C u t o các c m bi n nhi t th ng dùng trongấ ạ ả ế ệ ườ
HVAC
Mình xin m chuyên m c này đ các anh em cùng nhau đóng góp đ hi u nhi u h nở ụ ể ể ể ề ơ
v C M BI N đ c dùng nhi u trong lĩnh v c HVAC. Nh ng ki n th c này n u đ iề Ả Ế ượ ề ự ữ ế ứ ế ố
v i các anh em chuyên v đi n-đi n t s không l l m gì. Nh ng m c đích c a mìnhớ ề ệ ệ ử ẽ ạ ẫ ư ụ ủ
là đúc k t l i nh ng ki n th c C N NGHIÊN c u thôi, không đi quá sâu v chuyênế ạ ữ ế ứ Ầ ứ ề
đi n ( công th c, m ch, ….) nh m m c đích cho các anh em chuyên ngành khác v n cóệ ứ ạ ằ ụ ẫ
th tham gia. Và s n đây xin m i các anh em bên HVAC cùng tham gia- cùng k t h pể ẳ ờ ế ợ
th m nh c a 2 chuyên ngành.ế ạ ủ
Tr c tiên, c m bi n là gì: C m bi n là thi t b dùng đ đo, đ m, c m nh n,…các đ iướ ả ế ả ế ế ị ể ế ả ậ ạ
l ng v t lý không đi n thành các tín hi u đi n. Ví d : Nhi t đ là 1 đ i l ng khôngượ ậ ệ ệ ệ ụ ệ ộ ạ ượ
liên quan đ n đi n chúng ta ph i chuy n nó v 1 đ i l ng khác ( đi n tr , đi n áp )ế ệ ả ể ề ạ ượ ệ ở ệ
đ phù h p v i các c c u đi n t .ể ợ ớ ơ ấ ệ ử
Các c m bi n th ng dùng trong HVAC: C m bi n nhi t, áp su t, đ m, m c n c,ả ế ườ ả ế ệ ấ ộ ẩ ứ ướ
l u l ng gió, l u l ng khí, đo n ng đ hóa ch t trong n c, CO2, khói, ….ư ượ ư ượ ồ ộ ấ ướ
Ph n I: C M BI N ĐO NHI T Đ .ầ Ả Ế Ệ Ộ
Nhi t đ t môi tr ng s đ c c m bi n h p thu, t i đây tùy theo c c u c a c mệ ộ ừ ườ ẽ ượ ả ế ấ ạ ơ ấ ủ ả
bi n s bi n đ i l ng nhi t này thành m t đ i l ng đi n nào đó. Nh th m t y uế ẽ ế ạ ượ ệ ộ ạ ượ ệ ư ế ộ ế
t h t s c quan tr ng đó là “ nhi t đ môi tr ng c n đo” và “nhi t đ c m nh n c aố ế ứ ọ ệ ộ ườ ầ ệ ộ ả ậ ủ
c m bi n”. C th đi u này là: Các lo i c m bi n mà các b n trông th y nó đ u là cáiả ế ụ ể ề ạ ả ế ạ ấ ề
v b o v , ph n t c m bi n n m bên trong cái v này ( bán d n, l ng kim….) doỏ ả ệ ầ ử ả ế ằ ỏ ẫ ưỡ
đó vi c đo có chính xác hay không tùy thu c vào vi c truy n nhi t t môi tr ng vàoệ ộ ệ ề ệ ừ ườ
đ n ph n t c m bi n t n th t bao nhiêu ( 1 trong nh ng y u t quy t đ nh giá c mế ầ ử ả ế ổ ấ ữ ế ố ế ị ả
bi n nhi t ).ế ệ
- M t nguyên t c đ t ra là: Tăng c ng trao đ i nhi t gi a c m bi n và môiộ ắ ặ ườ ổ ệ ữ ả ế
tr ng c n đo.ườ ầ
A. PHÂN LO I C M BI N NHI T.Ạ Ả Ế Ệ
- C p nhi t đi n ( Thermocouple ).ặ ệ ệ
- Nhi t đi n tr ( RTD-resitance temperature detector ).ệ ệ ở
- Thermistor.
