RTD là gì ? | Cảm biến đo nhiệt độ RTD PT100 | Thang đo nhiệt độ -250… 850 độ c

RTD là gì ?  RTD tiếng anh là gì ?  Trên thị trường cảm biến đo lường hiện nay các dòng cảm biến nhiệt độ nói chung và dòng cảm biến RTD nói riêng là loại được lựa chọn và sử dụng phổ biến nhất. Để đáp ứng được nhu cầu của mọi người về thiết bị đo lường Termotech đã chế tạo và thương mại hoá các dòng cảm biến PT100, PT500, PT1000, Ni1000, Ni500,… và một số loại đặc biệt dùng để đo các thang nhiệt độ khác nhau. Vậy RTD là gì ? PT100 hoạt động như thế nào ? Chúng có cấu tạo ra sao? Các dòng cảm biến PT100 ?

Hôm nay mình xin chia sẻ đến với mọi người về dòng cảm biến RTD PT100 trong bài viết dưới này nhé !

RTD là gì ?

RTD là một thiết bị dùng để đo nhiệt độ thay đổi của môi trường. Chúng được sử dụng chủ yếu ở trong các ngành công nghiệp đo lường hiện nay. Ngoài với cái tên là cảm biến nhiệt độ thì chúng còn được biết đến như đầu dò nhiệt RTD, đầu dò điện trở.

RTD tiếng anh là gì ?

RTD tiếng anh là gì ?  Trong tiếng anh thuật ngữ “ RTD ” là viết tắt chữ cái đầu của cụm từ “ Resistance Temperature Detectors ” cụm từ này có nghĩ là dò nhiệt độ bằng điện trở. Hiểu cách đơn giản hơn đó là các thiết bị đo nhiệt độ dựa trên sự tăng giảm điện trở khi có tác dụng nhiệt của kim loại.

Resistance là gì ?

Cụm từ này chắc không còn xa lạ đối với những anh em nào làm về lĩnh vực điện tử. Đây chính là điện trở, là một đại lượng đặc trung cho sự cản trở của dòng điện của thiết bị.

Temperature là gì ?

Temperature được dịch ra tiếng Việt đó là “ Nhiệt độ”. Nhiệt độ ở đây là tính chất vậy lý của một chất hiểu đơn giản là tính “nóng” và “lạnh”. Đây là một biểu hiện của nhiệt năng có trong mọi vật chất.

Detector là gì ?

Detetor dịch từ tiếng anh ra là “ máy dò ”. Máy dò ở đây là một thiết bị dùng để phát hiện biến đổi của một đại lượng vật lý nào đó ví dụ như độ ẩm, nhiệt độ, độ PH,…. Và chuyển đổi thành tín hiệu điện.

Kí hiệu cảm biến nhiệt độ

Ứng dụng của cảm biến điện trở

Được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp. Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại cảm biến nhiệt độ, chúng có các đặc điểm khác nhau tùy vào từng ứng 2 dụng thực tế, như đo nhiệt độ trong bồn đun nước, nhiệt độ của môi trường, đun dầu, nhiệt độ trong lò nung, lò sấy, máy đun nhựa…

Nhiệt điện trở kim loại ( RTD-resitance temperature detector )- nhiệt điện trở dương: được làm từ các kim loại như Đồng, Niken, Platinum…Nguyên lý hoạt động nhiệt điện trở dựa trên sự thay đổi nhiệt độ dẫn đến thay đổi điện trở. Ưu điểm : Là đơn giản, độ nhạy cao, ổn định dài hạn. RTD thường có loại 2 dây, 3 dây và 4 dây. Phổ biến nhất của nhiệt điện trở kim loại là cảm biến nhiệt độ PT100 .PT100 được cấu tạo từ kim loại Platinum được quấn tùy theo hình dáng của đầu dò nhiệt. Can nhiệt Pt100- loại cảm biến Pt, được làm từ Platinum.

Cảm biến PT100 là gì ?

Đây là một dòng cảm biến thuộc loại cảm biên RTD. Giống như RTD nguyên lý hoạt động của chúng là khi nhiệt độ tăng thì điện trở sẽ tăng theo, từ đó cảm biến này đo giá trị điện trở để đưa về giá trị nhiệt độ tương ứng.

PT là gì ?

Là chữa viết tắt của nguyên tố hoá học Platinum. Đọc đến đây chắc hẳn nhiều bạn sẽ thắc mắc tại sao phải dùng nguyên tố Platinum?

Đây là một kim loại rất quý bởi vì Platinum chịu được nhiệt độ cao và đặc biệt hơn mà người chọn dùng kim loại này đó chính là sự tuyến tính. Đúng vậy, khi chế tạo cảm biến nhiệt độ thì các nhà khoa học đã tính toán đến mức độ tuyến tính của nhiệt độ và điện trở và Platinum được tin chọn làm vật liệu.

