Cảm Biến Nhiệt độ PT100 | Cấu Tạo – Nguyên Lý Hoạt động – Phân Loại

Cảm biến RTD là gì? cảm biến nhiệt độ PT100 là gì? Chúng cấu tạo như thế nào? Như chúng ta đã biết cảm biến nhiệt độ RTD không còn xa lạ gì. Trong các loại cảm biến RTD thì PT100 là một dòng cảm biến được sử dụng nhiều trong công nhiệp. Chúng được ứng dụng để gần như trong tất cả các nhà máy về hoá chất, thực phẩm, dược phẩm, sấy khô… Vậy tại sao PT100 lại phổ biến như vậy? các bạn mình cùng tìm hiểu trong bài viết này nhé!

Cảm biến RTD là gì?

RTD là thuật ngữ viết tắt của từ Resistance Temperature Detectors là một loại cảm biến nhiệt độ dùng để đo nhiệt độ. RTD có thiết kế là một thanh kim loại hay dây kim loại mà điện trở của nó phụ thuộc theo sự thay đổi của nhiệt độ.

Cấu tạo cảm biến nhiệt độ PT100

Có rất nhiều bài viết nói về cấu tạo của cảm biến PT100 nhưng vẫn còn sơ sài. Ở bài viết này mình xin chia sẻ chi tiết cấu tạo về từng bộ phận bên trong của cảm biến PT100.

Chúng có câu cấu tạo khá đơn giản nhưng lại đảm bảo hoạt động trong nhiều môi trường khắc nhiệt. Chúng cấu tạo gồm 6 phần như hình dưới đây.

• (1) Đầu dò nhiệt: Đây là phần quan trọng nhất của cảm biến. Chúng quyết định độ chính xác cảm biến của bạn. PT100 thường được làm từ platinium hoặc nickel
• (2) Dây tín hiệu: đây là phần dây kết nối tín hiệu đầu ra dạ 2 dây, 3 dây, 4 dây, …
• (3) Chất cách điện: Chất này được làm từ gốm, chúng giúp cách điện từ vỏ bảo vệ với dây tín hiệu bên trong đầu dò
• (4) Chất làm đầy: Đây là một chất dưới dạng bột thành phần của chúng là alumina dạng khô. Bột này được lấp đầy trong đầu dò, chúng giúp bảo vệ cảm biến khi bị rung động.
• (5) Vỏ bảo vệ cảm biến: Đây là phần tiếp xúc trực tiếp với môi chất (tiếp xúc trự tiếp chất cần đo nhiệt), bởi vậy chúng có công dụng bảo vệ tín hiệu của đầu dò và dây dẫn tín hiệu của cảm biên.
• (6) Đầu củ hành: Thường làm từ các vật liệu như nhựa hoặc gốm, đây là nơi chứa các bộ phận điện tử bên trong.

Nguyên lý cảm biến nhiệt độ PT100

PT100 hoạt động dựa trên nguyên lý gì? Để hiểu rõ hơn trước tiên mình xin phân tích về tên của cảm biến “PT100”.

PT100 có ý nghĩa gì? Tại sao PT100 lại sử dụng vật liệu Platium?

PT100 được chia làm 2 phần là:

• PT : là tên viết tắt của kim loại Platinum hay còn được biết đến với cái tên là Bạch kim. Đây là một kim loại khá nặng, dẫn điện tốt và trơ với nhiều loại môi trường (không phản ứng với môi trường). Một điều quan trọng mà người ta tin dùng Platium đó là chúng thay đổi điện trở theo nhiệt độ gần như tuyến tính. Tức là mỗi một giá trị của nhiệt độ bên ngoài môi trường đo thì tương đương với một mức điện trở.

• 100 : Đây là gí trị điện trở của cảm biến. Tức là khi cảm biến đo ở mức 0ºc thì tương đương điện trở bên trong cảm biến là 100 ohm.

Nguyên lý hoạt động PT100

Cảm biến PT100 hoạt động dựa trên nguyên tắc điện trở. Nghĩa là ở khi nhiệt độ môi trường cần đo tăng thì se tương đương với giá trị điện trở tăng lên và ngược lại. Khi đó cảm biến sẽ đo giá trị điển trở này và truyền về bộ xử lý trung tâm để đọc dữ liệu.

Phân loại cảm biến PT100

Cảm biến nhiệt độ PT100 dạng que dò

Vì thiết kế dưới dạng que dò cho nên loại này khá chắc chắn. Chúng cấu tạo từ inox 316L nên chúng được sử dụng đa dạng dạng trong các môi trường. Như môi trường ăn mòn cao, môi trường có nhiệt độ khắc nhiệt.

Ngoài ra thì loại cảm biến nhiệt độ PT100 dạng que này thì có dải đo rất rộng lên đến 650 ºc, có thế đo được mức tối đa là 850 ºc.

Cảm biến nhiệt độ PT100 dạng dây dây

Loại này thì có thiết kể mềm dẻo hơn, bởi vì chúng thiết kế với một sợi dây cáp dài khoảng 2m.

Đối với một số vị trí mà loại que dò không gắn vào được, người ta thường dùng đến loại dây dò nhiệt độ này. Vì thiết kế chuyên dùng cho các vị trí nhỏ, hẹp nên loại cảm biến nhiệt độ pt100 loại dây có dải đo nhỏ hơn so với loại que dò, trung bình dao động khoảng -40 đến 200 độ C, tối đa có thể lên đến 400 độ C.

