Cảm Biến Nhiệt độ Pt100 Là Gì? Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt động

Cảm biến nhiệt độ Pt100 là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ Pt100 sẽ được tổng hợp qua bài viết sau đây. Hãy cùng tham khảo nhé

1. Cảm biến nhiệt độ Pt100 là gì?

Cảm biến nhiệt độ Pt100 hay còn gọi là cảm biến nhiệt RTD (Resistance Temperature Detectors), đây là loại cảm biến nhiệt được chết tạo từ chất liệu bạch kim có tính ổn định cao và tuyến tính tốt. Thiết bị này đo nhiệt độ thông qua một que dò cảm biến có tích hợp Platinium bên trong. Cảm biến nhiệt Pt100 có thể đo được sự thay đổi nhiệt độ trong phạm vi từ -200 độ C đến 850 độ C. Khi nhiệt độ tăng thì điện trở tăng, nhiệt độ giảm thì chỉ số điện trở giảm.

Pt100 có nghĩa là gì?

Pt được viết tắt từ Platinum, 100 là giá trị 100 ohm tại 0 độ C.

Trên thị trường hiện nay, cảm biến nhiệt độ Pt100 được sử dụng rất phổ biến, chiếm đến 98% so với cảm biến nhiệt độ can nhiệt. Ưu điểm của cảm biến nhiệt Pt100 là có dải đo rộng và độ chính xác cao, có khả năng duy trì liên tục.

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ Pt100

Cảm biến nhiệt độ Pt100 được cấu tạo từ 6 thành phần chính và một số thành phần phụ như sau:

• Đầu dò nhiệt: là nơi quan trọng nhất của cảm biến có chức năng dùng để đo. Độ nhạy của đầu dò là yếu tố vô cùng quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả đo.
• Dây tín hiệu cảm biến nhiệt điện trở: dây tín hiệu được gắn với đầu dò của cảm biến và các ngõ ra các dạng dây như 2 dây, 3 dây, 4 dây. Tùy thuộc vào loại đầu đò thì dây tín hiệu sẽ được làm với chất liệu tương ứng.
• Chất cách điện bằng gồm: giúp không xảy ra hiện tượng đoản mạch và cách điện với các dây nối từ vỏ bọc bảo vệ.
• Chất làm đầy: gồm có bột Alumina khô được đổ đầy vào bên trong, không có khoảng trống để bảo vệ cảm biến khi bị rung lắc.
• Vỏ bảo vệ: là nơi tiếp xúc trực tiếp với nguồn nhiệt cần đo, chính vì vậy chúng được làm từ vật liệu và kích thước đúng theo tiêu chuẩn để bảo vệ các thành phần bên trong.
• Đầu nối (đầu củ hành): được làm từ các vật liệu cách điện điển hình nhưu nhựa, nhôm, gốm,…
• Các thành phần phụ: kết nối cơ khí, lớp sứ cách nhiệt,….

Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ Pt100: khi cảm biến Pt100 ở nhiệt độ 0 độ C điện trở của cảm biến sẽ là 10 Ohms, điện trở tăng khi nhiệt độ tăng. Khi điện trở giảm thì nhiệt độ giảm. Mối quan hệ giữa chúng là tỷ lệ thuận.

3. Phân loại cảm biến nhiệt Pt100

Cảm biến nhiệt độ Pt100 2 dây: là loại cảm biến nhiệt có hai dây ngõ ra, là loại có cấu hình nhiệt kế trở kháng đơn giản nhất. Được sử dụng để đo cho các ứng dụng không yêu cầu độ chính xác cao. Về hình dáng cảm biến nhiệt Pt100 2 dây gần giống với loại cảm biến 2 dây can nhiệt loại K, tuy nhiên tín hiệu truyền về của chúng là ohm chứ không phải tín hiệu mili-voltage.

Cảm biến nhiệt độ Pt100 3 dây: đây là loại cảm biến nhiệt có ba dây ngõ ra, được sử dụng phổ biến trong công nghiệp, giúp thảm thiểu tác động của điện trở chì. Loại cảm biến nhiệt 3 dây có nhiều ưu điểm, nổi trội nhất là độ chính xác tương đối cao với dải đo rộng từ -80 độ C đến 600 độ C. Một số loại có thiết kế đặc biệt còn có thể đo được từ – 200 độ C đến 850 độ C.

Cảm biến nhiệt độ Pt100 4 dây: loại cảm biến này là loại khá phổ biến vì trong cấu tạo của chúng điện trở dây tín hiệu không quá quan trọng đối với phép đo. Chúng có giá thành cao hơn 2 loại 2 dây và 3 dây. Thích hợp dùng cho các ứng dụng có độ chính xác cao tuyệt đối. Nguyên lý hoạt động của chúng là cung cấp 1 dòng điện có giá trị khoảng 150 micro amps đi qua hai đầu cảm biến, điện áp được đo dựa vào hai dây khác bằng vôn kế có điện trở và độ phân giải cao.

4. Sự khác nhau giữa cảm biến nhiệt Pt100 và Pt1000

Cảm biến nhiệt độ Pt1000 là loại cảm biến có điện trở biến thiện rộng hơn pt100, khi nhiệt độ thay đổi thì điện trở cũng sẽ thay đổi từ 0 – 1000 ohm. Loại cảm biến này được sử dụng ở một số ứng dụng như làm lạnh, sưởi ấm, thông gió,…

Vậy giữa cảm biến nhiệt Pt100 và Pt1000 có gì khác nhau?

• Đây đều là hai loại cảm biến nhiệt được sử dụng phổ biến. Cảm biến nhiệt Pt100 có điện trở là 100 Ohm tại điểm nhiệt độ 0 độ C. Cảm biến nhiệt Pt1000 có điện trở là 1000 Ohm tại điểm nhiệt độ 0 độ C.
• Độ tuyến tính, phạm vi nhiệt độ, thời gian đáp ứng cho hai loại tương tự nhau.
• Vì khác nhau về điện trở nên số đọc của cảm biến Pt1000 luôn cao hơn khoảng 10 lần so với Pt100.
• Sự khác nhau được so sánh rõ ràng giữa các loại 2 dây khi có lỗi đo lường chì được sử dụng. Sai số của Pt100 là +1,0 độ C thì Pt1000 là +0,1 độ C.

>>> Tham khảo: Cảm biến từ là gì? Đặc điểm và ứng dụng