Chương 6: Cảm biến Nhiệt Độ

Các tiêu chu|n này cũng áp d-ng cho các lo i nhi t ñi n tr+ khác... d: ðư5ng kính c'a hình tròn vùng m kim lo i mIt trên... SI tuy/n tính:... ði n áp ngõ ra thay ñAi... Ch–ng h n cIp nhi

ta s9 d-ng nhi u nguyên lý c m bi$n khác nhau như:

Phương pháp quang d@a trên s@ phân b6 phA bBc x nhi t do dao ñ ng nhi t (hi u Bng Doppler)

Phương pháp d@a trên s@ giãn n+ c'a v t rGn, ch t lHng hoIc ch t khí (vJi áp

su t không ñAi) hoIc d@a trên t6c ñ âm

Phương pháp ñi n d@a trên s@ ph- thu c c'a các ñi n tr+ vào nhi t ñ

ð* ño ñư c tr% s6 chính xác c'a nhi t ñ là v n ñ không ñơn gi n Nhi t

ñ là ñ i lư ng chK có th* ño gián ti$p trên cơ s+ tính ch t c'a v t ph- thu c vào nhi t ñ TrưJc khi ño nhi t ñ ta cLn ñ c p ñ$n các ñIc tính c'a c m bi$n nhi t

ñ

6.2 Các ñ)c tính c+a c,m bi.n nhiêt ñ0

a Thang ño nhi t ñ

Vi c xác ñ%nh thang nhi t ñ xu t phát tN các ñ%nh lu t nhi t ñ ng hOc Thang ño nhi t ñ tuy t ñ6i ñư c xác ñ%nh d@a trên tính ch t c'a khí lý tư+ng ð%nh lu t Carnot nêu rõ: Hi u su t η c'a m t ñ ng cơ nhi t thu n ngh%ch ho t

ñ ng giSa 2 nguUn có nhi t ñ θ1 và θ2 trong m t thang ño b t kỳ chK ph- thu c vào θ1 và θ2:

c Thang Celsius

Năm 1742 Andreas Celsius là nhà v t lý Th-y ði*n ñưa ra thang nhi t ñ

ñ Kelvin Quan h giSa nhi t ñ Celsius và nhi t ñ Kelvin ñư c xác ñ%nh bgng bi*u thBc:

d Thang Fahrenheit

Năm 1706 Fahrenheit nhà v t lý Hà Lan ñưa ra thang nhi t ñ có ñi*m nưJc ñá tan là 320 và sôi + 2120 ðơn v% nhi t ñ là Fahrenheit (0F) Quan h giSa nhi t ñ Celsius và Fahrenheit ñư c cho theo bi*u thBc:

Chương 6: C m bi n Nhi t Đ

Nhi t ñ ño ñư c

Nhi t ñ ño ñư c nh5 m t ñi n tr+ hay m t cIp nhi t, chính bgng nhi t ñ c'a c m bi$n và kí hi u là TC Nó ph- thu c vào nhi t ñ môi trư5ng kí hi u là

TX và vào s@ trao ñAi nhi t ñ trong ñó Nhi m v- c'a ngư5i th@c nghi m là làm th$ nào ñ* gi m hi u s6 TX – TC xu6ng nhH nh t Có hai bi n pháp ñ* gi m s@ khác bi t giSa TX và TC:

Tăng trao ñAi nhi t giSa c m bi$n và môi trư5ng ño

Gi m trao ñAi nhi t giSa c m bi$n và môi trư5ng bên ngoài

ðo nhi t ñ trong lòng v!t r"n

Thông thư5ng c m bi$n ñư c trang b% m t lJp vH bOc bên ngoài ð* ño nhi t ñ c'a m t v t rGn bgng c m bi$n nhi t ñ , tN b mIt c'a v t ngư5i ta khoan m t lq nhH ñư5ng kính bgng r và ñ sâu bgng L Lq này dùng ñ* ñưa c m bi$n vào sâu trong ch t rGn ð* tăng ñ chính xác c'a k$t qu ph i ñ m b o hai

