CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ LÀ GÌ? CẤU TẠO CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ

Trong video và bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu cảm biến nhiệt độ là gì và cách thức hoạt động của nó. Cấu tạo cảm biến nhiệt độ, cách thức hoạt động của cảm biến.
Trong cuộc sống hàng ngày của bạn và các ngành công nghiệp khác nhau, có nhiều trường hợp cần phải biết nhiệt độ của môi trường, bên trong lò phản ứng, cuộn dây của máy điện, v.v. Mục đích này sẽ đạt được bằng cách sử dụng cảm biến nhiệt độ.

Công nghệ cảm biến nhiệt độ

Trong những năm qua, chúng tôi đã phát minh ra các công nghệ khác nhau để đo nhiệt độ trong các ứng dụng cụ thể khác nhau. Nhưng tại sao công nghệ khác nhau?

Điều này là do các ứng dụng khác nhau làm cho một kỹ thuật tốt hơn các kỹ thuật khác cho từng trường hợp cụ thể và không có cách duy nhất nào được đề xuất cho tất cả các ứng dụng.

Rất có thể bạn đã nghe nói về các yếu tố loại của RTD, các bộ cảm biến nhiệt điện tử, bộ cảm ứng nhiệt điện tử, các bộ phận bán dẫn trực tuyến, các bộ phận khác nhau, sẽ được đề cập ở đây.

 

cảm biến nhiệt độ là gì

Máy đo nhiệt độ

Trước khi tôi đi vào chi tiết về chủ đề này, chúng ta hãy xem Cảm biến nhiệt độ cảm biến (Bộ chuyển đổi nhiệt độ) là gì và ý nghĩa của Bộ truyền nhiệt độ.
Nói chung, cảm biến hoặc đầu dò là một thiết bị vật lý có khả năng biến đổi một loại biến quy trình thành loại tín hiệu yêu thích của tôi.

Để giải thích về câu khái quát này, hãy để tôi cho bạn một ví dụ.

Nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, v.v., là một số biến quá trình và thực sự, chúng là đặc điểm vật lý của thế giới thực của chúng ta.
Với công nghệ hiện đại và vì những tiến bộ to lớn trong Kỹ thuật điện trong thế kỷ qua, chúng tôi muốn biến mọi giá trị quá trình có thể đo thành tín hiệu điện và cảm biến nhiệt độ là một thiết bị sẽ biến Nhiệt độ thành tín hiệu điện, cho dù nhỏ đến mức nào số lượng tín hiệu này có thể là!

cảm biến nhiệt độ
Cho đến nay, tôi đã nhận được một Bước đầu tiên lớn, đó là sự chuyển đổi từ Nhiệt độ cơ bản thành Âm thanh điện tử.

Dựa trên các công nghệ cảm biến khác nhau, tín hiệu này có thể có phạm vi khác nhau và đối với các ứng dụng công nghiệp, tôi cần giới hạn tín hiệu của mình đối với một số phạm vi tín hiệu điện tử được chấp nhận phổ biến trên toàn thế giới.

Một số trong các phạm vi tín hiệu điện được chấp nhận trên toàn cầu là:

– Bốn đến hai mươi milliamp (4-20 mA)

– Một đến năm volt (1-5 V)

– Không đến mười volt (0-10 V)

Một bộ truyền nhiệt độ của máy tính là một thiết bị biến đổi đầu ra nhỏ của Bộ chuyển đổi nhiệt độ của thành một thành một trong các dải tín hiệu tiêu chuẩn này.

 

cảm biến cặp nhiệt điện

Đầu báo nhiệt độ điện trở (RTD)

Bây giờ chúng ta hãy quay trở lại với các công nghệ đầu dò nhiệt độ khác nhau.

Thiết bị phát hiện nhiệt độ điện trở RTD hoặc cảm ứng là một thiết bị có điện trở thay đổi theo nhiệt độ.

Vì nó là một thiết bị thụ động của người dùng, nên sử dụng một dòng điện bên ngoài và sau đó có thể đo được điện áp rơi trên nó. Điện áp này là một dấu hiệu tốt của nhiệt độ.

