dẫn
• Nhiệt kế

Loại cảm biến nhiệt độ phổ biến nhất là nhiệt kế, được sử dụng để đo nhiệt độ của chất rắn, chất lỏng và khí. Nó cũng là một loại cảm biến nhiệt độ phổ biến chủ yếu được sử dụng cho các mục đích phi khoa học vì nó không quá chính xác.

Các loại cảm biến nhiệt độ phổ biến

Phát hiện nhiệt độ là nền tảng cho tất cả các hình thức kiểm soát và bù nhiệt độ tiên tiến . Các mạch phát hiện nhiệt độ tự theo dõi nhiệt độ môi trường. Sau đó, nó có thể thông báo cho hệ thống về nhiệt độ thực tế hoặc, nếu mạch phát hiện thông minh hơn, khi xảy ra sự kiện kiểm soát nhiệt độ. Khi vượt quá ngưỡng nhiệt độ cao cụ thể, hệ thống có thể thực hiện hành động phòng ngừa để hạ nhiệt độ. Một ví dụ về điều này là bật quạt.

Tương tự, mạch phát hiện nhiệt độ có thể đóng vai trò là lõi của chức năng bù nhiệt độ. Hãy xem xét một hệ thống như thiết bị đo chất lỏng. Nhiệt độ, trong trường hợp này, ảnh hưởng trực tiếp đến khối lượng đo. Bằng cách tính đến nhiệt độ, hệ thống có thể bù cho việc thay đổi các yếu tố môi trường, cho phép nó hoạt động đáng tin cậy và nhất quán. Có bốn loại cảm biến nhiệt độ thường được sử dụng:

1. Nhiệt điện trở âm (NTC)

Một nhiệt điện trở là một điện trở nhạy cảm nhiệt thể hiện sự thay đổi lớn, có thể dự đoán và chính xác về điện trở tương quan với sự thay đổi của nhiệt độ. Một nhiệt điện trở NTC cung cấp điện trở rất cao ở nhiệt độ thấp.  Khi nhiệt độ tăng, điện trở giảm nhanh chóng. Bởi vì một nhiệt điện trở NTC có sự thay đổi lớn về điện trở trên mỗi ° C, những thay đổi nhỏ về nhiệt độ được phản ánh rất nhanh và với độ chính xác cao (0,05 đến 1,5 ° C). Do tính chất theo cấp số nhân của nó, đầu ra của một nhiệt điện trở NTC yêu cầu tuyến tính hóa. Phạm vi hoạt động hiệu quả là -50 đến 250 ° C đối với nhiệt điện đóng gói bằng thủy tinh hoặc 150 ° C đối với tiêu chuẩn.

2. Đầu dò nhiệt độ điện trở (RTD)

Một RTD, còn được gọi là nhiệt kế điện trở, đo nhiệt độ bằng cách tương quan điện trở của phần tử RTD với nhiệt độ.  Một RTD bao gồm một bộ phim hoặc, để có độ chính xác cao hơn, một dây được quấn quanh lõi gốm hoặc thủy tinh. Các RTD chính xác nhất được tạo ra bằng bạch kim nhưng RTD chi phí thấp hơn có thể được làm từ niken hoặc đồng. Tuy nhiên, nickle và đồng không ổn định hoặc lặp lại. Bạch kim RTD cung cấp đầu ra khá tuyến tính có độ chính xác cao (0,1 đến 1 ° C) trong khoảng từ -200 đến 600 ° C. Trong khi cung cấp độ chính xác cao nhất, RTD cũng có xu hướng đắt nhất trong các cảm biến nhiệt độ.

3. Cặp nhiệt điện

Loại cảm biến nhiệt độ này bao gồm hai dây kim loại khác nhau được kết nối tại hai điểm. Điện áp khác nhau giữa hai điểm này phản ánh sự thay đổi tỷ lệ theo nhiệt độ. Cặp nhiệt điện là phi tuyến, yêu cầu chuyển đổi khi được sử dụng để kiểm soát và bù nhiệt độ, thường được thực hiện bằng cách sử dụng bảng tra cứu. Độ chính xác thấp , từ 0,5 ° C đến 5 ° C. Tuy nhiên, chúng hoạt động trên phạm vi nhiệt độ rộng nhất , từ -200 ° C đến 1750 ° C.

4. Cảm biến dựa trên chất bán dẫn

Một cảm biến nhiệt độ dựa trên chất bán dẫn được đặt trên các mạch tích hợp (IC). Những cảm biến này thực sự là hai điốt giống hệt nhau với điện áp nhạy cảm với nhiệt độ so với đặc điểm hiện tại có thể được sử dụng để theo dõi sự thay đổi nhiệt độ. Chúng cung cấp phản ứng tuyến tính nhưng có độ chính xác thấp nhất trong các loại cảm biến cơ bản ở 1 ° C đến 5 ° C. Chúng cũng có độ phản hồi chậm nhất (5 giây đến 60 giây) trong phạm vi nhiệt độ hẹp nhất (-70 ° C đến 150 ° C).

