CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ Tiểu luận tính chất và công nghệ vật liệu

CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ
Trước tiên, cảm biến là gì:
Cảm biến là thiết bị dùng để
đo, đếm, cảm nhận,…các đại
lượng vật lý không điện thành
các tín hiệu điện.


NHIệT Độ Từ MÔI TRƯờNG Sẽ ĐƯợC CảM
BIếN HấP THU, 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”.

Một nguyên tắc đặt ra là:
Tăng cường trao đổi
nhiệt giữa cảm biến và
môi trường cần đo


PHÂN LOẠI CẢM BIẾN NHIỆT.
- CặP NHIệT ĐIệN
( THERMOCOUPLE ).
- NHIệT ĐIệN TRở ( RTDRESITANCE TEMPERATURE
DETECTOR ).
- THERMISTOR.
- BÁN DẫN ( DIODE, IC ,….).
- NGOÀI RA CÒN CÓ LOạI ĐO

NHIệT KHÔNG TIếP XÚC ( HỏA KếPYROMETER ). DÙNG HồNG


1. 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.
- Khuyết điểm: Nhiều yếu tố ảnh hưởng làm sai số. Độ nhạy không
cao.
- Thường dùng: Lò nhiệt, môi trường khắt nghiệt, đo nhiệt nhớt máy
nén,…
- Tầm đo: -100 D.C <1400 D.C




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.


2. NHIỆT ĐIỆN TRỞ RTD.


- 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.
- Khuyết điểm: Nhiều yếu tố ảnh hưởng làm sai số. Độ
nhạy không cao.
- Thường dùng: Lò nhiệt, môi trường khắt nghiệt, đo
nhiệt nhớt máy nén,…
- Tầm đo: -100 D.C <1400 D.C


RTD thường có loại 2 dây, 3 dây và 4 dây.
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.
Vì là biến thiên điện trở nên không quan tâm đến chiều đấu dây.

3. THERMISTOR


- Cấu tạo: Làm từ hổn hợp các oxid kim loại: mangan,
nickel, cobalt,…
- Nguyên lý: Thay đổi điện trở khi nhiệt độ thay đổi.
- Ưu điểm: Bền, rẽ tiền, dễ chế tạo.
- Khuyết điểm: Dãy tuyến tính hẹp.
- Thường dùng: Làm các chức năng bảo vệ, ép vào cuộn
dây động cơ, mạch điện tử.
- Tầm đo: 50 <150 D.C.


LƯU Ý KHI Sử DụNG:
- TÙY VÀO NHIệT Độ MÔI TRƯờNG NÀO MÀ CHọN
THERMISTOR CHO THÍCH HợP, LƯU Ý HAI LOạI
PTC VÀ NTC ( GọI NÔM NA LÀ THƯờNG ĐÓNG/
THƯờNG Hở ) CÓ THể TEST Dễ DÀNG VớI ĐồNG Hồ
VOM.
- NÊN ÉP CHặT VÀO Bề MặT CầN ĐO.
- TRÁNH LÀM HỏNG Vỏ BảO Vệ.
- VÌ BIếN THIÊN ĐIệN TRở NÊN KHÔNG QUAN
TÂM CHIềU ĐấU DÂY.
 


4. 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.
- THƯờNG DÙNG: ĐO NHIệT Độ KHÔNG KHÍ,
DÙNG TRONG CÁC THIếT Bị ĐO, BảO Vệ CÁC
MạCH ĐIệN Tử.
- TầM ĐO: -50 <150 D.C.


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.

IC cảm biến nhiệt LM35

Cảm biến nhiệt dạng Diode


5. NHIỆT KẾ BỨC XẠ ( CÒN GọI LÀ HỏA KếPYROMETER ).


- 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.


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 ).