Cảm biến nhiệt là gì? ngày nay, khi mà đa phần 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 thành vô cùng phổ biến. Có những bí quyết không giống nhau để đo nhiệt độ, trong đó sử dụng cảm biến nhiệt độ là phương pháp tiện lợi và được tin sử dụng nhất. Vậy cảm biến nhiệt độ là gì? Bài viết dưới đây, Xehay.com.vn sẽ cho bạn biết thêm nhiều thông tin về cảm biến nhiệt là gì? Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ thế nào?, cùng theo dõi bài viết dưới đây nhé!
Table of Contents
Cảm biến nhiệt là gì?
Cảm biến nhiệt độ là thiết bị có tác dụng đo lường sự thay đổi về nhiệt độ của các đại lượng cần đo. Khi nhiệt độ phạm vi môi trường cần đo có sự điều chỉnh thì các cảm biến sẽ đưa rõ ra một tín hiệu và truyền tìn hiệu về các bộ đọc sẽ đọc để quy thành quả nhiệt độ ra một con số chi tiết.
Cảm biến nhiệt được thiết kế để thực hiện các phép đo nhiệt độ với độ chuẩn xác cao hơn nhiều so sánh với khi thực hiện bằng các kiểu cặp nhiệt điện hoặc nhiệt kế. Thế nên chúng được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp đòi hỏi độ chuẩn xác, độ tin cậy cao trong các phép đo như ngành thức ăn, dược phẩm, hóa chất, ô tô, hàng hải, vật liệu nhựa
Cảm biến nhiệt còn có tên gọi khác là can nhiệt, cặp nhiệt điện, nhiệt điện trở, nhiệt kế điện trở metal, temperature sensor, … thường thường can nhiệt J, K , T, E, đầu dò PT100 là những loại cảm biến đo nhiệt độ được sử dụng rộng rãi nhất vì khoảng nhiệt độ của chúng dễ gặp nhất trong các ứng dụng mỗi ngày. Can nhiệt loại B, R, S sẽ hiếm được sử dụng hơn vì khoảng nhiệt của chúng hợp lý với những ứng dụng yêu cầu nhiệt độ cao.
Xem thêm Lý do xe bị tắt máy là gì? Cách khắc phục xe tắt máy?
Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ
Thiết bị đo cảm biến nhiệt độ hay được cấu chính từ 2 dây kim loại được gắn vào đầu nóng và đầu nạnh. Bên cạnh đó chúng còn được cấu tạo bởi các bộ phận như sau:
- Cảm biến: bộ phận quan trọng nhất cho biết độ chính xác của tất cả thiết bị cảm biến. Bộ sản phẩm này được đặt bên trong vỏ bảo vệ Khi mà đã liên kết chặt chẽ với đầu nối.
- Dây kết nối: bộ phận này được liên kết chặt chẽ bằng 2, 3 hoặc 4 dây, tùy thuộc hoàn toàn vào điều kiện dùng đầu đo.
- Chất cách điện: đây chính là bộ phận giữ nhiệm vụ làm chất bí quyết điện ngừa đoản mạch và thực hiện bí quyết điện giữa các dây nối với phần vỏ bảo vệ.
- Chất làm đầy: Là bột alumina được làm mịn, sấy khô và rung với tính năng là lắp đầy các chỗ trống để bảo vệ khỏi các tác động ở ngoài.
- Lớp vỏ: bộ phận này được sử dụng làm bảo vệ bộ phận cảm biến, dây liên kết chặt chẽ.
- Đầu kết nối: thường được làm từ vật liệu cách điện, chứa cá bảng mạch cho phép kết nối với các điện trở.
Nguyên lí hoạt động như thế nào?
Cảm biến nhiệt hoạt động dưa trên cơ sở là sự thay đổi điện trở của kim loại so sánh với sự điều chỉnh nhiệt độ vượt trội.
Cụ thể, 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 dựa vào chất liệu. Chính vì vậy mà mới có sự hiện diện của các kiểu cặp nhiệt độ và mỗi loại cho ra một sức điện động khác nhau: E, J, K, R, S, T.
Nguyên lí thực hiện công việc của cảm biến nhiệt Chủ yếu dựa trên mối quan hệ giữa vật liệu kim loại và nhiệt độ. Chi tiết, khi nhiệt độ là 0 thì điện trở ở mức 100Ω và điện trở của kim loại tăng lên khi nhiệt độ tăng và ngược lại.
Việc tích hợp bộ chuyển đổi tín hiệu giúp gia tăng hiệu suất làm việc của cảm biến nhiệt và làm cho việc vận hành, lắp đặt được đơn giản hơn.
Phân loại cảm biến nhiệt độ
Cảm biến nhiệt là gì? Ngày nay có khá nhiều cách phân loại cảm biến nhiệt độ, nhưng rộng rãi nhất có khả năng kể tới bí quyết phân loại dựa trên nguyên lý hoạt động để chia thành các cảm biến nhiệt độ sau: cặp nhiệt độ, nhiệt điện trở, cảm biến điện trở oxit kim loại, cảm biến nhiệt bán dẫn, nhiệt kế bức xạ.
Cảm biến nhiệt độ – Cặp nhiệt điện
Cặp nhiệt độ (Thermocouples) là loại cảm biến được đề cao về độ bền cũng như năng lực đo ở nhiệt độ cao. Cặp nhiệt độ được cấu tạo từ 2 dây dẫn kim loại khác nhau, 1 đầu đo được hàn gọi là đầu nóng, đầu còn lại được gọi là đầu lạnh. Giữa đầu nóng và đầu lạnh sẽ có sự chênh lệch nhiệt độ làm phát sinh một suất điện động.
