Cảm biến nhiệt độ pt100 là gì?
Cảm biến nhiệt độ pt100 hay cảm biến pt100, can nhiệt pt100 là loại cảm biến nhiệt độ được chế tạo từ chất liệu bạch kim, có tính ổn định cao và tuyến tính tốt. Cảm biến nhiệt độ pt100 có thể cảm biến được sự thay đổi của nhiệt độ trong phạm vi từ -200°C ~ 850°C. Can nhiệt pt100 biến động khi nhiệt độ thay đổi; nghĩa là nhiệt độ tăng, điện trở tăng; nhiệt độ giảm, chỉ số điện trở giảm.
Trên thị trường hiện nay, cảm biến nhiệt độ PT100 được Ecozen nhập khẩu sử dụng chất liệu bạch kim đo lường và kiểm soát nhiệt độ chính xác nhất. Với đặc tính vật lý rất tốt của bạch kim, can nhiệt pt100 có thể chống axit và kiềm; không bị ảnh hưởng từ các tác động bên ngoài nên cảm biến PT100 hoạt động ổn định; tuyến tính khá. Vì vậy cảm biến nhiệt độ PT100 được tin dùng và sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp.
Trên thị trường sản phẩm cảm biến nhiệt độ pt100 còn được khách hàng gọi với nhiều tên khác như: cảm biến pt100, can nhiệt pt100, cảm biến đo nhiệt độ pt100, cảm biến nhiệt pt100, đầu dò nhiệt độ pt100, đầu dò nhiệt pt100, dây dò nhiệt pt100, cảm biến nhiệt độ pt100 dạng dây, nhiệt điện trở pt100…
Cấu tạo cảm biến nhiệt độ RTD PT100
Cảm biến nhiệt độ RTD Pt100 được cấu tạo từ 6 phần chính và các thành phần phụ khác để tạo thành can nhiệt pt100.
1. Đầu dò nhiệt
Đầu dò nhiệt của cảm biến là bộ phận đo chính và cũng là quan trọng nhất của thiết bị cảm biến nhiệt độ. Độ nhạy của đầu dò là điểm quan trọng nhất, độ nhạy của đầu dò kém sẽ ảnh hưởng độ thiếu chính xác của cảm biến. Khi kết nối với dây truyền tín hiệu, đầu dò cảm biến sẽ được để ở bên trong ống bảo vệ .
Lưu ý rằng độ nhạy của đầu dò cảm biến chính là thời gian đo của cảm biến, nó không phải là độ chính xác của cảm biến.
2. Dây tín hiệu của cảm biến nhiệt điện trở
Dây tín hiệu của can nhiệt pt100 được gắn với đầu dò cảm biến và ngõ ra các dạng dây như: 2, 3 hoặc 4 dây. Vật liệu của dây tín hiệu cảm biến còn tùy thuộc theo từng loại đầu đò.
3. Chất cách điện bằng gốm
Chất liệu gốm là phần giúp không bị đoản mạch và cách điện với các dây nối từ vỏ bọc bảo vệ.
4. Chất làm đầy
Chất làm đầy của cảm biến gồm bột Alumina khô và được bỏ đầy vào bên trong; không để trống một chỗ nào để bảo vệ cảm biến khi bị rung lắc.
5. Vỏ bảo vệ
Vỏ bảo vệ là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với nguồn nhiệt cần đo. Vỏ bảo vệ được làm từ vật liệu và kích thước đúng tiêu chuẩn để bảo vệ được tất cả các thành phần bên trong. Ngoài ra trong một số trường hợp nhất định, ta nên sử dụng thêm ống bảo vệ bên ngoài.
6. Đầu nối hay còn gọi là đầu củ hành
Đầu củ hành cảm biến thường được chế tạo từ các vật liệu cách điện như: nhựa, nhôm hay gốm. Tùy vào nhu cầu sử dụng mà ta có thể gắn thêm cho nó bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ.
7. Các thành phần phụ khác
Các thành phần phụ khác bao gồm: kết nối cơ khí và lớp sứ cách nhiệt… là một trong số các phần phụ còn lại của của đầu dò nhiệt độ pt100.
Nguyên lý hoạt động cảm biến pt100
Can nhiệt pt100 là điện trở nhiệt Platinum có điện trở thay đổi theo nhiệt độ. Số “100” phía sau pt có ý nghĩa là nó có điện trở 100 ohms ở 0°C và điện trở vào khoảng 138,5 ohms ở 100°C.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ pt100 được mô tả như sau: Khi cảm biến PT100 ở 0ºC, điện trở của cảm biến sẽ là 100 ohms, điện trở tăng khi nhiệt độ tăng. Tuy nhiên, giữa điện trở và nhiệt độ không chỉ là tỷ lệ thuận đơn giản, nó rất là rắc rối và phức tạp hơn nhiều.
