Hiện nay, khi mà hầu hết sinh vật, các hệ thống vật lí, hoá học,… đều bị ảnh hưởng bới nhiệt độ thì việc đo đạc đại lượng này đang trở nên vô cùng phổ biến. Có nhiều cách khác nhau để đo nhiệt độ, trong đó việc sử dụng cảm biến nhiệt độ là phương pháp tiện lợi và được tin dùng nhất. Vậy cảm biến nhiệt độ là gì? Chúng hoạt động theo nguyên lý nào mà có thể trả về chính xác giá trị nhiệt độ?. Thì bài viết sau đây MTEE sẽ cung cấp cho bạn các thông tin về chúng và những lưu ý khi mua để bạn có thể lựa chọn được cảm biến áp suất phù hợp.

Cảm biến nhiệt độ là gì?

Cảm biến nhiệt độ là thiết bị có công dụng đo lường sự biến đổi về nhiệt độ của các đại lượng cần đo. Khi nhiệt độ phạm vi môi trường cần đo có sự thay đổi thì các cảm biến sẽ đưa ra một tín hiệu và truyền tín hiệu về các bộ đọc sẽ đọc để quy giá trị nhiệt độ ra một con số cụ thể.
Cảm biến nhiệt độ được thiết kế để thực hiện các phép đo nhiệt độ với độ chính xác cao hơn nhiều so với khi thực hiện bằng các loại cặp nhiệt điện hoặc nhiệt kế. Vì thế chúng được ứng dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp đòi hỏi độ chính xác, độ tin cậy cao trong các phép đo như ngành thực phẩm, dược phẩm, hóa chất, ô tô, hàng hải, vật liệu nhựa, …

Cấu tạo cảm biến nhiệt độ

• Bộ phận cảm biến: Đóng vai trò cực kì quan trọng, được đặt bên trong vỏ bảo vệ sau khi đã kết nối với đầu nối và quyết định hoàn toàn đến độ chính xác của các phép đo.
• Dây kết nối: Bộ phận cảm biến có thể có 2, 3 hoặc 4 dây kết nối và chất liệu của dây sẽ phụ thuộc vào điều kiện sử dụng của đầu đo.

• Vỏ bảo vệ: Được làm bằng vật liệu phù hợp với kích thước phù hợp và khi cần thiết có thể bọc thêm vỏ bọc bằng vỏ bổ sung. Nó sẽ đảm nhận nhiệm vụ bảo vệ dây kết nối và bộ phận cảm biến.
• Phụ chất làm đầy: Được làm từ bột alumina mịn đã sấy khô có nhiệm vụ ấp đầy tất cả khoảng trống để bảo vệ cảm biến khỏi các rung động.
• Chất cách điện: Được làm từ gốm, có khả năng ngăn ngừa hiện tượng đoản mạch và cách điện giữa dây kết nối với vỏ bảo vệ.
• Đầu kết nối: Được làm từ gốm nhằm cách điện. Trong bộ phận đầu kết nối này có chứa các bảng mạch cho phép kết nối với điện trở. Trong đó, bộ chuyển đổi 4-20mA khi cần thiết có thể được cài đặt thay cho bảng đầu cuối.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ

Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt là dựa mối quan hệ giữa vật liệu kim loại và nhiệt độ, cụ thể trên sự thay đổi điện trở của kim loại so với sự thay đổi nhiệt độ vượt trội. Khi nhiệt độ là 0 thì điện trở ở mức 100Ω, điện trở của kim loại tăng lên khi nhiệt độ tăng và ngược lại.
Có nghĩa là khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa đầu nóng và đầu lạnh thì sẽ có một sức điện động V được phát sinh tại đầu lạnh. Nhiệt độ ở đầu lạnh phải ổn định và đo được và nó phụ thuộc vào chất liệu. Chính vì vậy mà mới có sự xuất hiện của các loại cặp nhiệt độ và mỗi loại cho ra một sức điện động khác nhau: E, J, K, R, S, T.
Việc tích hợp bộ chuyển đổi tín hiệu giúp nâng cao hiệu suất làm việc của cảm biến nhiệt và giúp cho việc vận hành, lắp đặt được dễ dàng hơn.

Những lưu ý cần biết khi mua cảm biến nhiệt độ

Mức nhiệt cần đo

Giá thành cảm biến

Mức sai số

Kích thước cảm biến

Khoảng cách đo của cảm biến

Chiều dài cảm biến cần đo là bao nhiêu? Có khá nhiều kích thước cho chúng ta lựa chọn như 20mm, 30mm, 40mm, 100mm, 200mm, 300mm, 400mm, …2000mm

Ứng dụng của cảm biến nhiệt độ

Đo nhiệt độ phòng

Đo nhiệt độ trong nước

Ứng dụng trong công nghiệp

• Mỗi loại cảm biến nhiệt sẽ phù hợp với một số lĩnh vực đặc thù, cụ thể như
• Cặp nhiệt điện loại K, T, R, S, B và PT100 được sử dụng trong gia công vật liệu, hoá chất.
• Nhiệt kế điện tử, PT100 được sử dung trong xe hơi.
• Nhiêt kế điện tử, bán dẫn, can nhiệt loại T được sử dụng trong nghiên cứu về nông nghiệp.
• Điện trở oxit kim loại được sử dụng trong nhiệt lạnh.