Riêng đối với cảm biến PT100 loại có dây được thiết kế với 2 dạng nhỏ đó dạng dây dò có ren và dạng dây dò không có ren.

Phân loại cảm biến nhiệt độ theo số lượng dây tín hiệu

Cảm biến nhiệt độ PT100 2 dây

Cảm biến nhiệt độ PT100 2 dây khá hiếm gặp bởi nó dể sai số khi sử dụng nhưng không phải là không có tồn tại. Chúng ta dể dàng xác định được loại PT100 2 dây với hai dây khác màu nhau nhưng khi đo điện trở sẽ cho ra giá trị lớn hơn 100-ohm tại nhiệt độ môi trường.

Cảm biến nhiệt độ PT100 3 dây

Đây là loại PT100 thường được dùng nhất hiện nay. Lý do là nó có dây bù nhiệt nên có độ chính xác rất cao. Nhìn vào dây kết nối, ta sẽ thấy có 3 dây, trong đó có 2 dây cùng màu (thường là màu đỏ) và 1 dây khác màu (thường là màu trắng).

Để đấu dây, ta đấu 2 dây cùng màu vào chân số 3 và chân số 4. Sau đó nối 2 dây lại với nhau, dây còn lại đấu vào chân số 6.

Cảm biến nhiệt độ PT100 4 dây

Cùng là PT100 nhưng cảm biến nhiệt loại 4 dây thì ít gặp hơn rất nhiều so với các loại khác bởi giá thành cao hơn và cũng cho độ chính xác cao hơn. Nhìn vào sơ đồ chân chúng ta sẽ thấy có 4 dây chia làm 2 cặp: 1 cặp dây màu (trắng) và 1 cặp dây màu (đỏ). Màu dây cũng có thể thay đổi tuỳ theo nhà sản xuất. Bạn không nên quá quan tâm về màu dây gì.

Kết nối PT100 với PLC

Như các bạn đã biết thì PLC thường đọc dữ liệu đầu vào dưới dạng digital hoặc dạng analog. Mà PT100 xuất tín hiệu dưới dạng RTD vậy làm sao để kết nối được?

Thì ở đây tôi sẽ chỉ các bạn kết nối PT100 với PLC thông qua một bộ chuyển đổi trung gian. Bộ chuyển đổi T120 này chuyển tín hiệu RTD sang tín hiệu analog 4-20ma.

Kết nối PT100 với màn hình hiển thị

Các bộ hiển thị hiện nay như ATR144, STR551, …Có thể kết nối trực tiếp với PT100 mà không cần sử dụng bộ chuyển đổi trung gian.

Ứng dụng cảm biến nhiệt độ

Ứng dụng trong ngành thực phẩm

Dùng để kiểm soát nhiệt độ trong lò nướng bánh mì hoẵc trong lồi nước sôi

Ứng dụng PT100 đo nhiệt độ lò sấy gỗ

Có rất nhiều cách để sấy gỗ như sấy chân không, sấy cao tần, sấy ngưng tụ ẩm, … Các phương pháp này đều dựa trên nguyên lý nhiệt độ. Để chất lượng gỗ được tốt nhất thì trong quá trình sấy gỗ phải luôn đảm bào được nhiệt độ.

Ứng dụng đo nhiệt độ lò hơi

Mua cảm biến nhiệt độ PT100 ở đâu?

Cảm biến nhiệt độ pt100 giá rẻ

Trên thị trường hiện nay, cảm biến pt100 rất đa dạng. Khi nhắc đến pt100 giá rẻ chúng ta thường nghĩ ngay đến hàng Đài Loan, Trung Quốc, Hàn Quốc…. Những model này thường có giá rất rẻ nhưng độ bền kém, độ chính xác không cao. Sau một vài tuần sử dụng thì cảm biến sẽ bị hỏng hoặc khi lắp đặt sẽ không chính xác.

Do đó, khi chọn mua bất kỳ thiết bị nào để đảm bảo chất lượng thì chúng ta chỉ nên chọn mua của các hãng châu Âu.

PT100 xuất sứ từ Italy là lựa chọn tốt nhất cho nhà máy của bạn. Pt100 của Ý được sản xuất theo công nghệ châu Âu G7 nên chất lượng rất cao, đáp ứng tốt được những yêu cầu trong công nghiệp.

Lưu ý khi mua cảm biến nhiệt độ PT100

• Lựa chọn cảm biến pt100 dạng dây hay dạng đầu củ hành (dạng dây thích hợp lắp đặt ở những nơi diện tích nhỏ và nhiệt độ làm việc thấp hơn dạng đầu củ hành)
• Chiều dài của que đo:là bao nhiêu milimet ? (thông thường que đo dài từ 50mm đến 1000mm)
• Đường kính que đo:là 3mm, 6mm, 8mm ? (đường kính to sẽ chịu được nhiệt độ cao tốt hơn)
• Có ren kết nối hay là dạng mặt bích ?
• Ngõ ra là 2 dây, 3 dây hay 4 dây ? (thông thường là 3 dây)
• Vật liệu là nhôm hay inox ? Có chống ăn mòn hay không ?
• Nhiệt độ làm việc:của cảm biến trong khoảng bao nhiêu độ ?
• Xuất xứ ở châu Âu hay châu Á ?

Để biết chính xác và được tư vấn về cẩm biến đo nhiệt độ hãy liên hệ với chung tôi:

Thông tin liên hệ

Lê Văn Trọng

Mobile: 0975 116 329

Zalo: 0975 116 329 – Lê Trọng