Khi đề cập đến một thiết bị như là thụ động trực tiếp, điều đó có nghĩa là thiết bị cần nguồn bên ngoài (hoặc điện áp).

cảm biến nhiệt độ RTD

Để nói rõ, một lượng lớn dòng điện bên ngoài có thể gây ra sự tiêu hao năng lượng trong điện trở của RTD và dẫn đến nhiệt dư thừa, vì vậy để tránh loại lỗi này, dòng điện nên được giữ ở mức tối thiểu.

Sơ đồ nối dây này cho thấy ứng dụng đơn giản nhất của RTD, được gọi là cấu hình hai dây của Cameron.

Đọc chính xác hơn các cuộc gọi cho cấu hình 3 dây hoặc 4 dây.

Trong thực tế, khoảng cách giữa điểm cảm biến nhiệt độ và hệ thống đo lường gọi cho hệ thống dây điện và vì hệ thống dây điện thật có điện trở riêng, một số lỗi đo lường đã lẻn vào đây!

Các giải pháp Ba dây (3 dây) và Bốn dây (4 dây) được phát triển để loại bỏ lỗi này.

 

Cảm biến nhiệt độ PT100

Một trong những RTD phổ biến nhất là Này PT100, bao gồm một màng bạch kim mỏng trên màng nhựa và cho thấy mức kháng cự 100Ω ở 32 ° F.

Điện trở của nó thay đổi theo nhiệt độ và nó thường có thể đo nhiệt độ từ -330 đến 1560 ° F.

Mối quan hệ giữa điện trở và nhiệt độ của PT100 tương đối tuyến tính.

PT100
PT100 chỉ là một ví dụ về RTD bạch kim và trong ngành, bạn có thể tìm thấy các loại RTD khác nhau phù hợp cho các ứng dụng khác nhau như Đồng, Niken, Niken-Sắt, v.v.

Nhiệt điện trở

Nhiệt điện trở là điện trở phụ thuộc nhiệt độ và được sử dụng rộng rãi trong các mục đích công nghiệp, như:

– Bảo vệ quá dòng

– Các yếu tố làm nóng tự điều chỉnh

– Bộ giới hạn dòng điện

Nhiệt điện trở có thể là NTC hoặc PTC.

Trong nhiệt điện trở NTC (Hệ số nhiệt độ âm), điện trở giảm khi nhiệt độ tăng. NTC thường được sử dụng làm bộ hạn chế hiện tại.

Với nhiệt điện trở PTC (Hệ số nhiệt độ dương), điện trở tăng khi nhiệt độ tăng. Nhiệt điện trở PTC thường được sử dụng như bảo vệ quá dòng và trong các cầu chì có thể đặt lại.

nhiệt điện trở
Cặp nhiệt điện

Một cặp nhiệt điện hay đơn giản là TC TC liên kết bao gồm một vài dây khác nhau cụ thể được nối với nhau, tạo thành điểm cảm nhận của mối quan hệ tình báo hoặc hoặc mối nối.

Dựa trên các đặc tính vật lý gọi là Hiệu ứng nhiệt điện của Hồi, khi điểm nối này được đặt ở các nhiệt độ khác nhau, các tín hiệu millivolt khác nhau được tạo ra có thể được hiểu là một dấu hiệu của nhiệt độ.

cặp nhiệt điện
So với RTD, cặp nhiệt điện tự cấp nguồn và không yêu cầu nguồn kích thích bên ngoài.

Cặp nhiệt điện thường được sử dụng cho lò nung, buồng đốt Gas Turbine, ống xả nhiệt độ cao, v.v.

Hạn chế chính của Cặp nhiệt điện là độ chính xác, không làm cho nó trở thành giải pháp tốt nhất cho các ứng dụng chính xác.

cách cảm biến nhiệt độ hoạt động
Ngoài ra, cặp nhiệt điện cần một điểm đo tham chiếu có tên là Cold Cold Junction.

Các mối nối cặp nhiệt điện thường được tiếp xúc với môi trường khắc nghiệt, trong khi các mối nối lạnh thường được gắn gần vị trí thiết bị.