Can nhiệt là gì

Can nhiệt hay cặp nhiệt điện là một cảm biến để đo nhiệt độ. Cảm biến này bao gồm hai dây kim loại không giống nhau, được nối ở một đầu và được kết nối với nhiệt kế cặp nhiệt điện hoặc thiết bị có khả năng cặp nhiệt điện khác ở đầu kia. Khi được cấu hình đúng, cặp nhiệt điện có thể cung cấp các phép đo nhiệt độ trong phạm vi nhiệt độ rộng.

Cặp nhiệt điện được biết đến với tính linh hoạt là cam bien nhiet do do đó thường được sử dụng trên nhiều ứng dụng – từ cặp nhiệt điện sử dụng công nghiệp đến cặp nhiệt điện thông thường được tìm thấy trên các tiện ích và thiết bị thông thường. Do phạm vi rộng của các mô hình và thông số kỹ thuật, điều cực kỳ quan trọng là phải hiểu cấu trúc cơ bản của nó, cách thức hoạt động, phạm vi của nó để xác định tốt hơn loại nào là đúng và vật liệu của cặp nhiệt điện cho ứng dụng của bạn.

Về cơ bản cấu tạo cảm biến nhiệt độ hay can nhiệt đều sử dụng 2 loại kim loại khác nhau, chúng có điện trở chênh nhau. Và khi gặp nhiệt độ chúng sẽ giãn nở với một tỷ lệ nhất định. Dựa vào sự giãn nở này chúng ta có thể tính toán được nhiệt độ cần đo.

Cảm biến nhiệt độ pt100

Can nhiệt Pt100 hoặc can nhiet Pt1000 là Platinum RTD (Đầu dò nhiệt độ điện trở) có điện trở 100 ohms ở 0 ° C thay đổi theo nhiệt độ. Chúng thích hợp cho các ứng dụng trong phạm vi nhiệt độ từ -200 ° C đến 600 ° C nhưng thường được sử dụng trong phạm vi -50 ° C đến + 250 ° C. Những cảm biến nhiệt độ pt100 này là đáng tin cậy và có thể cung cấp một mức độ chính xác cao hơn.

Can nhiệt ( Thermocouple ) K, S, E, B, E, J…

Năm 1821, nhà vật lý người Đức Thomas Johann Seebeck đã phát hiện ra các kim loại nối với nhau sẽ giãn nở với mức độ khác nhau theo từng nhiệt độ, đó là sự chênh lệch nhiệt độ giãn nở giữa các khớp, ông quan sát thấy từ trường và gọi đó là từ tính nhiệt.

Can nhiệt Thermocouple có nhiều loại, cấu tạo khác nhau, dải nhiệt độ đo khác nhau và có ứng dụng khác nhau.

Can nhiệt loại K : Type K ( chromel – alumel ) là loại đầu dò nhiệt độ được sử dụng nhiều nhất hiên nay. Can nhiệt kiểu K có độ nhạy nhiệt cao. Dải do nhiệt độ tiêu chuẩn rộng từ -200 …1300 C. Thích hợp dùng trong ngành công nghiệp lò hơi, luyện kim..

Can nhiệt kiểu B : Type B là đầu dò nhiệt độ cấu tạo từ hợp kim bạch kim / rhodium –   (70% Pt / 30% Rh, 94% Pt / 6% Rh, tính theo trọng lượng) phù hợp để sử dụng ở nhiệt độ lên đến 1800 ° C. Dòng loại B thường dùng trong các lò có nhiệt độ cao từ 1300 C trở lên.  Vật liêu bên ngoài của can B thông thường là bằng sứ. 

Can nhiệt loại S : Type S là Cặp nhiệt điện hợp kim bạch kim / rhodium –  (90% Pt / 10% Rh, Pt, tính theo trọng lượng), tương tự như loại R, được sử dụng tới 1600 ° C. Sử dụng trong công nghiệp lò hơi, đúc thép.

Can nhiệt loại C : Type C cặp nhiệt điện hợp kim vonfram / rheni – (95% W / 5% Reifer 74% W / 26% Re, tính theo trọng lượng) nhiệt độ tối đa sẽ được đo bằng cặp nhiệt điện loại c là 2329 ℃.

Các dòng Thermocouple trên là phổ biến hiện nay. Còn nhiều dòng khác như Type E, Type J….ít sử dụng hơn.

Trên đây là kiến thức về cảm biến nhiệt độ Pt 100, 1000, 500 và Thermocouple. Các cảm biến nhiệt độ này thường dùng kèm với màn hình hiển thị, bộ chuyển tín hiệu đầu dò nhiệt độ Pt100 sang Analog hay các bộ điều khiển tín hiệu.

Trên đây là cách phân biệt cảm biến nhiệt độ pt100 và can nhiệt K, S, R, E. Mong rằng sẽ giúp ích nhiều cho bạn.

Xem thêm:

Cách chọn cảm biến nhiệt độ?

Bởi vì một cặp nhiệt điện đo trong phạm vi nhiệt độ rộng và có thể tương đối chắc chắn, cặp nhiệt điện rất thường được sử dụng trong công nghiệp. Các tiêu chí sau được sử dụng trong việc lựa chọn cặp nhiệt điện:
– Phạm vi nhiệt độ – Độ bền hóa học của cặp nhiệt điện hoặc vật liệu vỏ bọc
– Độ mài mòn và độ rung
– Yêu cầu lắp đặt (có thể cần phải tương thích với thiết bị hiện có; lỗ có thể xác định đường kính đầu dò)