100 là gì ?

Còn con số “100” ở đây mang ý nghĩa đó là tại điện trở 100-ohm thì tương ứng với giá trị nhiệt độ là 0 độ C

Ngoài Pt100 ra chúng ta còn có những loại cảm biến như PT100, PT1000, Ni500, Ni1000… Nguyên lý những loại cảm biến này tương tự nhau, chúng chỉ khác nhau về thang đo nhiệt độ.

Thang đo của cảm biến RTD PT100

Cảm biến PT100 có dải đo từ -200…850 oC là cmar biến có dải đo rộng nhất trong các loại RTD. Các loại khác có dải đo như sau:

• Pt500 có dãy đo -200 … 250oC
• Pt1000 có dãy đo -200 … 250oC
• Ni500 có dãy đo -60 … 180oC
• Ni1000 có dãy đo -60 … 150oC
• Cu 60 có dãy đo -50 … 150oC
• Cu100 có dãy đo -50 … 150oC

Cấu tạo cảm biến nhiệt độ PT100

Cảm biến PT100 cấu tạo gồm các phần chính như sau:

(1) Đầu củ hành: Phần này thường được chế tạo từ nhựa cứng chịu nhiệt. Bên trong của đầu củ hành là các phần tử mạch điện, bộ xử lý nhiệt độ để chuyển đổi nhiệt độ thành tín hiệu điện trở.

(2) Lớp bảo vệ: Lớp này giúp bảo vệ đầu dò của cảm biến khỏi các tác độ của môi trường bên ngoài như là chất lỏng, chất axit hay môi trường có nhiệt độ cao trên 850oC.

(3) Đầu dò: Đây được xem như là phần quan trọng nhất của cảm biến. Cảm biến có chính xác hay không phải dựa vào vật liệu của đầu dò có tính khiết hay không. Đầu dò này được làm từ kim loại hiếm đó là platinum.

(4) Ren: Ren kết nối giữa cảm biến với môi trường cần đo đạc. chúng được gắn trực tiếp vô các bền mặt, thành của bồn, silo,… Ren này cũng khá đa dạng với nhiều kiểu ren khác nhau như G1/2, G1/4, G1/8,… Khi các bạn lựa chọn cần lưu ý đến thông số này.

Nguyên lý hoạt động PT100

Đầu dò cảm biến nhiệt độ RTD PT100 hoạt độ dựa trên nguyên lý điện trở nhiệt. Tức là đầu dò này sẽ tiếp xúc trực tiép với môi trường đo. Khi môi trường này nhiệt độ thay đổi thì đầu dò cảm biến kim loại sẽ thay đổi điện trở bên trong.

Với mỗi giá trị của nhiệt độ sẽ cho ta một giá trị củ điện trở. Cảm biến thong qua cách mạch điện tử và gửi giá trị điện trở ohm này về bộ xử lý trung tâm.

Phân lại cảm biến điện trở PT100

PT100 được thết kế với với nhiều phiên bản khác nhau. Mỗi phiên bản này dành cho một môi trường nhất định nào đó với độ chính xác và dài đo khác nhau. Sau đây là những loại cảm biến RTD PT100.

Cảm biến nhiệt độ PT100 2 dây

Đây là loại it phổ biến và khá hiểm gặp trong thực tế bởi vì chúng có sai số cao. Chúng ta có thể phân biệt được loại này với hai dây màu khác nhau.

Cảm biến nhiệt độ PT100 3 dây

Loại 3 dây này rất phổ biến, được người dùng lựa chọn hàng đầu bởi vì độ chính xác và thời gian đpá ứng của chúng luôn đáp ứng được những dải đo nhiệt độ khắt khe. Với 2 dây màu đỏ và 1 dây màu trắng thì tâ có thể dùng loại cảm biến này thay thế được cho loại 2 dây.

Cảm biến nhiệt độ PT100 4 dây

Cũng giống như loại 2 dây thì loại này cũng khá it trên thực tế. Bởi vì giá thành của chúng khá cao và cũng cho độ chính xác cao hơn loại 3 dây. Chúng gồm có 2 dây màu đỏ và 2 dây màu trắng.

Cảm biến nhiệt độ PT100 dạng dây

Loại này khá mềm dẻo, chúng thế kế để dễ dàng lắp đặt ở những nơi làm việc chật hẹp, nhưng nơi ta không thể sử dụng dạng đầu dò củ hành được. Vì có thết kế nhỏ gonh hơn loại PT100 đầu củ hành cho nên loại này cũng có dải đo thấp hơn.

