Cấu tạo các cảm biến nhiệt thường dùng trong HVAC

Mình xin mở chuyên mục này để các anh em cùng nhau đóng góp để hiểu nhiều hơnvề CẢM BIẾN được dùng nhiều trong lĩnh vực HVAC. Những kiến thức này nếu đốivới các anh em chuyên về điện-điện tử sẽ không lạ lẫm gì. Nhưng mục đích của mìnhlà đúc kết lại những kiến thức CẦN NGHIÊN cứu thôi, không đi quá sâu về chuyênđiện ( công thức, mạch, ….) nhằm mục đích cho các anh em chuyên ngành khác vẫn cóthể tham gia. Và sẳn đây xin mời các anh em bên HVAC cùng tham gia- cùng kết...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cấu tạo các cảm biến nhiệt thường dùng trong HVACCấu tạo các cảm biến nhiệt thường dùng trong HVACMình xin mở chuyên mục này để các anh em cùng nhau đóng góp để hiểu nhiều hơnvề CẢM BIẾN được dùng nhiều trong lĩnh vực HVAC. Những kiến thức này nếu đốivới các anh em chuyên về điện-điện tử sẽ không lạ lẫm gì. Nhưng mục đích của mìnhlà đúc kết lại những kiến thức CẦN NGHIÊN cứu thôi, không đi quá sâu về chuyênđiện ( công thức, mạch, ….) nhằm mục đích cho các anh em chuyên ngành khác vẫn cóthể tham gia. Và sẳn đây xin mời các anh em bên HVAC cùng tham gia- cùng kết hợpthế mạnh của 2 chuyên ngành.Trước tiên, cảm biến là gì: Cảm biến là thiết bị dùng để đo, đếm, cảm nhận,…các đạilượng vật lý không điện thành các tín hiệu điện. Ví dụ: Nhiệt độ là 1 đại lượng khôngliên quan đến điện chúng ta phải chuyển nó về 1 đại lượng khác ( điện trở, điện áp )để phù hợp với các cơ cấu điện tử.Các cảm biến thường dùng trong HVAC: Cảm biến nhiệt, áp suất, độ ẩm, mức nước,lưu lượng gió, lưu lượng khí, đo nồng độ hóa chất trong nước, CO2, khói, …. Phần I: CẢM BIẾN ĐO NHIỆT ĐỘ.Nhiệt độ từ môi trường sẽ được cảm biến hấp thu, tại đây tùy theo cơ cấu của cảmbiến sẽ biến đại lượng nhiệt này thành một đại lượng điện nào đó. Như thế một yếutố hết sức quan trọng đó là “ nhiệt độ môi trường cần đo” và “nhiệt độ cảm nhận củacảm biến”. Cụ thể điều này là: Các loại cảm biến mà các bạn trông thấy nó đều là cáivỏ bảo vệ, phần tử cảm biến nằm bên trong cái vỏ này ( bán dẫn, lưỡng kim….) dođó việc đo có chính xác hay không tùy thuộc vào việc truyền nhiệt từ môi trường vàođến phần tử cảm biến tổn thất bao nhiêu ( 1 trong những yếu tố quyết định giá cảmbiến nhiệt ).- Một nguyên tắc đặt ra là: Tăng cường trao đổi nhiệt giữa cảm biến và môitrường cần đo.A. PHÂN LOẠI CẢM BIẾN NHIỆT.- Cặp nhiệt điện ( Thermocouple ).- Nhiệt điện trở ( RTD-resitance temperature detector ).- Thermistor.- Bán dẫn ( Diode, IC ,….).- Ngoài ra còn có loại đo nhiệt không tiếp xúc ( hỏa kế- Pyrometer ). Dùng hồngngoại hay lazer.A.1. CẶP NHIỆT ĐIỆN ( Thermocouples ).