- Bán d n ( Diode, IC ,….).ẫ
- Ngoài ra còn có lo i đo nhi t không ti p xúc ( h a k - Pyrometer ). Dùng h ngạ ệ ế ỏ ế ồ
ngo i hay lazer.ạ
A.1. C P NHI T ĐI N ( Thermocouples ).Ặ Ệ Ệ
- C u t o: G m 2 ch t li u kim lo i khác nhau, hàn dính m t đ u.ấ ạ ồ ấ ệ ạ ộ ầ
- Nguyên lý: Nhi t đ thay đ i cho ra s c đi n đ ng thay đ i ( mV).ệ ộ ổ ứ ệ ộ ổ
- u đi m: B n, đo nhi t đ cao.Ư ể ề ệ ộ
- Khuy t đi m: Nhi u y u t nh h ng làm sai s . Đ nh y không cao.ế ể ề ế ố ả ưở ố ộ ạ
- Th ng dùng: Lò nhi t, môi tr ng kh t nghi t, đo nhi t nh t máy nén,…ườ ệ ườ ắ ệ ệ ớ
- T m đo: -100 D.C <1400 D.Cầ
- G m 2 dây kim lo i khác nhau đ c hàn dính 1 đ u g i là đ u nóng ( hay đ uồ ạ ượ ầ ọ ầ ầ
đo), hai đ u còn l i g i là đ u l nh ( hay là đ u chu n ). Khi có s chênh l ch nhi tầ ạ ọ ầ ạ ầ ẩ ự ệ ệ
đ gi a đ u nóng và đ u l nh thì s phát sinh 1 s c đi n đ ng V t i đ u l nh. M tộ ữ ầ ầ ạ ẽ ứ ệ ộ ạ ầ ạ ộ
v n đ đ t ra là ph i n đ nh và đo đ c nhi t đ đ u l nh, đi u này tùy thu c r tấ ề ặ ả ổ ị ượ ệ ộ ở ầ ạ ề ộ ấ
l n vào ch t li u. Do v y m i cho ra các ch ng lo i c p nhi t đ , m i lo i cho ra 1ớ ấ ệ ậ ớ ủ ạ ặ ệ ộ ỗ ạ
s c đi n đ ng khác nhau: E, J, K, R, S, T. Các b n l u ý đi u này đ ch n đ u dò vàứ ệ ộ ạ ư ề ể ọ ầ
b đi u khi n cho thích h p.ộ ề ể ợ
- Dây c a c p nhi t đi n thì không dài đ n i đ n b đi u khi n, y u t d n đ nủ ặ ệ ệ ể ố ế ộ ề ể ế ố ẫ ế
không chính xác là ch này, đ gi i quy t đi u này chúng ta ph i bù tr cho nó ( offsetổ ể ả ế ề ả ừ
trên b đi u khi n ).ộ ề ể
L u ý khi s d ng:ư ử ụ
- T nh ng y u t trên khi s d ng lo i c m bi n này chúng ta l u ý là khôngừ ữ ế ố ử ụ ạ ả ế ư
nên n i thêm dây ( vì tín hi u cho ra là mV n i s suy hao r t nhi u ). C ng dây c aố ệ ố ẽ ấ ề ọ ủ
c m bi n nên đ thông thoáng ( đ ng cho c ng dây này dính vào môi tr ng đo ). Cu iả ế ể ừ ọ ườ ố
cùng là nên ki m tra c n th n vi c Offset thi t b .ể ẩ ậ ệ ế ị
- L u ý: ưVì tín hi u cho ra là đi n áp ( có c c âm và d ng ) do v y c n chú ý kíệ ệ ự ươ ậ ầ
hi u đ l p đ t vào b khu ch đ i cho đúng.ệ ể ắ ặ ộ ế ạ
Hình c p nhi t đi nặ ệ ệ
A.1. C P NHI T ĐI N ( Thermocouples ).Ặ Ệ Ệ
- C u t o: G m 2 ch t li u kim lo i khác nhau, hàn dính m t đ u.ấ ạ ồ ấ ệ ạ ộ ầ
- Nguyên lý: Nhi t đ thay đ i cho ra s c đi n đ ng thay đ i ( mV).ệ ộ ổ ứ ệ ộ ổ
- u đi m: B n, đo nhi t đ cao.Ư ể ề ệ ộ
- Khuy t đi m: Nhi u y u t nh h ng làm sai s . Đ nh y không cao.ế ể ề ế ố ả ưở ố ộ ạ
- Th ng dùng: Lò nhi t, môi tr ng kh t nghi t, đo nhi t nh t máy nén,…ườ ệ ườ ắ ệ ệ ớ
- T m đo: -100 D.C <1400 D.Cầ
C u t o c a nhi t đi n tr RTDấ ạ ủ ệ ệ ở
- C u t o c a RTD g m có dây kim lo i làm t : Đ ng, Nikel, Platinum,…đ cấ ạ ủ ồ ạ ừ ồ ượ
