Cảm biến nhiệt độ đóng vai trò quan trọng và cần thiết trong cuộc sống hiện đại hằng ngày của chúng ta. Như là: tủ lạnh, lò vi sóng, nhiệt kế,..cho đến giám sát địa kỹ thuật. Hãy cùng Uniduc tìm hiểu xem những lý do khiến cảm biến nhiệt độ lại quan trọng đến vậy nha!
Cảm biến nhiệt độ là một công cụ đơn giản để đo mức độ nóng hoặc mát và chuyển mức độ đó thành một đơn vị có thể đọc được. Tuy nhiên, bạn có bao giờ tự hỏi nhiệt độ của đất, lỗ khoan, đập bê tông khổng lồ hay các tòa nhà được đo bằng cách nào không?
Tất cả điều này thực hiện được là nhờ vào bộ cảm biến chuyên dụng. Chúng được thiết kế để kiểm tra thường xuyên kết cấu bê tông, cầu, đường ray, đất, v.v.
Ở đây chúng tôi sẽ cho bạn biết định nghĩa, nguyên lý hoạt động và mục đích sử dụng của thiết bị này.
Tổng quan về bộ cảm biến nhiệt độ
Tổng quan về bộ cảm biến
Định nghĩa của cảm biến nhiệt độ
Cảm biến nhiệt độ là một thiết bị cung cấp phép đo nhiệt độ ở dạng có thể đọc được thông qua tín hiệu điện. Điển hình là cặp nhiệt điện hoặc máy dò nhiệt độ điện trở.
Nhiệt kế là dạng cơ bản nhất của bộ cảm biến nhiệt độ dùng để đo mức độ nóng và lạnh của một chất.Thiết bị này được sử dụng trong nhiều lĩnh vực địa kỹ thuật để theo dõi bê tông, kết cấu, đất, nước, cầu, v.v. Với mục đích là theo dõi sự thay đổi của cấu trúc theo các mùa.
Về cặp nhiệt điện, thiết bị này có cấu tạo từ hai kim loại khác nhau. Hai kim loại này sẽ tạo ra một hiệu điện thế tỉ lệ thuận với sự thay đổi của nhiệt độ.
Về máy dò nhiệt độ điện trở, viết tắt là RTD, là một biến trở. Nhiệm vụ của nó là thay đổi điện trở theo tỷ lệ thuận với sự thay đổi nhiệt độ. Biến trở đo rất chính xác, có thể lặp lại và gần như tuyến tính.
Xem thêm: Cảm biến ánh sáng ứng dụng làm gì?
Chức năng của cảm biến nhiệt độ
Bộ cảm biến này rất phổ biến trong cuộc sống hiện đại của con người. Dưới đây là một vài lĩnh vực có sự đóng góp của thiết bị này:
- Ứng dụng công nghiệp: Giám sát nhiệt độ của máy móc và môi trường khác nhau. Như là: nhà máy điện, sản xuất.
- Ứng dụng y tế: Theo dõi bệnh nhân, thiết bị y tế, phân tích khí, ống thông tim pha loãng nhiệt, máy tạo ẩm, ống thông khí, nhiệt độ dịch thẩm tách.
- Motorsport: Các phép đo khí thải, nhiệt độ không khí đầu vào, nhiệt độ dầu và nhiệt độ động cơ.
- Ứng dụng HVAC: Các thiết bị thông gió sưởi ấm và điều hòa không khí thương mại hoặc thuần hóa.
- Transit: Xe tải và xe tải lạnh.
Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động
Cảm biến nhiệt độ là một thiết bị được thiết kế để đo mức độ nóng hoặc lạnh của một vật thể. Hoạt động của đồng hồ đo nhiệt độ phụ thuộc vào điện áp trên diode. Sự thay đổi nhiệt độ tỷ lệ thuận với điện trở của diode. Nhiệt độ càng lạnh thì điện trở càng thấp và ngược lại.
Điện trở trên diode được đo và chuyển đổi thành các đơn vị nhiệt độ có thể đọc được (Fahrenheit, C, Centigrade, v.v.). Và được hiển thị ở dạng số trên các đơn vị đọc. Trong lĩnh vực giám sát địa kỹ thuật, các cảm biến nhiệt độ này được sử dụng để đo nhiệt độ bên trong của các công trình như cầu, đập, tòa nhà, nhà máy điện, v.v.