Dải đo PT100 dạng dây: -40…200 độ C

So sánh cảm biến PT100 với Thermocouple

Với mỗi loại cảm biến điều có ưu nhược điểm riêng khác nhau bởi vậy ta phải dựa vào môi trường làm việc để lựa chọn sao cho phù hợp và tiết kiệm nhất.

Nếu mối trường làm việc vượt quá 850 độ C thì ta không thể dùng loại PT100 mà thay vào đó ta dùng loại Can nhiệt.

Nếu yêu cầu độ chính xác cao thì PT100 sẽ đáp ứng tốt hơn loại Can Nhiệt và chúng cũng có giá thành rẻ hơn.

Cảm biến PT100 đầu ra Ouput 4-20mA

Như bài viết ở trên thì tín hiệu đầu ra của PT100 là dạng tín hiệu điện trời vậy tại sao lại nói là tín hiệu 4-20mA ?

Rất đơn giản các bạn à, ta chỉ cần gắn thêm một bộ chuyển đổi tín hiệu RTD sang tín hiệu 4-20mA hoặc 0-10V.

Vì sao sử dụng tín hiệu 4-20mA ?

Như các bạn đã biết thì đặc tính của dong điện gồm điện áp và cường độ dòng điện. Khi muốn truyền một tín hiệu đi xa ta nên sử dụng tín hiệu cường độ dòng điện bởi vì chúng không bị nhiễu và rất ổn định.

Hơn nữa trong hệ thống nhà máy sản xuất hiện nay các dòng điều khiển PLC đã tích hợp sẵn các modul tín hiệu 4-20mA chứ không tiếp nhận trự tiếp tín hiệu của cảm biến nhiệt độ.

Ứng dụng cảm biến PT100

Với dải đo rộng, độ chích xác cao và giá thành khá rẻ nên PT100 được ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhau như: y tế, dược phẩm, hoá chất, … cụ thể như:

Que đo nhiệt độ nước

Khác với những loại nhiệt kế dùng để đo nước sôi hoặc các dung dịch khác. Thì loại PT100 này thường được sử dụng đo nhiệt độ với những bồn lớn hoặc các silo, bể nước, bể axit, …

Bảo vệ quá nhiệt cho motor

Khi động cơ làm việc với tần xuất cao và liên tục thì chúng sẽ sinh ra nhiệt độ và gây ảnh hưởng xấu đối với động cơ. Để giải quyết việc này ta có thể nghĩ ngay tới một thiết bị làm mát động cơ. Vậy làm sao thiết bị làm mát có thể kiểm soát liên tục được nhiệt độ động cơ sinh ra. Đến đên ta có thể tận dụng ngay loại cảm biến nhiệt độ PT100 bởi vì chúng đo liên tục nhiệt độ của động cơ.

Kiểm soát nhiệt độ lò sấy

Để có thể sấy khô được các loại thực phẩm thì yêu cầu lò sấy phải có nhiệt độ cao nhưng vần phải đảm bảo độ an toàn. Chính vì vậy, cảm biến nhiệt độ công nghiệp PT100 được sử dụng để kiếm soát tốt nhiệt độ lò sấy thực phẩm. Mỗi một mẻ sấy khô mang đến rất nhiều giá trị kinh tế cho doanh nghiệp chính vì vậy nên cân nhắc kỹ khi sử dụng các loại cảm biến khác kém chất lượng.

Mua cảm biến pt100 ở đâu ?

Để lựa chọn được loại cảm biến trước khi mua các bạn cần lưu ý những vấn đề sau đây.

• Đầu tiên đó là nhiệt độ cần đo
• Thứ hai là loại tín hiệu Output
• Thứ ba là đường kính đầu đo phi 6, phi 8, phi 10, …
• Thứ tư là chiều dài que đo 50mm, 100mm, 200mm, 300mm, 500mm, 1000mm. Ngoài ra hãng còn có thiết kế đặc biệt khác

Nếu các bạn còn băn khoăn không biết nên chọn loại nào cho phù hợp với môi trường của bạn thì hãy liên hệ với chúng tôi để được tư vấn.

Cảm biến Pt100 chính hãng

Để sở hưu Cảm biến nhiệt độ PT100 chính hãng của Italy (Ý). Với nguồn tài chính có sẵn và bạn muốn một sản phẩm cảm biến nhiệt độ PT100 chĩnh hãy mang tiêu chuẩn của Châu Âu. Khi nghe tiêu chuẩn Châu Âu nhiều bạn có thể nghĩ sản phẩm này giá cao. Nhưng riêng với dòng cảm biến PT100 này thì giá của chúng chỉ nhỉnh hơn những loại của Trung Quốc hay Hàn Quốc.

Bài viết tham khảo thêm :Thermocouple là gì ?

 

Thông tin liên hệ

Kỹ sư cơ điện tử

Lê Văn Trọng

Mobi: 0975116329 (zalo)