6.3 Nhi%t ñi%n tr2 v4i

ði n tr+ c'a kim lo i

dao ñ ng nhi t quanh các v

ñ ng t@ do trong kho ng kh

Khi nhi t ñ càng ca

các ion càng tăng dtn tJi

năng va ch m giSa ion d

vJi các ion dương ngm m

dòng ñi n trong kim l

trư5ng gây nên và ñi

nhau ð dtn ñi n c

kim lo i có h s6 nhi

Trong hình 6.2

Như th$ ñi n tr+ k

2 v4i Platin và Nickel

m lo i thay ñAi theo nhi t ñ v nhi t ñ bình t

h các v% trí cân bgng c'a chúng, còn các electron

ng không gian giSa các ion bên trong v t th* k

Hình 6.1 C)u trúc m+ng tinh th, c a kim loàng cao làm cho các ion dao ñ ng càng m nh

tn tJi v n t6c chuy*n ñ ng nhi t c'a electron ion dương vJi electron càng lJn Chính s@ va c

gm m t tr t t@ trong m ng tinh th* là nguyên nhy*n c'a ion Hình 6.1

kim lo i s\ tăng lên khi nhi t ñ tăng

lo7i thay ñ9i theo nhi%t ñ0

n ñ ng c'a các h t mang ñi n tích theo m t hư kim lo i S@ chuy*n ñ ng này có th* do m t l

và ñi n tích có th* là âm hay dương d%ch chuy*

c'a kim lo i thuLn tK l ngh%ch vJi nhi t ñs6 nhi t ñ dương

2 ta có các ñIc tuy$n ñi n tr+ c'a các kim tr+ kim lo i có h s6 nhi t ñi n tr+ dươ

ình thư5ng, các ion chK lectron thì có th* chuy*n

t th* kim lo i

m lo+i

nh, nên s@ m t tr t t@ ctron tăng làm tăng kh

@ va ch m giSa electron yên nhân gây ra ñi n tr+

ưJng hình thành m t

m t l@c cơ hOc hay ñi n chuy*n vJi chi u ngư c

hi t ñ hay ñi n tr+ c'a

c kim lo i theo nhi t ñ ương PTC (Positive

Chương 6: C m bi n Nhi t Đ

Temperature Coefficient): ñi n tr+ kim lo i tăng khi nhi t ñ tăng ð* hi u Bng này có th* s9 d-ng ñư c trong vi c ño nhi t ñ , h s6 nhi t ñ cLn ph i lJn ði u

ñó có nghĩa là có s@ thay ñAi ñi n tr+ khá lJn ñ6i vJi nhi t ñ Ngoài ra các tính

ch t c'a kim lo i không ñư c thay ñAi nhi u sau m t th5i gian dài H s6 nhi t

ñ không ph- thu c vào nhi t ñ , áp su t và không b% nh hư+ng b+i các hóa

ch t GiSa nhi t ñ và ñi n tr+ thư5ng không có s@ tuy$n tính, nó ñư c diyn t b+i m t bi*u thBc ña c p cao:

Hình 6.2 Các ñ c tuy/n ñi n tr0 c a các kim lo+i theo nhi t ñ

R0: ði n tr+ ñư c xác ñ%nh + m t nhi t ñ nh t ñ%nh

t2, t3: Các phLn t9 ñư c chú ý nhi u hay ít tùy theo yêu cLu chính xác c'a phép ño

A, B, C: Các h s6 tùy theo v t li u kim lo i và diyn t s@ liên h giSa nhi t

α = (R100 6 R0) / 100 R0 (°C61) (6.7) 6.3.2 Nhi%t ñi%n tr2 Platin

Platin là v t li u cho nhi t ñi n tr+ ñư c dùng r ng rãi trong công nghi p

Có 2 tiêu chu|n ñ6i vJi nhi t ñi n tr+ platin, s@ khác nhau giSa chúng ngm + mBc ñ tinh khi$t c'a v t li u HLu h$t các qu6c gia s9 d-ng tiêu chu|n qu6c t$ DIN IEC751m1983 (ñư c s9a ñAi lLn thB nh t vào năm 1986, lLn thB 2 vào năm 1995), USA vtn ti$p t-c s9 d-ng tiêu chu|n riêng

v c 2 tiêu chu|n ñ u s9 d-ng phương trình Callendar m Van Dusen:

A &B như trên, riêng

C = 0.0

Úc, Áo, BK, Brazil, Bulgaria, Canada, C ng hòa Czech, ðan m ch, Ai

C p, PhLn Lan, Pháp, ðBc, Israel, Ý, Nh t, Ba Lan, Rumania, Nam phi, ThA Nhĩ Kì, Nga, Anh, USA

nh y kém dùng ñ* ño nhi t ñ trên 6000C

Chương 6: C m bi n Nhi t Đ

Tiêu chu|n IEC751 chK ñ%nh nghĩa 2 “C p” dung sai A, B Trên th@c t$ xu t

hi n thêm lo i C và D xem b ng phía dưJi Các tiêu chu|n này cũng áp d-ng cho các lo i nhi t ñi n tr+ khác

Theo tiêu chu|n DIN v t li u platin dùng làm nhi t ñi n tr+ có pha t p Do

ñó khi b% các t p ch t khác th|m th u trong quá trình s9 d-ng s@ thay ñAi tr% s6

ñi n c'a nó ít hơn so vJi các platin thuLn Nh5 th$ có s@ An ñ%nh lâu dài theo th5i gian, thích h p hơn trong công nghi p Trong công nghi p nhi t ñi n tr+ platin thư5ng dùng có ñư5ng kính 30 m (so sánh vJi ñư5ng kính s i tóc kho ng

100 m)

6.3.3 Nhi%t ñi%n tr2 nickel

Nhi t ñi n tr+ nickel so vJi platin rŒ ti n hơn và có h s6 nhi t ñ lJn gLn

g p hai lLn (6,18.10m3 0Cm1) Tuy nhiên d i ño chK tN m600C ñ$n +2500C, vì trên

3500C nickel có s@ thay ñAi v pha C m bi$n nickel 100 thư5ng dùng trong công nghi p ñi u hòa nhi t ñ phòng

Hình 6.3 ðư;ng ñ c tính k= thu!t c a c m bi/n ZNI1000

C m bi$n nhi t ñ ZNI1000 do hãng ZETEX Semiconductors s n xu t s9 d-ng nhi t ñi n tr+ Ni, ñư c thi$t k$ có giá tr% 1000 t i 00C

6.4 C,m bi.n nhi%t ñ0 v4i vJt li%u bán dKn silic

C m bi$n nhi t ñ vJi v t li u silic ñang ngày càng ñóng vai trò quan trOng trong các h th6ng ñi n t9 VJi c m bi$n silic, bên c nh ñIc ñi*m tuy$n tính, s@ chính xác, phí tAn th p, và có th* ñư c tích h p trong 1 IC cùng vJi b ph n khu$ch ñ i và các yêu cLu x9 lí tín hi u khác H th6ng tr+ nên nhH gOn, mBc ñ phBc t p cao hơn và

ch y nhanh hơn K• thu t c m bi$n nhi t truy n th6ng như cIp nhi t ñi n, nhi t ñi n tr+ có ñIc tuy$n không tuy$n tính và yêu cLu s@ ñi u chKnh ñ* có th* chuy*n ñAi chính xác tN giá tr% nhi t ñ sang ñ i lư ng ñi n (dòng hay áp) ñang ñư c thay th$ dLn b+i

c m bi$n silic vJi l i ñi*m là s@ nhH gOn c'a m ch ñi n tích h p và dy s9 d-ng

6.4.1 Nguyên tLc

Hình 6.4 th* hi n c u trúc cơ b n c'a m t c m bi$n kích thưJc c'a c m bi$n là

500 x 500 x 200 •m MIt trên c'a c m bi$n là m t lJp SiO2 có m t vùng hình tròn

ñư c m kim lo i có ñư5ng kính kho ng 20•m, toàn b mIt ñáy ñư c m kim lo i

Chương 6: C m bi n Nhi t Đ

Hình 6.4 C)u trúc cơ b n c a m t c m bi/n

Hình 6.5 bi*u diyn m ch ñi n tương ñương tư ng trưng thay th$ cho c m bi$n silic (s n xu t theo nguyên tGc ñi n tr+ phân r i (spreading resistance)) S@ sGp x$p này dtn ñ$n s@ phân b6 dòng qua tinh th* có d ng hình nón, ñây là nguUn g6c c'a tên gOi

