Tổng quan về cảm biến nhiệt độ chi tiết nhất

Nhiệt độ là một trong những đại lượng vật lý cơ bản và được đo lường nhiều nhất trong cả đời sống dân dụng lẫn các quy trình công nghiệp. Từ việc điều khiển hệ thống điều hòa không khí trong một tòa nhà văn phòng, đảm bảo an toàn cho lò hơi công nghiệp, đến việc duy trì chất lượng vắc-xin trong kho lạnh, việc đo lường và kiểm soát nhiệt độ chính xác là yêu cầu thiết yếu. Để thực hiện điều này, Cảm biến nhiệt độ đã trở thành một thiết bị không thể thiếu. Chúng là cơ quan cảm nhận ban đầu, cung cấp dữ liệu đầu vào cho mọi hệ thống điều khiển và giám sát, giúp các quy trình vận hành an toàn, hiệu quả và tiết kiệm năng lượng. Bài viết này sẽ cung cấp một cái nhìn tổng quan và chi tiết nhất về thiết bị quan trọng này.

Giới thiệu về cảm biến nhiệt độ

Cảm biến nhiệt độ là gì?

Cảm biến nhiệt độ (Temperature Sensor) là một thiết bị điện tử được thiết kế để đo lường mức độ nóng hoặc lạnh của một vật thể hoặc môi trường. Chức năng cốt lõi của nó là chuyển đổi đại lượng vật lý (nhiệt độ) thành một tín hiệu điện có thể định lượng, đọc hiểu và xử lý được bởi các thiết bị điều khiển hoặc hiển thị khác.

Tín hiệu điện này có thể ở nhiều dạng khác nhau:

• Sự thay đổi về điện trở (như RTD, Thermistor).
• Sự thay đổi về điện áp (như Thermocouple).
• Tín hiệu dòng điện tiêu chuẩn (như 4-20mA).
• Tín hiệu điện áp tiêu chuẩn (như 0-10VDC).
• Tín hiệu số (như RS485 Modbus).

Cảm biến nhiệt độ là thành phần đầu vào cơ bản cho các bộ điều nhiệt (thermostat), hệ thống điều khiển PLC, hệ thống quản lý tòa nhà (BMS), và vô số ứng dụng đo lường khác.

Xem thêm: Cách hiệu chuẩn cảm biến nhiệt độ để đảm bảo độ chính xác

Nguyên lí hoạt động của cảm biến nhiệt độ

Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ dựa trên sự thay đổi đặc tính vật lý của vật liệu khi nhiệt độ thay đổi. Mỗi loại cảm biến sử dụng một nguyên lý riêng biệt:

Nguyên lý điện trở (Resistive)

Đây là nguyên lý phổ biến nhất, được sử dụng trong Cảm biến nhiệt điện trở (RTD) và Thermistor.

• RTD (ví dụ: Pt100, Pt1000): Hoạt động dựa trên đặc tính của kim loại (thường là Platin – Bạch kim) có điện trở tăng lên một cách tuyến tính và chính xác khi nhiệt độ tăng.
• Thermistor (ví dụ: NTC 10K): Hoạt động dựa trên đặc tính của vật liệu bán dẫn (oxit kim loại) có điện trở thay đổi rất mạnh khi nhiệt độ thay đổi. Loại NTC (Negative Temperature Coefficient) có điện trở giảm khi nhiệt độ tăng.

Nguyên lý nhiệt điện (Thermoelectric – Hiệu ứng Seebeck)

Đây là nguyên lý của Cặp nhiệt điện (Thermocouple).

• Khi hai dây dẫn làm từ hai vật liệu kim loại khác nhau được hàn nối tại một đầu (đầu nóng), và có sự chênh lệch nhiệt độ giữa đầu nóng này và hai đầu còn lại (đầu lạnh), một sức điện động (điện áp) rất nhỏ sẽ được sinh ra.
• Giá trị điện áp này tỷ lệ thuận với sự chênh lệch nhiệt độ giữa đầu nóng và đầu lạnh, cho phép suy ra nhiệt độ tại đầu nóng.

Nguyên lý bán dẫn (Semiconductor)

Các cảm biến nhiệt độ dạng vi mạch (IC) hoạt động dựa trên sự thay đổi đặc tính của các mối nối P-N bán dẫn (như diode, transistor) theo nhiệt độ. Chúng thường có ngõ ra tuyến tính (volt hoặc dòng) hoặc ngõ ra số trực tiếp.

Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ

Một cảm biến nhiệt độ công nghiệp hoặc HVAC hoàn chỉnh không chỉ có bộ phận cảm biến, mà bao gồm nhiều thành phần để đảm bảo độ bền và độ chính xác trong môi trường thực tế.

Bộ phận cảm biến

Đây là phần tử cốt lõi thực hiện việc đo lường (ví dụ: một chip Pt100, một hạt NTC, hoặc mối hàn của cặp nhiệt điện). Nó có kích thước rất nhỏ và rất nhạy cảm với môi trường.

Dây dẫn kết nối

Là các dây dẫn điện bên trong, kết nối từ bộ phận cảm biến đến đầu kết nối bên ngoài. Đối với RTD Pt100, số lượng dây (2, 3, hoặc 4 dây) ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo (loại 3 dây và 4 dây giúp bù trừ điện trở của dây dẫn). Đối với Thermocouple, đây là các dây bù nhiệt chuyên dụng.

Vật liệu cách điện gốm

Bên trong lớp vỏ bảo vệ, các dây dẫn thường được luồn qua các hạt gốm (ceramic beads) hoặc bột gốm nén (như Magnesium Oxide – MgO) để cách điện tuyệt đối giữa các dây dẫn với nhau và với lớp vỏ kim loại, đồng thời giúp truyền nhiệt tốt từ vỏ vào bộ phận cảm biến.