qu n tùy theo hình dáng c a đ u đo. Khi nhi t đ thay đ i đi n tr gi a hai đ u dâyấ ủ ầ ệ ộ ổ ệ ở ữ ầ
kim lo i này s thay đ i, và tùy ch t li u kim lo i s có đ tuy n tính trong m tạ ẽ ổ ấ ệ ạ ẽ ộ ế ộ
kho ng nhi t đ nh t đ nh.Ph bi n nh t c a RTD là lo i c m bi n Pt, đ c làm tả ệ ộ ấ ị ổ ế ấ ủ ạ ả ế ượ ừ
Platinum. Platinum có đi n tr su t cao, ch ng oxy hóa, đ nh y cao, d i nhi t đoệ ở ấ ố ộ ạ ả ệ
đ c dài. Th ng có các lo i: 100, 200, 500, 1000 ohm t i 0 D.C. Đi n tr càng cao thìượ ườ ạ ạ ệ ở
đ nh y nhi t càng cao.ộ ạ ệ
- RTD th ng có lo i 2 dây, 3 dây và 4 dây.ườ ạ
L u ý khi s d ng:ư ử ụ
- Lo i RTD 4 dây gi m đi n tr dây d n đi 1/2, giúp h n ch sai s .ạ ả ệ ở ẫ ạ ế ố
- Cách s d ng c a RTD khá d ch u h n so v i Thermocouple. Chúng ta có thử ụ ủ ễ ị ơ ớ ể
n i thêm dây cho lo i c m bi n này ( hàn kĩ, ch t l ng dây t t, có ch ng nhi u ) vàố ạ ả ế ấ ượ ố ố ễ
có th đo test b ng VOM đ c.ể ằ ượ
- Vì là bi n thiên đi n tr nên không quan tâm đ n chi u đ u dây.ế ệ ở ế ề ấ
C m bi n d ng NTDả ế ạ
A.3. THERMISTOR
- C u t o: Làm t h n h p các oxid kim lo i: mangan, nickel, cobalt,…ấ ạ ừ ổ ợ ạ
- Nguyên lý: Thay đ i đi n tr khi nhi t đ thay đ i.ổ ệ ở ệ ộ ổ
- u đi m: B n, r ti n, d ch t o.Ư ể ề ẽ ề ễ ế ạ
- Khuy t đi m: Dãy tuy n tính h p.ế ể ế ẹ
- Th ng dùng: Làm các ch c năng b o v , ép vào cu n dây đ ng c , m ch đi n t .ườ ứ ả ệ ộ ộ ơ ạ ệ ử
- T m đo: 50 <150 D.C.ầ
C u t o Thermistor.ấ ạ
- Thermistor đ c c u t o t h n h p các b t ocid. Các b t này đ c hòa tr nượ ấ ạ ừ ổ ợ ộ ộ ượ ộ
theo t l và kh i l ng nh t đ nh sau đó đ c nén ch t và nung nhi t đ cao. Vàỉ ệ ố ượ ấ ị ượ ặ ở ệ ộ
m c đ d n đi n c a h n h p này s thay đ i khi nhi t đ thay đ i.ứ ộ ẫ ệ ủ ổ ợ ẽ ổ ệ ộ ổ
- Có hai lo i thermistor: H s nhi t d ng PTC- đi n tr tăng theo nhi t đ ; Hạ ệ ố ệ ươ ệ ở ệ ộ ệ
s nhi t âm NTC – đi n tr gi m theo nhi t đ . Th ng dùng nh t là lo i NTC.ố ệ ệ ở ả ệ ộ ườ ấ ạ
- Thermistor ch tuy n tính trong kho ng nhi t đ nh t đ nh 50-150D.C do v yỉ ể ả ệ ộ ấ ị ậ
ng i ta ít dùng đ dùng làm c m bi n đo nhi t. Ch s d ng trong các m c đích b oườ ể ả ế ệ ỉ ử ụ ụ ả
v , ng t nhi t, các bác nhà ta th ng g i là T t-mít. Cái Block l nh nào cũng có m tệ ắ ệ ườ ọ ẹ ạ ộ
vài b g n ch t vào cu n dây đ ng c .ộ ắ ặ ộ ộ ơ
L u ý khi s d ng:ư ử ụ
- Tùy vào nhi t đ môi tr ng nào mà ch n Thermistor cho thích h p, l u ý haiệ ộ ườ ọ ợ ư
lo i PTC và NTC ( g i nôm na là th ng đóng/ th ng h ) Có th test d dàng v iạ ọ ườ ườ ở ể ễ ớ
đ ng h VOM.ồ ồ
- Nên ép ch t vào b m t c n đo.ặ ề ặ ầ
- Tránh làm h ng v b o v .ỏ ỏ ả ệ
- Vì bi n thiên đi n tr nên không quan tâm chi u đ u dây.ế ệ ở ề ấ
Hình thermistor.