ñi n tr+ phân r i

Hình 6.5 M+ch ñi n tương ñương cho c m bi/n silic

ði n tr+ c m bi$n nhi t R ñư c xác ñ%nh như sau:

d

R: ði n tr+ c m bi$n nhi t

ρ: ði n tr+ su t c'a v t li u silic (ρl thu c vào nhi t ñ )

d: ðư5ng kính c'a hình tròn vùng m kim lo i mIt trên

Hình 6.6 th* hi n lo i k$t c u thB hai c'a c m bi$n L i ñi*m c'a ki*u k$t c u này là ñi n tr+ c m bi$n không ph- thu c vào chi u dòng ñi n Trái l i ki*u k$t c u thB nh t, dành cho dòng ñi n lJn hơn và nhi t ñ trên 1000C, s@ thay ñAi ñi n tr+ c'a

c m bi$n nhH

C m bi$n nhi t silic vJi nguyên tGc ñi n tr+ phân r i có h s6 nhi t ñ dương như trư5ng h p c m bi$n nhi t vJi v t li u platin hay nickel Hình 6.6

Hình 6.6 K/t c)u gGm hai c m bi/n m"c n i ti/p nhưng ngư c cIc tính

6.4.2 ð)c trưng kM thuJt cơ b,n c+a dòng c,m bi.n KTY (hãng Philips s n xu)t) VJi s@ chính xác và An ñ%nh lâu dài c'a c m bi$n vJi v t li u silic KTY s9 d-ng công ngh ñi n tr+ phân r i là m t s9 thay th$ t6t cho các lo i c m bi$n nhi t ñ truy n th6ng C m bi$n KTY có các ưu ñi*m chính sau

SI Nn ñOnh:

Gi thi$t c m bi$n làm vi c + nhi t ñ có giá tr% bgng m t nSa giá tr% nhi t ñ

ho t ñông c@c ñ i, sau th5i gian làm vi c ít nh t là 450000 h (kho ng 51 năm), hoIc sau 1000 h (1,14 năm) ho t ñ ng liên t-c vJi dòng ñ%nh mBc t i giá tr% nhi t ñ ho t

ñ ng c@c ñ i c m bi$n silic s\ cho k$t qu ño vJi sai s6 như b ng

B ng Sai s6 c'a c m bi$n silic (do th5i gian s9 d-ng)

Do c m bi$n ñư c s n xu t d@a trên n n t ng công ngh silic nên gián ti$p chúng

ta s\ hư+ng ñư c l i ích tN nhSng ti$n b trong lĩnh v@c công ngh này, ñUng th5i ñi u này cũng gián ti$p mang l i nhSng nh hư+ng ích c@c cho công ngh “ñóng gói”, nơi

mà luôn có khuynh hưJng thu nhH

SI tuy/n tính:

Chương 6: C m bi n Nhi t Đ

C m bi$n vJi v t li u silic có h s6 gLn như là hgng s6 trên toàn b thang ño ðIc tính này là m t ñi u lý tư+ng ñ* khai thác, s9 d-ng Xem hình ñIc trưng k• thu t c'a KTY81 hình 6.7

Nhi t ñ ho t ñ ng c'a các c m bi$n silic thông thư5ng b% giJi h n + 1500C KTY 84 vJi v+ bOc SOD68 và công ngh n6i ñIc bi t giSa dây dtn và chip có th* ho t

ñ ng ñ$n nhi t ñ 300 0C

Hình 6.7 ð c trưng k= thu!t c a KTY81

6.4.3 M7ch ñi%n tiêu biQu v4i KTY81 ho)c KTY82

Hình 6.8 cho ta m t m ch ñi n ñi*n hình ñư c thi$t k$ cho c m bi$n KTY 81m

các nhánh ñi n tr+ R3, chi$t áp P1 và R4 t o thành m t m ch cLu

Hình 6.8 M+ch ño nhi t ñ sP dQng KTY816110

Giá tr% R1 và R2 ñư c chOn sao cho giá tr% dòng ñi n qua c m bi$n gLn bgng 1mA và tuy$n tính hóa c m bi$n trong d i nhi t ñ cLn ño ði n áp ngõ ra thay ñAi