Chất làm đầy

Bột gốm oxit magiê (MgO) thường được sử dụng làm chất làm đầy. Nó được nén chặt vào bên trong vỏ bảo vệ, bao bọc lấy bộ phận cảm biến và dây dẫn. Chất làm đầy này có hai mục đích: (1) Cách điện tuyệt đối và (2) Dẫn nhiệt nhanh chóng từ vỏ vào cảm biến, giúp cảm biến phản ứng nhanh với sự thay đổi nhiệt độ.

Lớp vỏ bảo vệ

Đây là lớp vỏ kim loại bên ngoài (thường làm bằng Thép không gỉ 304 hoặc 316L) dùng để bảo vệ bộ phận cảm biến khỏi các tác động cơ học, độ ẩm, hóa chất và môi trường khắc nghiệt. Kiểu dáng của vỏ bảo vệ rất đa dạng:

• Dạng que thẳng (thường gọi là đầu dò hay can nhiệt).
• Dạng kẹp ống (cho cảm biến HVAC kẹp ống nước).
• Dạng vỏ có lỗ thông khí (cho cảm biến phòng, cảm biến ống gió).
• Dạng ren vặn (để lắp vào đường ống, bồn chứa).

Đầu kết nối

Là bộ phận đầu cuối của cảm biến, nơi các dây dẫn bên trong được đưa ra ngoài.

• Dạng củ hành (Terminal Head): Một hộp đấu dây lớn (thường bằng nhôm đúc hoặc nhựa), bên trong có cầu đấu (terminal block) để người dùng kết nối dây tín hiệu.
• Dạng dây chờ (Flying Leads): Các dây dẫn được để chờ sẵn với một độ dài nhất định.
• Dạng giắc cắm (Connector): Sử dụng các giắc cắm tiêu chuẩn (M12, DIN…) để kết nối nhanh.

Phân loại các loại cảm biến nhiệt độ

Trong lĩnh vực đo lường công nghiệp và tự động hóa, cảm biến nhiệt độ được phân loại dựa trên nguyên lý hoạt động, vật liệu cấu tạo và dải đo. Mỗi loại có những đặc điểm riêng biệt, phù hợp với các dải nhiệt độ và môi trường ứng dụng khác nhau. Hai nhóm cảm biến nhiệt độ tiếp xúc phổ biến và quan trọng nhất là Cảm biến nhiệt điện trở (RTD) và Cặp nhiệt điện (Thermocouple).

Cảm biến nhiệt điện trở (RTD – Resistance Temperature Detectors)

Đây là loại cảm biến hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản: điện trở của một vật liệu kim loại tinh khiết sẽ thay đổi một cách có thể dự đoán được khi nhiệt độ của nó thay đổi. Khi nhiệt độ tăng, điện trở của kim loại cũng tăng theo một mối quan hệ gần như tuyến tính và rất ổn định.

Vật liệu được sử dụng phổ biến nhất cho RTD là Platin (Bạch kim) do độ ổn định hóa học cao, tính tuyến tính vượt trội và dải đo rộng. Hai loại RTD tiêu chuẩn công nghiệp phổ biến nhất là Pt100 và Pt1000:

• Pt100: Có điện trở danh định là 100 Ohm tại 0°C. Đây là loại cực kỳ phổ biến trong các ứng dụng công nghiệp, thường sử dụng kết nối 3 dây hoặc 4 dây để bù trừ sai số do điện trở của dây dẫn, đảm bảo độ chính xác cao.
• Pt1000: Có điện trở danh định là 1000 Ohm tại 0°C. Loại này ngày càng được ưa chuộng trong các ứng dụng HVAC và Tự động hóa Tòa nhà (BMS). Do có điện trở cơ bản cao, ảnh hưởng của điện trở dây dẫn lên phép đo ít hơn đáng kể, cho phép sử dụng kết nối 2 dây đơn giản mà vẫn giữ được độ chính xác tốt trong khoảng cách vừa phải.

RTD nói chung được biết đến với độ chính xác cao, độ lặp lại và độ ổn định lâu dài tuyệt vời. Chúng là lựa chọn hàng đầu cho các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao trong dải nhiệt độ từ -200°C đến khoảng +600°C (một số loại đặc biệt có thể lên đến +850°C).

Cặp nhiệt điện (Thermocouple – Can nhiệt)

Cặp nhiệt điện là loại cảm biến hoạt động dựa trên hiệu ứng nhiệt điện (Hiệu ứng Seebeck). Nguyên lý cơ bản là khi hai dây dẫn làm từ hai vật liệu kim loại khác nhau được hàn dính lại với nhau ở một đầu (gọi là đầu nóng hay điểm đo), và có sự chênh lệch nhiệt độ giữa đầu nóng này và hai đầu còn lại (gọi là đầu lạnh hay điểm tham chiếu), một sức điện động (điện áp, tính bằng milivolt – mV) rất nhỏ sẽ được sinh ra.

Giá trị điện áp này tỷ lệ thuận với sự chênh lệch nhiệt độ giữa đầu nóng và đầu lạnh. Các bộ điều khiển hoặc bộ chuyển đổi tín hiệu sẽ đo điện áp này và tính toán ra nhiệt độ tại đầu nóng.