Nguyên lý hoạt động cơ bản
Nguyên lý hoạt động cơ bản của cảm biến nhiệt độ là điện áp trên các cực của diode. Nếu điện áp tăng, nhiệt độ cũng tăng, kéo theo sự sụt giảm điện áp giữa các cực của bóng bán dẫn của đế và cực phát trong một diode.
Bên cạnh đó, Encardio-Rite có cảm biến nhiệt độ dây rung hoạt động trên nguyên tắc ứng suất thay đổi do nhiệt độ thay đổi.
Đồng hồ đo nhiệt độ dây rung được thiết kế trên nguyên tắc các kim loại khác nhau có hệ số giãn nở tuyến tính khác nhau theo sự thay đổi nhiệt độ.
Nó chủ yếu bao gồm một dây kéo căng có từ tính vói độ bền kéo cao. Hai đầu của đồng hồ được cố định với bất kỳ kim loại khác nhau. Mà bất kỳ sự thay đổi nhiệt độ nào của đồng hồ cũng ảnh hưởng trực tiếp đến lực căng của dây và tần số dao động tự nhiên của nó.
Xem thêm: Cảm biến laser và những chú ý khi lựa chọn và sử dụng
Công thức tính lực căng dây
Kim loại khác trong trường hợp của đồng hồ nhiệt độ Encardio-Rite, là nhôm (Nhôm có hệ số giãn nở nhiệt lớn hơn thép). Khi tín hiệu nhiệt độ được chuyển đổi thành tần số, Cảm biến dây rung cũng có thể được sử dụng để theo dõi nhiệt độ.
Sự thay đổi nhiệt độ được cảm biến bằng cảm biến dây rung Encardio-rite được chế tạo đặc biệt và được chuyển đổi thành tín hiệu điện được truyền dưới dạng tần số đến bộ phận đọc ra.
Tần số tỷ lệ với nhiệt độ và lần lượt với lực căng ‘σ’ trong dây, có thể được xác định như sau:
f = 1/2 [σg / ρ] / 2l Hz
Trong đó:
σ = lực căng của dây
g = gia tốc do trọng lực
ρ = mật độ của dây
l = chiều dài của dây
Yếu tố cần xem xét trước khi chọn cảm biến nhiệt độ
Yếu tố cần xem xét trước khi chọn bộ cảm biến
Dưới đây là những yếu tố cần xem xét khi lựa chọn thiết bị đo và điều chỉnh nhiệt độ này:
Phạm vi nhiệt độ
Các cảm biến nhiệt độ khác nhau có thể đo các phạm vi khác nhau và có thể chính xác hơn trong một phạm vi nhất định.
Do đó, bạn cần phải đảm bảo rằng đã kiểm tra phạm vi của thiết bị nhiệt điện trở và phạm vi dự kiến của sản phẩm hay bất kỳ ứng dụng nào trước khi mua. Phạm vi của bộ cảm biến phải có sẵn biểu dữ liệu.
Độ chính xác và tính ổn định
Ứng dụng của bạn có thể yêu cầu một mức độ chính xác nhất định. Điều này cần phải lưu ý vì cặp nhiệt điện có phương sai cao hơn về độ ổn định lâu dài so với nhiệt điện trở và RTD.
Cảm biến nhiệt độ có độ chính xác cao nhất là nhiệt điện trở NTC tráng thủy tinh.
Kích thước của ứng dụng và cách gói chúng
Không gian có sẵn trong sản phẩm bạn muốn ứng dụng sẽ ảnh hưởng đến việc chọn lựa thiết bị nhiệt điện trở. Nếu không gian bị hạn chế, thì sẽ cần một thiết bị nhỏ hơn.
Cách gói cũng rất quan trọng vì điều này sẽ xác định cách bộ cảm biến được kết nối với ứng dụng và cách đo nhiệt độ ứng dụng đó.
Trên đây là bài viết về những thông tin quan trọng cần biết của bộ cảm biến. Uniduc hi vọng những thông tin trên sẽ giúp ích phần nào cho bạn.
UNIDUC – KIẾN TẠO NHÀ MÁY SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG
- Hotline: 089 6688 629 (Phòng kinh doanh)
- Địa chỉ: 22 Đường 54, Thảo Điền, Quận 2, TP.HCM
- Email: [email protected]
- Website: https://maysanxuattudong.com