- Cấu tạo: Gồm 2 chất liệu kim loại khác nhau, hàn dính một đầu.- Nguyên lý: Nhiệt độ thay đổi cho ra sức điện động thay đổi ( mV).- Ưu điểm: Bền, đo nhiệt độ cao.- Khuyết điểm: Nhiều yếu tố ảnh hưởng làm sai số. Độ nhạy không cao.- Thường dùng: Lò nhiệt, môi trường khắt nghiệt, đo nhiệt nhớt máy nén,…- Tầm đo: -100 D.C Cấu tạo của nhiệt điện trở RTD- Cấu tạo của RTD gồm có dây kim loại làm từ: Đồng, Nikel, Platinum,…đượcquấn tùy theo hình dáng của đầu đo. Khi nhiệt độ thay đổi điện trở giữa hai đầu dâykim loại này sẽ thay đổi, và tùy chất liệu kim loại sẽ có độ tuyến tính trong mộtkhoảng nhiệt độ nhất định.Phổ biến nhất của RTD là loại cảm biến Pt, được làm từPlatinum. Platinum có điện trở suất cao, chống oxy hóa, độ nhạy cao, dải nhiệt đođược dài. Thường có các loại: 100, 200, 500, 1000 ohm tại 0 D.C. Điện trở càng cao thìđộ nhạy nhiệt càng cao.- RTD thường có loại 2 dây, 3 dây và 4 dây.Lưu ý khi sử dụng:- Loại RTD 4 dây giảm điện trở dây dẫn đi 1/2, giúp hạn chế sai số.- Cách sử dụng của RTD khá dễ chịu hơn so với Thermocouple. Chúng ta có thểnối thêm dây cho loại cảm biến này ( hàn kĩ, chất lượng dây tốt, có chống nhiễu ) vàcó thể đo test bằng VOM được.- Vì là biến thiên điện trở nên không quan tâm đến chiều đấu dây. Cảm biến dạng NTDA.3. THERMISTOR- Cấu tạo: Làm từ hổn hợp các oxid kim loại: mangan, nickel, cobalt,…- Nguyên lý: Thay đổi điện trở khi nhiệt độ thay đổi.- Ưu điểm: Bền, rẽ tiền, dễ chế tạo.- Khuyết điểm: Dãy tuyến tính hẹp.- Thường dùng: Làm các chức năng bảo vệ, ép vào cuộn dây động cơ, mạch điện tử.- Tầm đo: 50 Cấu tạo Thermistor.- Thermistor được cấu tạo từ hổn hợp các bột ocid. Các bột này được hòa trộntheo tỉ lệ và khối lượng nhất định sau đó được nén chặt và nung ở nhiệt độ cao. Vàmức độ dẫn điện của hổn hợp này sẽ thay đổi khi nhiệt độ thay đổi.- Có hai loại thermistor: Hệ số nhiệt dương PTC- điện trở tăng theo nhiệt độ; Hệsố nhiệt âm NTC – điện trở giảm theo nhiệt độ. Thường dùng nhất là loại NTC.- Thermistor chỉ tuyển tính trong khoảng nhiệt độ nhất định 50-150D.C do vậyngười ta ít dùng để dùng làm cảm biến đo nhiệt. Chỉ sử dụng trong các mục đích bảovệ, ngắt nhiệt, các bác nhà ta thường gọi là Tẹt-mít. Cái Block lạnh nào cũng có mộtvài bộ gắn chặt vào cuộn dây động cơ.Lưu ý khi sử dụng:- Tùy vào nhiệt độ môi trường nào mà chọn Thermistor cho thích hợp, lưu ý hailoại PTC và NTC ( gọi nôm na là thường đóng/ thường hở ) Có thể test dễ dàng vớiđồng hồ VOM.- Nên ép chặt vào bề mặt cần đo.- Tránh làm hỏng vỏ bảo vệ.- Vì biến thiên điện trở nên không quan tâm chiều đấu dây. Hình thermistor.A.4. BÁN DẪN- Cấu tạo: Làm từ các loại chấ ...