Ưu điểm lớn nhất của cặp nhiệt điện là dải đo nhiệt độ cực kỳ rộng (từ nhiệt độ âm sâu đến hơn 2000°C), độ bền cơ học cao, chịu rung động tốt, thời gian đáp ứng nhanh và chi phí thấp. Chúng được phân loại thành nhiều “Loại” (Type) khác nhau dựa trên các cặp hợp kim sử dụng, mỗi loại có một dải đo và đặc tính riêng:

Thermocouple type K – (Can nhiệt K)

• Cấu tạo: Bao gồm dây dương làm từ hợp kim Chromel (Nickel-Chromium) và dây âm làm từ hợp kim Alumel (Nickel-Alumel).
• Đặc điểm: Đây là loại can nhiệt phổ biến và đa dụng nhất trong công nghiệp. Nó có dải đo rất rộng, thường từ -200°C đến +1250°C (có thể lên tới 1300°C). Loại K có độ bền tốt trong môi trường oxy hóa và giá thành hợp lý, khiến nó trở thành lựa chọn mặc định cho nhiều ứng dụng công nghiệp thông thường.

Thermocouple type J – (Can nhiệt J)

• Cấu tạo: Bao gồm dây dương làm từ Sắt (Iron) và dây âm làm từ Constantan (Đồng-Nickel).
• Đặc điểm: Cũng là một loại rất phổ biến, giá rẻ, nhưng có dải đo hẹp hơn loại K, thường từ 0°C đến +750°C. Nhược điểm chính của nó là dây Sắt dễ bị oxy hóa (rỉ sét) ở nhiệt độ cao hoặc trong môi trường có độ ẩm, làm ảnh hưởng đến độ chính xác và tuổi thọ. Nó thường được ưu tiên sử dụng trong môi trường chân không hoặc môi trường khử.

Thermocouple type N – Cảm biến can nhiệt N

• Cấu tạo: Bao gồm dây dương làm từ hợp kim Nicrosil (Nickel-Chromium-Silicon) và dây âm làm từ Nisil (Nickel-Silicon-Magnesium).
• Đặc điểm: Loại N được phát triển để khắc phục một số nhược điểm của loại K. Nó có độ ổn định nhiệt điện cao hơn và khả năng chống oxy hóa tốt hơn loại K ở nhiệt độ cao (trên 1000°C). Dải đo của nó tương tự loại K, lên đến khoảng 1280°C.

Cảm biến đo lường nhiệt độ loại E

• Cấu tạo: Bao gồm dây dương làm từ Chromel và dây âm làm từ Constantan.
• Đặc điểm: Đặc điểm nổi bật nhất của loại E là nó có độ nhạy cao nhất (sức điện động sinh ra trên mỗi độ C là lớn nhất) trong số các loại can nhiệt phổ biến. Điều này làm cho nó phù hợp với các ứng dụng đo nhiệt độ thấp và các ứng dụng cần độ phân giải tín hiệu cao. Dải đo thường từ -250°C đến +900°C.

Cảm biến can nhiệt S – Thermocouple type S

• Cấu tạo: Thuộc nhóm can nhiệt kim loại quý, bao gồm dây dương làm từ Platin-10% Rhodium và dây âm làm từ Platin tinh khiết.
• Đặc điểm: Loại S có độ chính xác và độ ổn định rất cao ngay cả ở nhiệt độ khắc nghiệt. Dải đo liên tục của nó lên đến khoảng 1450°C. Do độ ổn định vượt trội, nó thường được sử dụng làm tiêu chuẩn để hiệu chuẩn các loại can nhiệt khác.
• Ứng dụng: Thường dùng trong các ứng dụng nhiệt độ rất cao và đòi hỏi độ chính xác như lò luyện thủy tinh, sản xuất bán dẫn, lò gốm sứ và phòng thí nghiệm. Chi phí rất cao do sử dụng Platin và Rhodium.

Cặp nhiệt điện loại R – Thermocouple type R

• Cấu tạo: Tương tự loại S, bao gồm dây dương làm từ Platin-13% Rhodium và dây âm làm từ Platin tinh khiết.
• Đặc điểm: Có các đặc tính rất giống với loại S (độ chính xác, độ ổn định cao, dải đo cao). Loại R tạo ra sức điện động (mV) cao hơn một chút so với loại S và có độ ổn định tốt hơn một chút ở dải nhiệt độ cao nhất. Dải đo liên tục lên đến khoảng 1480°C.
• Ứng dụng: Tương tự như loại S (lò luyện thép, thủy tinh…), thường được ưu tiên trong một số ngành công nghiệp cụ thể. Chi phí cũng rất cao.

Can nhiệt B – Thermocouple type B

• Cấu tạo: Sử dụng cả hai dây đều là hợp kim Platin-Rhodium (dây dương: Platin-30% Rhodium, dây âm: Platin-6% Rhodium).
• Đặc điểm: Đây là loại can nhiệt được thiết kế cho dải nhiệt độ cao nhất trong các loại phổ biến, có thể đo liên tục lên đến 1700°C (và chịu được tới 1800°C trong thời gian ngắn). Một đặc điểm độc đáo là nó có tín hiệu đầu ra rất thấp ở nhiệt độ phòng, do đó ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ đầu lạnh và đôi khi không cần dây bù nhiệt đặc biệt trong một số trường hợp.
• Ứng dụng: Chỉ dùng cho các ứng dụng nhiệt độ cực cao như lò luyện thép, lò nung công nghiệp nặng, lò đúc kim loại.

Một số loại cảm biến nhiệt độ khác

Ngoài hai nhóm chính trên, còn có các loại cảm biến khác với ứng dụng riêng biệt:

Điện trở oxit kim loại (Thermistor)

Còn gọi là nhiệt điện trở. Phổ biến nhất là loại NTC (Negative Temperature Coefficient), có điện trở giảm mạnh khi nhiệt độ tăng.

