Bài giảng Đo lường cảm biến: Chương 5

Bài giảng Đo lường cảm biến: Chương 5 - Đo nhiệt độ có nội dung trình bày các kiến thức cần nắm về thang nhiệt độ, nhiệt điện trở, cặp nhiệt ngẫu và một số nội dung khác. Tham khảo nội dung bài giảng để hiểu rõ hơn về các nội dung trên.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Đo lường cảm biến: Chương 5I. Thang nhiệt độ + Thang Kelvin : đơn vị : oK. Trong thang Kelvin, người ta gán cho điểm nhiệt độ cân bằng của trạng thái nước, nước đá : 273,15oK + Thang Celsius: oC. Một độ Celsius bằng 1 độ kelvin. Quan hệ giữa nhiệt độ Celsius và nhiệt độ Kelvin được thể hiện: T (oC) = T (oK) – 273,15. + Thang Fahrenheit: oF. T ( F ) = 9 T ( C ) + 32 o 5 o T ( C ) = (T ( F ) − 32). 5 o o 9 Tra ng 1+ Điểm chuẩn nhiệt độ: Nhiệt độ đo được chính là nhiệt độ của cảm biến và được ký hiệu là Tc. Nhiệt độ này phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường Tx và sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngòai. Để làm giảm ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường: - Tăng trao đổi nhiệt giữa cảm biến và môi trường đo. - Giảm trao đổi nhiệt giữa cảm biến và môi trường bên ngòai.Ví dụ: đo nhiệt độ trong lòng chất rắn : khoan 1 lỗ sâu L với bánkính r thì L ≥ 10.r và lỗ khoan phải được lấp đầy bằng vật liệu dẫnnhiệt tốt. Tra ng 2 II. Nhiệt điện trở Nhiệt điện trở là thiết bị có điện trở thay đổi tương ứng theonhiệt độ. 1. Nhiệt điện trở kim loại Nguyên lý : sự thay đổi giá trị điện trở tuyến tính dương với nhiệt độ: khi nóng thì giá trị điện trở tăng và khi lạnh thì giá trị điện trở giảm. Quan hệ giữa điện trở và nhiệt độ: R(T) = Ro[1+AT + BT2 + C(T-100)3] Xem như tuyến tính R = R0 (1 + α.ΔT) R0 : điện trở danh định tại nhiệt độ T0 ΔT : Chênh lệch nhiệt độ so với nhiệt độ chuẩn T0. α : Hệ số dẫn nhiệt Tra ng 32. Nhiệt điện trở bán dẫn. Là thiết bị có điện trở thay đổi tương ứng với nhiệt độ. Có độ ổn định và độ nhạy rất cao. Bao gồm 2 lọai. + PTC : Nhiệt điện trở bán dẫn có hệ số nhiệt điện trở dương: giá trị điện trở tăng khi nhiệt độ tăng. + NTC : Nhiệt điện trở bán dẫn có hệ số nhiệt điện trở âm: giá trị điện trở giảm khi nhiệt độ tăng. Nhiệt điện trở được chế tạo nhiều hình dáng khác nhau, ph ần tử nhạy cảm hoặc được bọc một lớp bảo vệ hoặc để trần Tra ng 41. Nhiệt điện trở có hệ số nhiệt điện trở âm (NTC : NegativeTemperatur Coefficient)Đối với NTC thì điện trở giảm từ 3  5,5% / 1 độ.Đường đặc trưng nhiệt độ - điện trởcủa 1 NTC RNTC tại 20oC = 5,5 kΩ RNTC tại 100oC = 400 ΩĐặc tính của NTC không tuyến tínhnên phải tuyến tính hóa. Cách đơngiản là mắc điện trở nhiệt NTC songsong với một điện trở khác Tra ng 5 UcUa = .[ R2 // RNTC ] R1 R1 + [ R2 // RNTC ] Uc Uc Uc RNTC R2 UaUa = = R1 + 1 R1 1 + 1  + 1   [ R2 // RNTC ] R  2 RNTC  Để giảm độ phi tuyến thì ta chọn R2 > 10. RNTC. Khi đó thì 1/R2rất nhỏ so với 1/RNTC nên có thể bỏ qua Uc Ua =  1  R1 R  +1   NTC  Tra ng 62. Nhiệt điện trở có hệ số nhiệt điện trở duong (PTC : positiveTemperatur Coefficient) Đường đặc tuyến của PTC chia làm 3 vùng: + Vùng nhiệt độ thấp ...