Ứng dụng phổ biến của cảm biến nhiệt độ rtd pt100
Với nhiều ưu điểm nổi bật như: dãy đo rộng, độ bền cao, chi phí không quá cao… vì vậy cảm biến nhiệt độ pt100 được sử dụng rất nhiều trong các nhà máy; khu công nghiệp…
Cảm biến nhiệt độ nước nóng lò hơi
Trong các hệ thống lò hơi thường sẽ có chỗ chứa nước nóng; PT100 có vai trò là đo nhiệt độ ở khu vực này và truyền về bộ chuyển đổi hoặc bộ điều khiển để tăng hoặc giảm nhiệt độ khi có sự thay đổi tránh trường hợp áp suất hơi lớn quá gây nổ đường ống.
Cảm biến nhiệt độ phòng sạch
Sử dụng can nhiệt p100 để đo nhiệt độ trong các kho chứa thực phẩm nhằm đảm bảo chất lượng các loại thực phẩm luôn đạt tiêu chuẩn; giúp giảm thiểu hư hỏng với mức giá cho một hệ thống không cao lắm.
Ngoài ra; can nhiệt pt100 còn có thể sử dụng để giám soát nhiệt độ ở các khu vực khác trong nhà máy, xí nghiệp như: khí xả; khí thải; khí nạp…
Các loại cảm biến nhiệt độ pt100:
Trên thị trường hiện nay, can nhiệt pt100 được chia thành các loại như: cảm biến nhiệt độ pt100 2 dây; cảm biến nhiệt độ pt100 3 dây và cảm biến nhiệt độ pt100 4 dây.
1. Cảm biến nhiệt độ pt100 2 dây
Cảm biến nhiệt độ pt100 2 dây hay pt100 2 dây; cảm biến nhiệt độ 2 dây là tên gọi chung của các loại cảm biến nhiệt độ có 2 dây ngõ ra.
Cảm biến nhiệt độ Pt100 đa phần là loại 3 dây nhưng trong một số trường hợp lại sử dụng loại 2 dây. Về hình dáng bên ngoài có thể ta thấy nó giống hoàn toàn với cảm biến nhiệt độ 2 dây can nhiệt loại K; nhưng về bên trong thì khác nhau rất xa. Tín hiệu truyền về của cảm biến nhiệt độ pt100 2 dây là điện trở 100 ohm chứ ko phải tín hiệu mili-voltage.
Cảm biến nhiệt độ pt100 2 dây được thiết kế đơn giản sử dụng loại hai dây dẫn. Nó được sử dụng khi cần đo các ứng dụng mà độ chính xác không cần cao.
Trong loại pt100 2 dây không được cấu tạo bù ở điện trở của dây dẫn tín hiệu nên nó sẽ được nối với bộ chuyển đổi; gây ra sự thiếu chính xác. Vì vậy không nhiều ứng dụng lựa chọn cảm biến hai dây.
2. Cảm biến nhiệt độ pt100 3 dây
Cảm biến nhiệt độ PT100 3 dây hay cảm biến nhiệt độ 3 dây là loại cảm biến nhiệt độ RTD được sử dụng rất nhiều trong công nghiệp. Loại này có nhiều ưu điểm như: độ chính xác tương đối cao; dãy đo rộng từ -80oC ~ 600oC, một số cảm biến nhiệt độ PT100 3 dây có thiết kế đặc biệt để chịu được nhiệt độ từ -200oC ~ 850oC. Tuy nhiên trong các ứng dụng đo nhiệt độ cao người ta thường sử dụng can nhiệt loại K để tăng độ bền của cảm biến.
Các loại cảm biến nhiệt độ PT100 3 dây là dạng đơn có nghĩa là có một đầu dò bên trong sẽ cho ra 3 dây. Ngoài ra trong một số ứng dụng sẽ có loại một cảm biến sẽ có hai đầu dò bên trong với 6 dây; hai loại cảm biến này có thể hoạt động song song và độc lập nhau để đưa về hai vị trí khác nhau.
Cấu tạo can nhiệt pt100 3 dây
Trong cấu tạo 3 dây; bù được thực hiện bằng việc sử dụng dây thứ ba với giả định rằng nó sẽ có điện trở giống như hai dây còn lại; và bù tương tự được áp dụng cho cả ba dây.