• Đặc điểm: Độ nhạy rất cao (thay đổi điện trở rất lớn chỉ với 1°C thay đổi), phản ứng nhanh, giá thành rất rẻ. Tuy nhiên, tính tuyến tính không cao (cần mạch bù) và dải đo hẹp (thường -50°C đến +150°C).
• Ứng dụng: Cực kỳ phổ biến trong các ứng dụng dân dụng, HVAC, điện tử. Các loại NTC 10K, NTC 20K, NTC 1.8K là chuẩn đầu vào cho rất nhiều bộ điều khiển điều hòa không khí, Chiller.

Cảm biến đo nhiệt độ bán dẫn (Cảm biến nhiệt số)

Đây là các vi mạch (IC) được thiết kế để đo nhiệt độ.

• Đặc điểm: Kích thước siêu nhỏ, giá rẻ. Ngõ ra có thể là analog tuyến tính (như LM35) hoặc ngõ ra số trực tiếp (như DS18B20).
• Ứng dụng: Chủ yếu dùng trong các bo mạch điện tử, thiết bị dân dụng, máy tính.

Cảm biến nhiệt kế bức xạ (Pyrometer – hỏa kế)

Còn gọi là súng đo nhiệt độ hồng ngoại hoặc camera nhiệt.

• Đặc điểm: Đây là loại cảm biến đo không tiếp xúc. Nó đo bức xạ hồng ngoại (nhiệt) mà vật thể phát ra để suy ra nhiệt độ bề mặt.
• Ứng dụng: Dùng để đo nhiệt độ của các vật thể ở rất xa, vật thể đang di chuyển (băng tải), vật thể trong môi trường khắc nghiệt (lò nung, kim loại nóng chảy), hoặc các vật thể không thể chạm vào (thực phẩm, bề mặt vô trùng).

Xem thêm: Lỗi thường gặp ở cảm biến nhiệt độ và cách khắc phục

Các ứng dụng của cảm biến nhiệt độ

Nhiệt độ là đại lượng được đo lường nhiều nhất, vì vậy cảm biến nhiệt độ có mặt ở khắp mọi nơi.

Ứng dụng trong hệ thống HVAC (Điều hòa không khí và thông gió)

Đây là lĩnh vực ứng dụng cực kỳ rộng lớn của các cảm biến RTD (Pt1000) và Thermistor (NTC 10K).

• Cảm biến nhiệt độ phòng (Room Sensor): Đo nhiệt độ không khí trong phòng làm tín hiệu phản hồi cho bộ điều khiển (thermostat) để điều khiển máy lạnh, FCU.
• Cảm biến nhiệt độ ống gió (Duct Sensor): Đo nhiệt độ không khí cấp (Supply Air) hoặc không khí hồi (Return Air) trong hệ thống AHU, để điều khiển van nước lạnh (CHW valve), van nước nóng hoặc điện trở sưởi.
• Cảm biến nhiệt độ ngoài trời (Outdoor Sensor): Đo nhiệt độ bên ngoài tòa nhà, giúp hệ thống BMS tính toán và tối ưu hóa việc lấy gió tươi, tiết kiệm năng lượng.
• Cảm biến nhiệt độ kẹp ống (Pipe Sensor): Kẹp trực tiếp lên đường ống nước lạnh hoặc nước nóng để đo nhiệt độ nước, giám sát hiệu suất của Chiller, Boiler.
• Cảm biến nhiệt độ ngâm (Immersion Sensor): Đầu dò được nhúng trực tiếp vào đường ống nước (thông qua một giếng nhiệt – thermowell) để đo nhiệt độ nước một cách chính xác nhất.

Ứng dụng trong kho lạnh và bảo quản thực phẩm

Duy trì nhiệt độ ổn định là yêu cầu sống còn. Cảm biến nhiệt độ (thường là RTD Pt100/Pt1000) được lắp đặt trong các kho đông (Freezer, -18°C đến -25°C) và kho mát (Chiller, 2°C đến 8°C) để giám sát và điều khiển máy nén lạnh. Chúng đảm bảo thực phẩm, dược phẩm, vắc-xin được bảo quản đúng tiêu chuẩn GSP/HACCP.

Ứng dụng trong sản xuất công nghiệp

Đây là lĩnh vực của các cảm biến công nghiệp nặng như Cặp nhiệt điện (Thermocouple các loại K, J, S, R, B) và RTD (Pt100).

• Lò nung, lò hơi: Đo nhiệt độ bên trong lò (có thể lên đến 1700°C), yêu cầu các can nhiệt loại S, R, B với vỏ bảo vệ bằng gốm sứ.
• Máy ép nhựa: Đo nhiệt độ khuôn ép, nhiệt độ trục vít.
• Nhà máy hóa chất, lọc dầu: Đo nhiệt độ các đường ống, bồn phản ứng, tháp chưng cất. Thường yêu cầu các cảm biến có chứng nhận chống cháy nổ (ATEX/IECEx).
• Nhà máy thép: Đo nhiệt độ kim loại nóng chảy (dùng hỏa kế không tiếp xúc hoặc can nhiệt chuyên dụng).

Ứng dụng trong y tế và dược phẩm

Yêu cầu độ chính xác cực cao và vật liệu an toàn (thường là thép không gỉ 316L). Cảm biến nhiệt độ dùng trong các nồi hấp tiệt trùng, tủ ấm nuôi cấy vi sinh, tủ lạnh bảo quản máu và vắc-xin.

Ứng dụng trong dân dụng và điện tử

Cảm biến nhiệt (Thermistor, bán dẫn) có mặt trong tủ lạnh, máy điều hòa gia đình, lò vi sóng, máy tính (đo nhiệt độ CPU), và các thiết bị điện tử thông minh.