A.4. BÁN D NẪ
- C u t o: Làm t các lo i ch t bán d n.ấ ạ ừ ạ ấ ẫ
- Nguyên lý: S phân c c c a các ch t bán d n b nh h ng b i nhi t đ .ự ự ủ ấ ẫ ị ả ưở ở ệ ộ
- u đi m: R ti n, d ch t o, đ nh y cao, ch ng nhi u t t, m ch x lý đ n gi n.Ư ể ẽ ề ễ ế ạ ộ ạ ố ễ ố ạ ử ơ ả
- Khuy t đi m: Không ch u nhi t đ cao, kém b n.ế ể ị ệ ộ ề
- Th ng dùng: Đo nhi t đ không khí, dùng trong các thi t b đo, b o v các m chườ ệ ộ ế ị ả ệ ạ
đi n t .ệ ử
- T m đo: -50 <150 D.C. ầ
- C m bi n nhi t Bán D n là nh ng lo i c m bi n đ c ch t o t nh ng ch tả ế ệ ẫ ữ ạ ả ế ượ ế ạ ừ ữ ấ
bán d n. Có các lo i nh Diode, Transistor, IC. Nguyên lý c a chúng là d a trên m cẫ ạ ư ủ ự ứ
đ phân c c c a các l p P-N tuy n tính v i nhi t đ môi tr ng. Ngày nay v i s phátộ ự ủ ớ ế ớ ệ ộ ườ ớ ự
tri n c a ngành công ngh bán d n đã cho ra đ i r t nhi u lo i c m bi n nhi t v i sể ủ ệ ẫ ờ ấ ề ạ ả ế ệ ớ ự
tích h p c a nhi u u đi m: Đ chính xác cao, ch ng nhi u t t, ho t đ ng n đ nh,ợ ủ ề ư ể ộ ố ễ ố ạ ộ ổ ị
m ch đi n x lý đ n gi n, r ti n,….ạ ệ ử ơ ả ẽ ề
- Ta d dàng b t g p các c m bi n lo i này d i d ng diode ( hình dáng t ng tễ ắ ặ ả ế ạ ướ ạ ươ ự
Pt100), các lo i IC nh : LM35, LM335, LM45. Nguyên lý c a chúng là nhi t đ thayạ ư ủ ệ ộ
đ i s cho ra đi n áp thay đ i. Đi n áp này đ c phân áp t m t đi n áp chu n cóổ ẽ ệ ổ ệ ượ ừ ộ ệ ẩ
trong m ch. ạ
IC c m bi n nhi t LM35ả ế ệ C m bi n nhi t d ng Diodeả ế ệ ạ
G n đây có cho ra đ i IC c m bi n nhi t cao c p, chúng h tr luôn c chu n truy nầ ờ ả ế ệ ấ ổ ợ ả ẩ ề
thông I2C ( DS18B20 ) m ra m t xu h ng m i trong “ th gi i c m bi n”.ở ộ ướ ớ ế ớ ả ế
IC c m bi n nhi t DS18B20ả ế ệ
L u ý khi s d ng:ư ử ụ
- Vì đ c ch t o t các thành ph n bán d n nên c m bi n nhi t Bán D n kémượ ế ạ ừ ầ ẫ ả ế ệ ẫ
b n, không ch u nhi t đ cao. N u v t ng ng b o v có th làm h ng c m bi n.ề ị ệ ộ ế ượ ưỡ ả ệ ể ỏ ả ế
- C m bi n bán d n m i lo i ch tuy n tính trong m t gi i h n nào đó, ngoài d iả ế ẫ ỗ ạ ỉ ế ộ ớ ạ ả
này c m bi n s m t tác d ng. H t s c quan tâm đ n t m đo c a lo i c m bi n nàyả ế ẽ ấ ụ ế ứ ế ầ ủ ạ ả ế
đ đ t đ c s chính xác.ể ạ ượ ự
- Lo i c m bi n này kém ch u đ ng trong môi tr ng kh c nghi t: m cao, hóaạ ả ế ị ự ườ ắ ệ Ẩ
ch t có tính ăn mòn, rung s c va ch m m nh.ấ ố ạ ạ
A.5. NHI T K B C XỆ Ế Ứ Ạ ( còn g i là h a k - pyrometer ).ọ ỏ ế