Tuy nhiên trên thực tế, sẽ có sự khác nhau giữa L1 và L3 vì khi sản xuất độ dài không đều; kết nối không được chặt; làm cho cứng từ uốn cong và bị ăn mòn thiết bị đầu cuối.
3. Cảm biến nhiệt độ pt100 4 dây
Loại pt100 4 dây là loại phổ biến vì điện trở dây tin hiệu không quan trọng đối với phép đo. Loại này sử dụng nguyên lý đo là cung cấp 1 dòng điện có giá trị khoảng 150 micro amps đi qua hai đầu cảm biến; và điện áp được đo dựa vào hai dây khác bằng vôn kế có điện trở và độ phân giải cao.
Cảm biến nhiệt độ 4 dây có giá thành cao hơn với loại 2 và 3 dây. Cảm biến nhiệt độ 4 dây chỉ thích hợp cho các ứng dụng có độ chính xác gần như tuyệt đối; vì cảm biến nhiệt độ 3 dây tuy có giá thấp hơn cảm biến nhiệt độ Pt100 4 dây nhưng có độ chính xác tương đối cao, đủ đáp ứng nhu cầu cho hầu hết các các ứng dụng.
So sánh pt100 2 dây, pt100 3 dây, pt100 4 dây
Cảm biến pt100 2 dây được áp dụng cho khoảng cách ngắn; cảm biến nhiệt độ PT100 3 dây được sử dụng để đo nhiệt độ ở khoảng cách trung bình, đòi hỏi độ chính xác cao; cảm biến nhiệt độ PT100 4 dây dành cho khoảng cách xa.
Ưu điểm của cảm biến nhiệt độ PT100 3 dây so với cảm biến nhiệt độ PT100 2 dây là nó có thể bù cho điện trở suất và chống nhiễu tốt. Cảm biến nhiệt độ PT100 2 dây và 4 dây có thể loại bỏ các tác động của điện trở dây dẫn. Cảm biến nhiệt độ PT100 4 dây thì sẽ có 2 dây để đo và 2 dây để bù. Ngoài ra, khi chọn cảm biến RTD còn phải tùy vào nhu cầu sử dụng; nếu cần độ chính xác cao thì dùng loại cảm biến nhiệt độ 3 dây là phù hợp nhất.
Ngoài ra, trên thị trường còn có cảm biến nhiệt độ pt1000:
Cảm biến nhiệt độ pt1000 là loại cảm biến có điện trở biến thiên rộng hơn loại pt100; khi nhiệt độ thay đổi thì điện trở cũng sẽ thay đổi từ 0-1000 ohm; nhiệt độ 0oC thì điện trở là 1000 ohm.
Sự khác biệt giữa cảm biến Pt100 và Pt1000
Trong số các cảm biến RTD; loại Pt100 và Pt1000 là phổ biến nhất. Cảm biến rtd pt100 có điện trở là 100Ω tại điểm bằng (0oC), còn cảm biến Pt1000 có điện trở là 1.000Ω ở 0oC . Độ tuyến tính, phạm vi nhiệt độ hoạt động và thời gian đáp ứng là như nhau cho cả hai. Hệ số nhiệt độ của điện trở cũng như vậy.
Vì điện trở là khác nhau nên số đọc của cảm biến Pt1000 luôn cao hơn khoảng 10 lần so với của can nhiệt Pt100. Sự khác nhau sẽ rõ ràng hơn khi so sánh giữa các loại 2 dây, khi đó lỗi đo lường chì được sử dụng. Ví dụ sai số của cảm biến đo nhiệt độ Pt100 là + 1,0°C thì của cảm biến nhiệt độ Pt1000 là + 0,1°C.
Khi nào chọn cảm biến nhiệt độ Pt1000?
Vì sao có một số ứng dụng sẽ chọn cảm biến Pt1000 để sử dụng? Sau đây là trường hợp mà loại điện trở lớn hơn sẽ có lợi thế rõ ràng:
Cảm biến Pt100 2 dây khi được dùng với dây dẫn dài hơn; số dây càng ít và càng dài sẽ gây ra sự thiếu chính xác vì sẽ có nhiều điện trở được thêm vào. Cảm biến điện trở lớn hơn sẽ được bù cho những lỗi được thêm vào này.
Trên thực tế loại cảm biến nhiệt độ Pt100 thường được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng; còn loại cảm biến nhiệt độ Pt1000 chỉ sử dụng trong các ứng dụng như: làm lạnh; sưởi ấm; thông gió; ô tô và chế tạo máy.
Ecozen còn cung cấp thiết bị phụ kiện hỗ trợ Can nhiệt PT100 như:
Bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ
Có thể bạn sẽ quan tâm: Cảm biến độ ẩm