Ứng dụng trong nông nghiệp thông minh

Cảm biến nhiệt độ được dùng để giám sát nhiệt độ đất, nhiệt độ không khí trong nhà kính (điều khiển quạt, hệ thống sưởi) và trong các hệ thống ấp trứng tự động.

Xem thêm: Ứng dụng cảm biến nhiệt độ trong công nghiệp và dân dụng

Một số mã sản phẩm cảm biến nhiệt độ phổ biến hiện nay

Dưới đây là các bảng phân loại mã các sản phẩm tiêu biểu như:

Bảng mã sản phẩm cảm biến nhiệt độ dạng kẹp ống (Pipe Clamp-on)

Tên sản phẩm	Mã sản phẩm	Loại cảm biến	Ngõ ra tín hiệu	Đặc điểm nổi bật
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-11	NTC 1.8K	Thụ động (Điện trở)	Dùng cho bộ điều khiển Carel, Eliwell…
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-15	NTC 10K	Thụ động (Điện trở)	Loại NTC phổ biến nhất cho HVAC.
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-16	NTC 20K	Thụ động (Điện trở)	Loại NTC dải đo khác.
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-21	Pt100	Thụ động (Điện trở)	Chuẩn Pt100 (Class B, 3 dây).
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-22	Pt1000	Thụ động (Điện trở)	Chuẩn Pt1000 (Class B, 2 dây), phổ biến cho BMS.
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-23	Ni1000	Thụ động (Điện trở)	Chuẩn Nickel, dùng cho một số hệ thống đặc thù.
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-32	Active	4-20mA	Tích hợp bộ chuyển đổi, tín hiệu 4-20mA (4 dây).
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-32-D	Active	4-20mA	Tương tự STC-32, có thêm màn hình LCD 7 đoạn.
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-34	Active	4-20mA (2 dây) / 0-10V	Linh hoạt, tín hiệu 4-20mA (2 dây) hoặc 0-10V.
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-41	Active	0-10V	Tích hợp bộ chuyển đổi, tín hiệu 0-10V (3 dây).
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-41-D	Active	0-10V	Tương tự STC-41, có thêm màn hình LCD 7 đoạn.
Cảm biến nhiệt độ kẹp	STC-M	Active	RS485 Modbus	Tín hiệu số, tích hợp vào hệ thống BMS/SCADA.

Bảng mã sản phẩm cảm biến nhiệt độ gắn ống nước (Immersion)

Tên sản phẩm	Mã sản phẩm	Loại cảm biến	Ngõ ra tín hiệu	Đặc điểm nổi bật
Cảm biến nhiệt độ nước	STI-112	NTC 1.8K	Thụ động (Điện trở)	Đo nhúng, dùng cho bộ điều khiển Carel…
Cảm biến nhiệt độ nước	STI-152	NTC 10K	Thụ động (Điện trở)	Đo nhúng, NTC 10K phổ biến.
Cảm biến nhiệt độ nước	STI-162	NTC 20K	Thụ động (Điện trở)	Đo nhúng, NTC 20K.
Cảm biến nhiệt độ nước	STI-212	Pt100	Thụ động (Điện trở)	Đo nhúng, chuẩn Pt100 (3 dây).
Cảm biến nhiệt độ nước	STI-222	Pt1000	Thụ động (Điện trở)	Đo nhúng, chuẩn Pt1000 (2 dây), phổ biến cho BMS.
Cảm biến nhiệt độ nước	STI-232	Ni1000	Thụ động (Điện trở)	Đo nhúng, chuẩn Ni1000.
Cảm biến nhiệt độ nước	STI-322	Active	4-20mA	Đo nhúng, tín hiệu 4-20mA (4 dây).
Cảm biến nhiệt độ nước	STI-322-D	Active	4-20mA	Đo nhúng, 4-20mA, có màn hình LCD.
Cảm biến nhiệt độ nước	STI-342	Active	4-20mA (2 dây) / 0-10V	Đo nhúng, tín hiệu linh hoạt, 2 dây hoặc 3 dây.
Cảm biến nhiệt độ nước	STI-412	Active	0-10V	Đo nhúng, tín hiệu 0-10V (3 dây).
Cảm biến nhiệt độ nước	STI-412-D	Active	0-10V	Đo nhúng, 0-10V, có màn hình LCD.
Cảm biến nhiệt độ	STI-M2	Active	RS485 Modbus	Đo nhúng, tín hiệu số, tích hợp BMS/SCADA.

Bảng mã sản phẩm cảm biến nhiệt độ ngoài trời (Outdoor)

Tên sản phẩm	Mã sản phẩm	Loại cảm biến	Ngõ ra tín hiệu	Đặc điểm nổi bật
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-11	NTC 1.8K	Thụ động (Điện trở)	Đo ngoài trời, chuẩn NTC 1.8K.
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-15	NTC 10K	Thụ động (Điện trở)	Đo ngoài trời, chuẩn NTC 10K.
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-16	NTC 20K	Thụ động (Điện trở)	Đo ngoài trời, chuẩn NTC 20K.
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-21	Pt100	Thụ động (Điện trở)	Đo ngoài trời, chuẩn Pt100 (3 dây).
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-22	Pt1000	Thụ động (Điện trở)	Đo ngoài trời, chuẩn Pt1000 (2 dây).
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-23	Ni1000	Thụ động (Điện trở)	Đo ngoài trời, chuẩn Ni1000.
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-32	Active	4-20mA	Đo ngoài trời, tín hiệu 4-20mA (4 dây).
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-32-D	Active	4-20mA	Đo ngoài trời, 4-20mA, có màn hình LCD.
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-34	Active	4-20mA (2 dây) / 0-10V	Đo ngoài trời, tín hiệu linh hoạt.
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-41	Active	0-10V	Đo ngoài trời, tín hiệu 0-10V (3 dây).
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-41-D	Active	0-10V	Đo ngoài trời, 0-10V, có màn hình LCD.
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-M	Active	RS485 Modbus	Đo ngoài trời, tín hiệu số, tích hợp BMS.
Cảm biến nhiệt độ ngoài trời	STO-ML	Active	RS485 Modbus	Đo ngoài trời, Modbus, tích hợp cảm biến ánh sáng (LDR).