Thermocouples Cold Junction
Dựa trên phạm vi đo nhiệt độ của thang đo độ nhạy, độ nhạy cảm của độ nhạy và một số yếu tố khác trong mỗi ứng dụng, có sẵn các loại cặp nhiệt điện khác nhau, ví dụ E, J, K, M, N, T, v.v.
Chẳng hạn, Kiểu Tử Jiên được tạo thành từ sự kết hợp của Iron Iron-Constantan, với phạm vi từ −40 ° F đến + 1380 ° F và độ nhạy khoảng 27.8 .V / ° F.

trong khi Type Kiểu Kiêu (Chromel-Alumel) là một trong những cặp nhiệt điện thông dụng phổ biến nhất với độ nhạy khoảng 22,8 ThayV / ° F.

Loại K là không tốn kém và nhiều loại đầu dò có sẵn trong phạm vi hoạt động từ − 330 ° F đến + 2460 ° F.

loại cảm biến nhiệt độ
Do chức năng của cặp nhiệt điện dựa trên Hiệu ứng nhiệt điện trong các loại dây dẫn khác nhau, khi vị trí của cặp nhiệt điện khác xa với dụng cụ đo của Wap (ví dụ máy phát điện tử), nên sử dụng loại dây dẫn thích hợp cho mục đích mở rộng. Mặt khác, tín hiệu nhỏ được tạo ra bởi cặp nhiệt điện sẽ được thêm một số lỗi tại điểm mà dây cặp nhiệt điện được kết nối với dây mở rộng!

Cảm biến nhiệt độ bán dẫn

Bộ cảm biến nhiệt độ chất bán dẫn trực tiếp trên cơ sở dữ liệu cảm biến dựa trên thực tế là điện áp tiếp giáp trên một tổ hợp chất bán dẫn pn, như một điểm nối diode hoặc tiếp giáp cơ sở phát điện của các bóng bán dẫn thông thường, là một hàm của nhiệt độ.

Công nghệ này được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử và công nghệ vi mạch.

Đặc tính tuyến tính, kích thước nhỏ và chi phí thấp là những lợi thế của công nghệ này, nhưng cần lưu ý rằng phạm vi giới hạn trong khoảng -40 ° F đến 248 ° F làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng cụ thể.

Ngoài ra, bên cạnh việc so sánh tiền thưởng kỹ thuật, đôi khi chi phí là yếu tố chính trong việc lựa chọn thiết bị phù hợp, như họ nói: Cuộc trò chuyện về tiền bạc!

So sánh giữa các cảm biến nhiệt độ

Để kết thúc video này, việc so sánh giữa các loại công nghệ cảm biến nhiệt độ khác nhau là một nhiệm vụ đa diện.

Ví dụ: nếu độ chính xác của Tử vi được coi là chỉ số hiệu suất chính, thông thường RTD sẽ tốt hơn Cặp nhiệt điện; chính xác hơn khoảng 10 lần.

Từ quan điểm của độ nhạy cảm, điểm quan sát, trong khi cả RTD và cặp nhiệt điện phản ứng nhanh với sự thay đổi nhiệt độ, với chi phí tương tự, cặp nhiệt điện thường nhanh hơn.

Nếu tôi phải đo nhiệt độ PCB và / hoặc IC điện tử, các loại dựa trên silicon là lựa chọn tốt nhất.

Ngoài ra, bên cạnh việc so sánh tiền thưởng kỹ thuật, đôi khi chi phí là yếu tố chính trong việc lựa chọn thiết bị phù hợp, như họ nói: Cuộc trò chuyện về tiền bạc!

so sánh các loại cảm biến nhiệt độ
Nếu bạn muốn có thêm bài viết về một chủ đề tương tự, xin vui lòng cho chúng tôi biết trong phần bình luận.

Cảm ơn bạn rất nhiều vì đã đọc, xem và thêm giọng nói của bạn vào cuộc trò chuyện tự động hóa này.

Có một người bạn, khách hàng hoặc đồng nghiệp có thể sử dụng một số thông tin này? Hãy chia sẻ bài viết này.