Bài giảng Cảm biến công nghiệp - Chương 3

Chương 3 Cảm biến đo nhiệt độ thuộc bài giảng Cảm biến công nghiệp, có cấu trúc nội dung cần tìm hiểu được chia làm 6 phần: Phần 1 Tổng quan, phần 2 Cặp nhiệt điện (Thermocouple), phần 3 Nhiệt điện trở (RTD), phần 4 Thermistor, phần 5 IC đo nhiệt độ, phần 6 Nhiệt kế hồng ngoại.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cảm biến công nghiệp - Chương 3III. Cảm biến đo nhiệt độ1. Tổng quan2. Cặp nhiệt điện (Thermocouple)3. Nhiệt điện trở (RTD)4. Themistor5. IC đo nhiệt độ6. Nhiệt kế hồng ngoạiMonday, March 24, 2014 11. Tổng quan Cảm biến nhiệt độ là thiết bị được dùng để đo nhiệt độ của đối tượng. Các cảm biến này cảm nhận sự thay đổi nhiệt độ và cho tín hiệu ngõ ra một trong hai dạng: thay đổi điện áp hoặc thay đổi điện trở. Để lựa chọn cảm biến cho một ứng dụng cụ thể thì cần xem xét: độ chính xác, khoảng đo, thời gian đáp ứng và môi trường làm việc. Cảm biến nhiệt độ được phân thành 2 loại: Cảm biến loại tiếp xúc Cảm biến loại không tiếp xúc (đo bức xạ nhiệt)Monday, March 24, 2014 21. Tổng quan Cảm biến loại tiếp xúc: Cặp nhiệt điện (Thermocouple) Nhiệt điện trở • RTD • Thermistor IC đo nhiệt độ Cảm biến loại không tiếp xúc Nhiệt kế hồng ngoại • Đo nhiệt độ bằng cách nhận năng lượng hồng ngoại được phát ra từ vật liệuMonday, March 24, 2014 31. Tổng quanMonday, March 24, 2014 42. Cặp nhiệt điện (Thermocouple) Cấu tạo Được làm bằng 2 vật liệu dẫn điện khác nhau (thường là hợp kim) được hàn dính 1 đầu, đầu còn lại được đưa đến thiết bị đo Thermocouple có 2 mối nối: lạnh và nóng Hoạt động Thermocouple hoạt động dựa trên nguyên lý của hiệu ứng Seebeck Điện áp giữa 2 mối nối được gọi là điện áp SeebeckMonday, March 24, 2014 52. Cặp nhiệt điện Một số hình ảnhMonday, March 24, 2014 6 2. Cặp nhiệt điện (Thermocouple) Các loại cặp nhiệt điệnType Composition Range Good for Not recommended Cost Sensitivity for K Chromel (Ni-Cr alloy) / −200 °C to 1200 °C Oxidizing or neutral Low 41 µV/°C Alumel (Ni-Al alloy) applications Use under 540ºC E Chromel / Constantan −200 °C to 900 °C Oxidizing or inert Low 68 µV/°C (Cu-Ni alloy) applications J Iron / Constantan −40 °C to 750 °C Vacuum, reducing, Oxidizing or humid Low 52 µV/°C or inert apps environments N Nicrosil (Ni-Cr-Si alloy) / −270 °C to 1300 °C Oxidizing or neutral Low 39 µV/°C Nisil (Ni-Si alloy) applications T Copper / Constantan −200 °C to 350 °C Oxidizing, reducing Wet or humid Low 43 µV/°C or inert apps environments R Platinum /Platinum with 0 °C to 1600 °C High temperatures Shock or vibrating High 10µV/°C 13% Rhodium equipment S Platinum /Platinum with 0 °C to 1600 °C High temperatures Shock or vibrating High 10µV/°C 10% Rhodium equipment B Platinum-Rhodium / 50 °C to 1800 °C High temperatures Shock or vibrating High 10µV/°C Pt-Rh equipment Monday, March 24, 2014 72. Cặp nhiệt điện (Thermocouple) Công thức tính Điện áp được tạo ra bởi cặp nhiệt điện được cho bởi công thức V = S * ΔT Trong đó: • V: Điện áp đo được (V) • S: Hệ số Seebeck (V/0C) • ΔT: Chênh lệch nhiệt độ giữa 2 mối nối Do đó, nhiệt độ cần đo được tính theo công thức T= Ttham chiếu + V/S (°C)Monday, March 24, 2014 82. Cặp nhiệt điện (Thermocouple) Đặc tínhMonday, March 24, 2014 92. Cặp nhiệt điện (Thermocouple) Đặc tínhMonday, March 24, 2014 10 2. Cặp nhiệt điện (Thermocouple) Các kiểu đầu dò của cặp nhiệt điện:-Đơn giản nhất -Đầu đo được đặt trong ống -Đầu đo được làm- Nhỏ gọn, đáp kim loại (inox hoặc hợp kim) bằng vật liệu dẻo, dễ uốnứng nhanh - Đo được nhiệt độ cao, nhiều môi trường vật chất -Dùng đo nhiệt độ bề-Dùng đo nhiệt mặt vật liệuđộ chất khí Monday, March 24, 2014 ...