Bảng mã sản phẩm cảm biến nhiệt độ ống gió (Duct)

Tên sản phẩm	Mã sản phẩm	Loại cảm biến	Ngõ ra tín hiệu	Đặc điểm nổi bật
Cảm biến nhiệt độ ống gió	STD-114	NTC 1.8K	Thụ động (Điện trở)	Đo ống gió, chuẩn NTC 1.8K.
Cảm biến nhiệt độ ống gió	STD-154	NTC 10K	Thụ động (Điện trở)	Đo ống gió, chuẩn NTC 10K.
Cảm biến nhiệt độ ống gió	STD-164	NTC 20K	Thụ động (Điện trở)	Đo ống gió, chuẩn NTC 20K.
Cảm biến nhiệt độ ống gió	STD-224	Pt1000	Thụ động (Điện trở)	Đo ống gió, chuẩn Pt1000 (phổ biến nhất cho BMS).
Cảm biến nhiệt độ ống gió	STD-234	Ni1000	Thụ động (Điện trở)	Đo ống gió, chuẩn Ni1000.
Cảm biến nhiệt độ gió	STD-334	Active	4-20mA	Đo ống gió, tín hiệu 4-20mA (tích hợp bộ chuyển đổi).
Cảm biến nhiệt độ gió	STD-414	Active	0-10V	Đo ống gió, tín hiệu 0-10V (tích hợp bộ chuyển đổi).
Cảm biến nhiệt độ TE	TE	Thermistor / RTD	Thụ động (Điện trở)	Cảm biến đa năng, có thể dùng cho ống gió/ống nước.

Bảng mã sản phẩm cảm biến nhiệt độ phòng (Room)

Tên sản phẩm	Mã sản phẩm	Loại cảm biến	Ngõ ra tín hiệu	Đặc điểm nổi bật
Cảm biến nhiệt độ gắn tường	TE-E-N	NTC 10K / Pt1000…	Thụ động (Điện trở)	Thiết kế dạng công tắc, nhiều tùy chọn cảm biến.
Cảm biến nhiệt độ phòng	STR-15	NTC 10K	Thụ động (Điện trở)	Đo phòng, chuẩn NTC 10K.
Cảm biến nhiệt độ phòng	STR-21	Pt100	Thụ động (Điện trở)	Đo phòng, chuẩn Pt100.
Cảm biến nhiệt độ phòng	STR-22	Pt1000	Thụ động (Điện trở)	Đo phòng, chuẩn Pt1000 (phổ biến nhất cho BMS).
Cảm biến nhiệt độ phòng	STR-33	Active	4-20mA	Đo phòng, tín hiệu 4-20mA (tích hợp bộ chuyển đổi).
Cảm biến nhiệt độ phòng	STR-41	Active	0-10V	Đo phòng, tín hiệu 0-10V (tích hợp bộ chuyển đổi).
Cảm biến nhiệt độ phòng	Thermasgard RTF1	NTC 10K / Pt100…	Thụ động (Điện trở)	Cảm biến phòng (Đức), thiết kế phẳng, nhiều tùy chọn.
Cảm biến nhiệt độ trong nhà	Thermasgard RTM1	NTC 10K / Pt100…	Thụ động / Active	Cảm biến phòng (Đức), thiết kế có núm vặn, nhiều tùy chọn.

Bảng mã sản phẩm cảm biến nồng độ bụi (Chất lượng không khí liên quan)

Tên sản phẩm	Mã sản phẩm	Thông số đo chính	Ngõ ra tín hiệu	Đặc điểm nổi bật
Cảm biến nồng độ bụi	SPM-R000…	Bụi (PM1.0/2.5/10)	RS485 Modbus	Đo bụi, nhiệt, ẩm. Chỉ ngõ ra Modbus.
Cảm biến nồng độ bụi	SPM-R111…	Bụi, Nhiệt, Ẩm	3x 0-10V	Đo 3 thông số, 3 ngõ ra 0-10V riêng biệt.
Cảm biến nồng độ bụi	SPM-R111…THD	Bụi, Nhiệt, Ẩm	3x 0-10V	Tương tự R111, có thêm màn hình LCD.
Cảm biến nồng độ bụi	SPM-R111…THM	Bụi, Nhiệt, Ẩm	3x 0-10V VÀ Modbus	Đầy đủ ngõ ra 0-10V và Modbus.
Cảm biến nồng độ bụi	SPM-R111…THMD	Bụi, Nhiệt, Ẩm	3x 0-10V VÀ Modbus	Tương tự R111-THM, có thêm màn hình LCD.
Cảm biến nồng độ bụi	SPM-R111…THMDRRB	Bụi, Nhiệt, Ẩm	0-10V, Modbus, Relay	Cảm biến/Bộ điều khiển đa năng (LCD, Relay, Còi).
Cảm biến nồng độ bụi	SPM-R555…	Bụi, Nhiệt, Ẩm	3x 4-20mA	Đo 3 thông số, 3 ngõ ra 4-20mA riêng biệt.
Cảm biến nồng độ bụi	SPM-R555…THD	Bụi, Nhiệt, Ẩm	3x 4-20mA	Tương tự R555, có thêm màn hình LCD.
Cảm biến nồng độ bụi	SPM-R555…THM	Bụi, Nhiệt, Ẩm	3x 4-20mA VÀ Modbus	Đầy đủ ngõ ra 4-20mA và Modbus.
Cảm biến nồng độ bụi	SPM-R555…THMD	Bụi, Nhiệt, Ẩm	3x 4-20mA VÀ Modbus	Tương tự R555-THM, có thêm màn hình LCD.
Cảm biến nồng độ bụi	SPM-R555…THMDRRB	Bụi, Nhiệt, Ẩm	4-20mA, Modbus, Relay	Cảm biến/Bộ điều khiển đa năng (LCD, Relay, Còi).
Cảm biến bụi trong nhà	LFG303	Bụi (PM2.5)	RS485 Modbus	Đo bụi PM2.5, giá thành tối ưu