Tùy thuộc vào chất liệu mà năng lực đo nhiệt độ tại đầu lạnh sẽ bị tác động. Thế nên các hãng kỹ thuật bổ sung nhiều chủng loại cặp nhiệt độ từ vật liệu khác nhau như: J, E, K, R, S, T. Mỗi loại cặp này có chỉ số về suất điện động không giống nhau.
Cặp nhiệt độ có khả năng dùng để đo nhiệt độ, độ nhớt trong các loại máy nén, trong các lò nhiệt, với điều kiện môi trường khắc nghiệt cao. Phạm vi đo nhiệt độ của cặp nhiệt điện có khả năng lên đến 1400 độ C.
Cảm biến nhiệt điện trở
Cảm biến nhiệt điện trở (Resitance temperature detector/ RTD) gồm các dây kim loại được quấn theo đầu đo. Khi nhiệt độ điều chỉnh, sẽ khiến điện trở giữa 2 đầu dây kim loại thay đổi. Dựa vào bản chất kim loại để đưa ra khoảng thành quả đo được trên thiết bị. Người ta phân loại RTD theo số lượng dây như: RTD 2 dây RTD 3 dây RTD 4 dây.
Trong các kiểu cảm biến RTD thì loại cảm biến được làm từ chất liệu Platinum phổ biến hơn cả. Do Platinum có tính chất chống oxi hóa tốt, dải nhiệt độ đo rộng, điện trở suất lớn, độ nhạy bén cao. Cảm biến nhiệt điện trở có độ chính xác cao hơn so sánh với cặp nhiệt điện, và tương đối dễ sử dụng. Cảm biến này có thể dùng để đo nhiệt độ trong các ngành công nghiệp môi trường, công nghiệp gia công vật liệu, gia công hóa chất với phạm vi nhiệt từ -200 độ C đến 700 độ C.
Xem thêm Nguyên nhân đĩa xe không ăn là gì? Cách khắc phục thắng đĩa xe máy
Cảm biến điện trở oxit kim loại
Cảm biến nhiệt là gì? Cảm biến điện trở oxit kim loại (Thermistor) được cấu thành từ cực kì nhiều chất liệu khác nhau như: coban, mangan, niken hay các chất oxit kim loại… Các chất sẽ được trộn theo tỉ lệ chắc chắn, được nén chặt trong vỏ bọc gốm và vật liệu cách nhiệt. Sau đấy hỗn hợp được mang đi nung ở nhiệt độ cao. Khi nhiệt độ thay đổi thì khả năng dẫn điện (hay điện trở) của hỗn hợp này sẽ thay đổi theo, từ đó xác định được giá trị cần đo.
Cảm biến điện trở oxit kim loại chỉ có khả năng công việc trong phạm vi nhiệt độ từ 50 độ đến khoảng 150 độ C, tương đối hẹp so với các kiểu cảm biến khác. Chúng được ưu tiên sử dụng để ngắt nhiệt, bảo vệ bộ máy điện trong trường hợp xuất hiện quá tải, ngắn mạch,…
Cảm biến nhiệt bán dẫn
Là loại cảm biến cấu tạo từ các vật liệu bán dẫn. Hoạt động dựa trên nguyên lý sự phân cực của các chất bán dẫn bị tác động bởi nhiệt độ. Có ưu điểm là giá thành không quá đắt, dễ chế tạo, dễ sử dụng, độ nhạy cao, chống nhiễu tốt, mạch xử lý dễ dàng.
Tuy nhiên cảm biến nhiệt bán dẫn có khả năng chịu nhiệt không cao với phạm vi đo từ -50 độ C tới 150 độ C. Thường được sử dụng để đo nhiệt độ không khí, dùng trong các thiết bị đo, ngắt mạch, bảo vệ các mạch điện tử.
Nhiệt kế bức xạ (Hỏa kế)
Nhiệt kế bức xạ là loại cảm biến nhiệt độ dùng thuộc tính bức xạ năng lượng của vật thể mang nhiệt để xác định giá trị. Thiết bị làm việc hiệu quả cả trong môi trường khắc nghiệt mà không cần chạm trực tiếp với môi trường đo. Với phạm vi đo nhiệt rộng, từ -54 độ C tới 1000 độ C. Thường dùng đo để đo nhiệt độ trong các thiết bị ở lò nung, hóa chất ăn mòn mạnh,…
Xem thêm Phun xăng điện tử là gì? Cấu tạo hệ thống phun xăng điện tử
Ứng dụng
Cảm biến nhiệt là gì? Ngày nay cảm biến nhiệt độ với đa dạng chức năng chúng được ứng dụng vào các mong muốn thực tế khác nhau: có thể dùng cảm biến nhiệt độ để đo nhiệt độ trong bồn đun nước, đun dầu, đo nhiệt độ lò nung, lò sấy, đo nhiệt độ các kiểu máy móc,…
Bài viết trên đây, Xehay.com.vn đã cung cấp mọi thông tin hữu ích về cảm biến nhiệt là gì? Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ thế nào? Hy vọng với mỗi thông tin trên của bài viết đều sẽ hữu ích với các bạn đọc. Cảm ơn các bạn vì đã dành thời gian để xem qua bài viết này nhé!
Lộc Đạt- Tổng hợp
Tham khảo ( amazen.com.vn, tschem.com.vn, hunonic.com, bkaii.com.vn )
