Ch ng 10:ươ C M BI N NHI T ĐẢ Ế Ệ Ộ
Các lo i c m bi n nhi t đạ ả ế ệ ộ
Sensor Electrical Parameter
C p nhi t đi n (Thermocouples-TC)ặ ệ ệ Voltage
Đi n tr kim lo i (ệ ở ạ Resistance Temperature
Detectors-RTD)
Resistance
Nhi t đi n tr (Thermistor)ệ ệ ở Resistance
IC Voltage
IR Thermal sensor Current
Quan h gi a nhi t đ Celsius, Fahrenheit và nhi t đ Kelvinệ ữ ệ ộ ệ ộ
đ c xác đ nh b ng bi u th c :ượ ị ằ ể ứ
T(°C) = T(°K) - 273,15
Thang Fahrenheit :
T(°C) =5/9 {T(°F) – 32}
T(°F) =9/5 T(°C) + 32
1. C m bi n c p nhi t đi n (Thermocouplesả ế ặ ệ ệ
thermometer-TC)
* C u t o - nguyên lý ho t đ ngấ ạ ạ ộ
0
T
T
Hi u ng Seebeck:ệ ứ
2
. .V a b T c T= + ∆ + ∆
0
T T T∆ = −
T
: nhi t đ đ u đo, ệ ộ ầ
0
T
: nhi t đ đ u l nh (tham chi u)ệ ộ ầ ạ ế
Quan h gi a ệ ữ
V
và
T∆
(T) là phi tuy n, ph thu c nhi t đ đ uế ụ ộ ệ ộ ầ
l nh. Tuy n tính hóa:ạ ế
α
: h s nhi t, đ n v : ệ ố ệ ơ ị
0
/V C
µ
* Đ c đi m – l a ch n ng d ng cho c m bi n ặ ể ự ọ ứ ụ ả ế
Kim lo i Bạ
Kim lo i Aạ
V
Đ ngồ
Đ ngồ
Đi n áp ngõ ra ph thu c vào nhi t đ đ u đo và nhi t đệ ụ ộ ệ ộ ầ ệ ộ
tham chi u (th ng là nhi t đ môi tr ng n i đ t c m bi n), do đóế ườ ệ ộ ườ ơ ặ ả ế
m ch x lý ph i có ph n bù nhi t th ng là IC c m bi n nhi t.ạ ử ả ầ ệ ườ ả ế ệ
Các lo i TC:ạ
Đ c tuy n:ặ ế
u đi mƯ ể
•Là thành ph n tích c c, t cung c p công su t,ầ ự ự ấ ấ
•Đ n gi n, r ti n, ơ ả ẻ ề
•Ch u đ c rung đ ng,ị ượ ộ
•T m đo nhi t r ng.ầ ệ ộ
Khuy t đi mế ể
•Phi tuy n,ế
•Kém n đ nh nh t, ch u nh h ng n i dâyổ ị ấ ị ả ưở ố
•Kém nh y nh t.ạ ấ
VD b transmitterộ
2. C m bi n đi n tr kim lo i (Resistance Temperatureả ế ệ ở ạ
Devices-RTD)
* C u t o - nguyên lý ho t đ ngấ ạ ạ ộ
C u t o: platinum, nikel, đ ng. Khi nhi t đ tăng thì đi n trấ ạ ồ ệ ộ ệ ở
tăng và ng c l i.ượ ạ
T>
0
0C
( )
2
01 . .
T
R R A T B T= + +
T<
0
0C
:
( )
2 3
01 . . ( 100)
T
R R A T B T C T T= + + + −
Công th c tuy n tính:ứ ế
( )
01 .
T
R R T
α
= +
T
R
: đi n tr nhi t đ T, ệ ở ở ệ ộ
0
R
: đi n tr nhi t đ ệ ở ở ệ ộ
0
0C
.
0
R
=100,
200, 500, 1000
Ω
Lo i nhi t k đi n tr dùng Platinum có đi n tr nhi t đ 0ạ ệ ế ệ ở ệ ở ở ệ ộ oC b ng 100ằ
Ohms và đ c đ t tên là RTD-100 Platinum. ượ ặ Nhi t k đi n tr này có côngệ ế ệ ở
th c tính đi n tr nh sau:ứ ệ ở ư
Giá tr h ng s ị ằ ố th ng l y b ng 0.00385 ườ ấ ằ và đ c coi là không đ iượ ổ
trong thang nhi t đ 0-100 đ .ệ ộ ộ
* Đ c đi m – l a ch n ng d ng cho c m bi n ặ ể ự ọ ứ ụ ả ế
Thông d ng nh t là Pt.ụ ấ
Các lo i RTD:ạ
Đ c tuy n:ặ ế
u đi mƯ ể
•n đ nh nh t.Ổ ị ấ
•Chính xác nh t.ấ
•Tuy n tính h n thermocouple.ế ơ
Khuy t đi mế ể
•Đ t ti n.ắ ề
•C n ph i cung c p ngu n dòng.ầ ả ấ ồ
•L ng thay đ i ượ ổ ∆R nh (đ nh y nh ), kích th c l nỏ ộ ạ ỏ ướ ớ
Th c t RTD có 3 lo iự ế ạ
Lo i 2 dây: sai s l n nh t ạ ố ớ ấ
Sai s do đi n tr dây d n ố ệ ở ẫ
2.
L
R
,
( )
0
. 2.
EX L T
V I R R
= +
Lo i 3 dây (dùng ph bi n)ạ ổ ế
Sai s do đi n tr dây d n ch cònố ệ ở ẫ ỉ
L
R
,
( )
0
.
EX L T
V I R R
= +
N u dùng c u: ế ầ
Sai s do đi n tr dây d n s b lo i b n u ố ệ ở ẫ ẽ ị ạ ỏ ế
1 3L L
R R
=
(2
dây gi ng nhau), ố
3 3 2
1 1
0
3 3 2
1 1
1 1
L
T L
L
T L
R R R
R R R
V V
R R R
R R R
+−
+
=
+
+ +
÷ ÷
+
Lo i 4 dâyạ