Những tiêu chí khi lựa chọn cảm biến nhiệt độ

Việc lựa chọn cảm biến nhiệt độ phù hợp là một quyết định kỹ thuật quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của hệ thống điều khiển và độ tin cậy của quy trình giám sát. Để đưa ra lựa chọn đúng đắn, cần xem xét và đánh giá cẩn thận 7 tiêu chí cốt lõi sau đây:

Dải đo nhiệt độ (Temperature Range)

Đây là yếu tố cơ bản và đầu tiên cần xác định. Dải đo của cảm biến phải bao phủ được toàn bộ phạm vi nhiệt độ vận hành dự kiến của ứng dụng. Cần xem xét cả nhiệt độ hoạt động bình thường, nhiệt độ tối thiểu và nhiệt độ tối đa (kể cả trong các tình huống sự cố hoặc vệ sinh). Ví dụ, một ứng dụng HVAC trong văn phòng chỉ cần dải đo tiêu chuẩn như 0 đến 50 độ C. Tuy nhiên, một cảm biến cho kho lạnh cần dải đo âm (ví dụ -30 đến +70 độ C), và một cảm biến cho lò hơi công nghiệp có thể cần dải đo lên đến 400 độ C hoặc 1200 độ C. Lựa chọn dải đo quá hẹp sẽ khiến cảm biến bị hỏng khi nhiệt độ vượt ngưỡng. Lựa chọn dải đo quá rộng so với nhu cầu thực tế có thể làm giảm độ phân giải và độ chính xác của phép đo trong khoảng vận hành quan trọng.

Độ chính xác (Accuracy)

Độ chính xác cho biết mức sai lệch tối đa của giá trị đo được so với giá trị thực tế. Yêu cầu về độ chính xác phụ thuộc hoàn toàn vào mục đích sử dụng. Các ứng dụng giám sát tiện nghi trong HVAC thông thường có thể chấp nhận độ chính xác ±0.5 độ C đến ±1.0 độ C. Tuy nhiên, các ứng dụng trong phòng thí nghiệm, sản xuất dược phẩm (chuẩn GSP, GMP), hoặc các quy trình công nghiệp nhạy cảm đòi hỏi độ chính xác cao hơn nhiều, ví dụ như ±0.1 độ C hoặc ±0.2 độ C. Cảm biến RTD (như Pt100, Pt1000) thường có độ chính xác và độ lặp lại cao hơn so với Thermistor và hầu hết các loại Thermocouple ở dải đo trung bình.

Thời gian đáp ứng (Response Time)

Thời gian đáp ứng (thường được ký hiệu là T63 hoặc T90) là khoảng thời gian cần thiết để cảm biến đạt được 63% hoặc 90% giá trị nhiệt độ mới khi có sự thay đổi đột ngột.

• Đối với các ứng dụng đo nhiệt độ không khí hoặc nước trong hệ thống HVAC, môi trường thay đổi tương đối chậm, do đó thời gian đáp ứng tiêu chuẩn (vài chục giây đến vài phút) là hoàn toàn chấp nhận được.
• Đối với các quy trình công nghiệp nhanh, các vòng lặp điều khiển PID, hoặc các ứng dụng an toàn cần phản ứng tức thời, thời gian đáp ứng nhanh (vài giây) là yếu tố bắt buộc. Thời gian đáp ứng phụ thuộc vào loại cảm biến (Thermistor và Thermocouple thường nhanh hơn RTD) và khối lượng, vật liệu của lớp vỏ bảo vệ.

Loại cảm biến (Sensor Type)

Lựa chọn công nghệ cảm biến nền tảng là quyết định kỹ thuật then chốt, ảnh hưởng đến tất cả các yếu tố khác.

• Thermistor (NTC, PTC): Phù hợp cho dải đo hẹp (thường -50 đến +150 độ C), giá thành rất rẻ, độ nhạy cao. Thường dùng trong HVAC, điện tử gia dụng. Cần lưu ý tính phi tuyến tính và phải chọn đúng loại (ví dụ: NTC 10K, NTC 20K) tương thích với bộ điều khiển.
• RTD (Pt100, Pt1000): Lựa chọn tốt nhất cho các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác và độ ổn định cao trong dải đo trung bình (-200 đến +600 độ C). Pt1000 ngày càng phổ biến trong BMS/HVAC vì cho phép dùng 2 dây mà vẫn đảm bảo độ chính xác.
• Thermocouple (Can nhiệt K, J, S, B…): Lựa chọn duy nhất cho các ứng dụng đo nhiệt độ rất cao (lên đến 1700 độ C hoặc hơn). Chúng rất bền bỉ, chịu rung động tốt, giá thành hợp lý, nhưng độ chính xác thấp hơn RTD và cần bộ chuyển đổi tín hiệu hoặc bộ điều khiển chuyên dụng.

Môi trường hoạt động

Môi trường lắp đặt và môi chất đo sẽ quyết định vật liệu và cấu tạo cơ khí của cảm biến.

• Môi chất đo: Cảm biến sẽ đo nhiệt độ không khí, nước sạch, nước thải, hóa chất ăn mòn, hay hơi nóng? Điều này quyết định vật liệu của lớp vỏ bảo vệ (Que dò). Thép không gỉ 304 là tiêu chuẩn, nhưng nước biển hoặc hóa chất có thể đòi hỏi Thép không gỉ 316L, Titan hoặc các lớp phủ đặc biệt.
• Môi trường lắp đặt: Khu vực có rung động mạnh không? (Cần cảm biến có cấu tạo chắc chắn). Có nguy cơ cháy nổ không? (Nếu có, bắt buộc phải sử dụng cảm biến có chứng nhận chống cháy nổ ATEX/IECEx).

Ngõ ra tín hiệu (Output Signal)

Tín hiệu đầu ra phải tương thích tuyệt đối với đầu vào của bộ điều khiển (PLC, BMS, DDC).

1. Ngõ ra thụ động (Passive): Đây là tín hiệu điện trở thuần túy (NTC, Pt100, Pt1000) hoặc điện áp milivolt (Thermocouple). Đây là giải pháp tiết kiệm chi phí nhất, nhưng yêu cầu bộ điều khiển phải có ngõ vào tương ứng và tín hiệu có thể bị ảnh hưởng bởi nhiễu và điện trở dây dẫn (đặc biệt là Pt100).
2. Ngõ ra chủ động (Active) / Bộ chuyển đổi (Transmitter): Cảm biến có tích hợp sẵn bo mạch điện tử để chuyển đổi tín hiệu thụ động sang tín hiệu chuẩn, mạnh mẽ và ổn định hơn:
   • 4-20mA: Chuẩn công nghiệp (thường 2 dây), chống nhiễu tốt, truyền xa, dễ phát hiện lỗi.
   • 0-10VDC: Chuẩn phổ biến trong BMS/HVAC (thường 3 dây).
   • RS485 Modbus: Tín hiệu số, cho phép kết nối nhiều cảm biến trên cùng một đường truyền, tiết kiệm cáp và cung cấp nhiều thông tin hơn.

Cấp bảo vệ (IP Rating) và độ bền cơ học

• Cấp bảo vệ: Vỏ cảm biến phải có cấp bảo vệ phù hợp với môi trường. Cảm biến phòng (Room) chỉ cần IP30 hoặc IP40. Cảm biến lắp trong ống gió (Duct), ngoài trời (Outdoor), hoặc trong nhà máy có thể cần tối thiểu IP65 hoặc IP67 để chống bụi và nước xâm nhập.
• Độ bền cơ học (Kiểu lắp đặt): Cảm biến được thiết kế để lắp đặt như thế nào? Dạng gắn tường (Wall mount) cho phòng? Dạng kẹp ống (Clamp-on) đo bề mặt? Dạng nhúng (Immersion) với giếng nhiệt (thermowell) để lắp vào đường ống có áp suất? Hay dạng đầu dò (probe) để cắm vào ống gió (Duct)? Kết nối cơ khí (ren G1/2″, 1/4″ NPT…) phải phù hợp với vị trí lắp đặt.

Xem thêm: Hướng dẫn chọn cảm biến nhiệt độ cho hệ thống ống nước

Mua cảm biến nhiệt độ uy tín chính hãng ở đâu?

Công Ty TNHH TM&DV Thiết Bị Điện Mạnh Tùng là đại lý ủy quyền chính thức tại Việt Nam cung cấp Cảm biến nhiệt độ dạng kẹp ống, Cảm biến nhiệt độ gắn ống nước, Cảm biến nhiệt độ ngoài trời, Cảm biến nhiệt độ ống gió, Cảm biến nhiệt độ phòng, Cảm biến nồng đồ bụi chính hãng, đầy đủ chứng nhận CO, CQ, nhập khẩu trực tiếp, đảm bảo chất lượng, giá cạnh tranh, bảo hành rõ ràng, hỗ trợ kỹ thuật bởi đội ngũ chuyên gia hơn 10 năm kinh nghiệm, cam kết mang đến giải pháp tối ưu nhất cho mọi ứng dụng của khách hàng và sẵn sàng tư vấn miễn phí, báo giá nhanh chóng khi liên hệ.

Lời kết

Cảm biến nhiệt độ là một thiết bị cơ bản nhưng có tầm ảnh hưởng vô cùng lớn. Việc hiểu rõ các loại cảm biến, từ Thermistor, RTD đến Thermocouple, và nắm vững các tiêu chí lựa chọn về dải đo, tín hiệu, kiểu lắp đặt là chìa khóa để xây dựng một hệ thống điều khiển chính xác, bền bỉ và hiệu quả. Dù ứng dụng của bạn là HVAC, công nghiệp nặng hay phòng thí nghiệm, việc lựa chọn đúng thiết bị từ một nhà cung cấp đáng tin cậy như MTEE sẽ đảm bảo hệ thống của bạn vận hành ở trạng thái tối ưu nhất.

Xem thêm các bài viết liên quan:

Tổng quan về cảm biến nhiệt độ và độ ẩm

Tổng quan về cảm biến chênh lệch áp suất

Tổng quan về cảm biến khí NO2

Tổng quan về cảm biến khí NH3

Tổng quan về cảm biến áp suất: Nguyên lý và ứng dụng

Tổng quan về cảm biến áp suất gió

Tổng quan về cảm biến áp suất nước tĩnh

Tổng quan về cảm biến khí CO2

---

Cảm ơn quý khách đã truy cập vào website MTEE.VN. Kính chúc quý khách nhận được những thông tin hữu ích và có những trải nghiệm tuyệt vời trên trang.