tuy$n tính tN 0,2 VS ñ$n 0,6 VS (VS= 5 V thì Vout thay ñAi tN 1V ñ$n 3V) Ta ñi u

vi c ñi u chKnh P2 không nh hư+ng ñ$n vi c chKnh zero

6.4.4 IC c,m bi.n nhi%t ñ0

Nhi u công ty trên th$ giJi ñã ch$ t o IC bán dtn ñ* ño và hi u chKnh nhi t ñ

IC c m bi$n nhi t ñ là m ch tích h p nh n tín hi u nhi t ñ chuy*n thành tín hi u dưJi d ng ñi n áp hoIc tín hi u dòng ñi n D@a vào các ñIc tính r t nh y c m c'a các bán dtn vJi nhi t ñ , t o ra ñi n áp hoIc dòng ñi n t“ l thu n vJi nhi t ñ tuy t ñ6i

C, F, K hay tùy lo i ðo tín hi u ñi n ta bi$t ñư c nhi t ñ cLn ño TLm ño nhi t ñ giJi h n tN m550C ñ$n 1500C, ñ chính xác tN 10C ñ$n 20C tùy theo tNng lo i

S@ tích c@c c'a nhi t ñ s\ t o ra ñi n tích t@ do và các lq tr6ng trong ch t bán dtn bgng s@ phá v” các phân tN, bBt các electron thành d ng t@ do di chuy*n qua các vùng c u trúc m ng tinh th*, t o s@ xu t hi n các lq tr6ng nhi t làm cho tK l ñi n t9 t@

do và các lq tr6ng tăng lên theo qui lu t hàm s6 mũ vJi nhi t ñ K$t qu c'a hi n

tư ng này là dưJi mBc ñi n áp thu n, dòng thu n c'a m6i n6i p – n trong diode hay transistor s\ tăng theo hàm s6 mũ theo nhi t ñ

Trong m ch tA h p, c m bi$n nhi t thư5ng là ñi n áp c'a lJp chuy*n ti$p pn trong m t transitor lo i bipolar Texinstruments có STP35 A/B/C; National Semiconductor LM 35/4.5/50…

C m bi/n nhi t LM 35/ 34 c a National Semiconductor

HLu h$t các c m bi$n nhi t ñ phA bi$n ñ u khó s9 d-ng Ch–ng h n cIp nhi t ngtu có mBc ngõ ra th p và yêu cLu bù nhi t, thermistor thì không tuy$n tính Thêm vào ñó ngõ ra c'a các lo i c m bi$n này không tuy$n tính tương Bng vJi b t kỳ thang chia nhi t ñ nào Các kh6i c m bi$n tích h p ñư c ch$ t o khGc ph-c ñư c nhSng như c ñi*m ñó Nhưng ngõ ra c'a chúng quan h vJi thang chia ñ Kelvin hơn là ñ Celsius và Fahrenheit

Lo i LM35: Precision Centigrade Temperature Sensor

Chương 6: C m bi n Nhi t Đ

VJi lo i LM35 ta có ñi n áp ngõ ra tK l tr@c ti$p vJi thang nhi t ñ Celsius (thang bách phân) Như th$ m t m ch ñi n bù trN ñi*m zero c'a thang Kelvin (thang nhi t ñ tuy t ñ6i) không còn cLn thi$t như m t s6 IC c m bi$n nhi t khác

C m bi/n nhi t ñ AD 590 c a Analog Devices:

C m bi$n AD 590 (Analog Devices) ñư c thi$t k$ làm c m bi$n nhi t có tAng tr+

mA ra tương Bng vJi chu|n nhi t ñ tuy t ñ6i K ði n áp làm vi c càng nhH càng t6t ñ* tránh hi n tư ng t@ gia nhi t Khi c p ñi n áp thay ñAi, dòng ñi n thay ñAi r t ít

− Thang ño: m550C tJi 1500C

− ði n áp ho t ñ ng: 4 tJi 30 VDC

− Dòng ñi n ra tK l : 1 A/0K

6.4.5 Các m7ch ño nhi%t ñ0

M+ch ño nhi t ñ bZng LM35:

Hình 6.9 M+ch ño nhi t ñ bZng LM35

M+ch [ng dQng LM35 v\i thi/t bO khu/ch ñ+i âm thanh:

Trong m ch Bng d-ng này, nhi t ñ IC khu$ch ñ i âm thanh (IC1) là ñ i

lư ng ñư c quan tâm LM35 và IC1 có sư gGn k$t v nhi t Tín hi u ngõ ra c'a

b so sánh s\ xu6ng mBc th p n$u nhi t ñ vư t quá giJi h n (thông s6 này ñư c chOn bgng R1, R2 và ñi n áp tham chi$u) H th6ng ñư c thi$t k$ ñ* qu t ho t

ñ ng khi nhi t ñ vư t quá kho ng giá tr% 800C và tGt qu t khi nhi t ñ h xu6ng dưJi 600C

Hình 6.10 LM35 v\i b khu/ch ñ+i âm thanh công su)t 60W

6.5 Cách nCi dây ño

Nhi t ñi n tr+ thay ñAi ñi n tr+ theo nhi t ñ VJi m t dòng ñi n không thay ñAi qua nhi t ñi n tr+, ta có ñi n th$ ño ñư c U = R.I ð* c m bi$n không b%

R 2

V 5V

1,8k

2,2k

có ñi n th$ kho ng 0,

có các k• thu t n6i dâ

HìTiêu chu|n IEC

màu gi6ng nhau (ñH h

6.5.1 KM thuJt hai dây

GiSa nhi t ñi n

ñi n nào ñ u có ñi n

tr+ c'a hai dây ño, m

ño K$t qu ta có chK

xa, ñi n tr+ dây ño có

Ví d- vJi dây ñUng:

Hình 6.11 Cách n i dây nhi t ñi n tr0

n IEC 751 yêu cLu dây n6i ñ$n cùng ñLu nhi

u (ñH hoIc trGng) và dây n6i ñ$n 2 ñLu ph i khác

i dây

Hình 6.12 K= thu!t 2 dây

t ñi n tr+ và m ch ñi n t9 ñư c n6i b+i hai dâ

ñi n tr+, ñi n tr+ này n6i n6i ti$p vJi nhi t ñi

ño, m ch ñi n tr+ s\ nh n ñư c m t ñi n th$ ca

có chK th% nhi t k$ cao hơn nhi t ñ cLn ño N$

ño có th* lên ñ$n vài Ohm Ung:

hai dây B t cB dây dtn

i t ñi n tr+ VJi hai ñi n th$ cao hơn ñi n th$ cLn

o N$u kho ng cách quá

R = 6,8 , vJi 6

ñ là 170C ð* tránh

bù trN ñi n tr+ c'a dâ

n6i vào m t trong ha

100 M ch ñi n t9

chKnh chi$t áp sao cho

6.5.2 KM thuJt 3 dây

TN nhi t ñi n tr

này ta có hai m ch ño

chu|n VJi k• thu t 3

ng hai dây ño và nhi t ñi n tr+ ñư c thay th$

i n t9 ñư c thi$t k$ vJi ñi n tr+ d@ phòng c'a

ao cho có chK th% 00C: Chi$t áp và ñi n tr+ c'a d

Hình 6.13 K= thu!t 3 dây

ñi n tr+ c'a dây ño ñư c n6i thêm (hình 6.13

ch ño ñư c hình thành, m t trong hai m ch ñthu t 3 dây, sai s6 cho phép ño do ñi n tr+ dây

ñ không còn nSa Tuy nhiên 3 dây ño cLn có c nhi t ñ K• thu t 3 dây r t phA bi$n

Hình 6.14 K= thu!t 4 dây

u t 4 dây ta thu ñư c k$t qu ño t6t nh t Ha

ñi n không ñAi qua nhi t ñi n tr+ Hai dây

Pt 100 m t thay ñAi nhi t dây ño gây ra, ngư5i ta

t chi$t áp bù trN ñư c

ay th$ bgng m t ñi n tr+ 'a dây ño là 10 Ta + c'a dây ño là 10

6.13) VJi cách n6i dây

ch ñư c dùng làm m ch r+ dây ño và s@ thay ñAi

Ln có cùng tr% s6 k• thu t

t Hai dây d ng 1 ñư c

ai dây d ng 2 ñư c dùng

Chương 6: C m bi n Nhi t Đ

làm dây ño ñi n th$ trên nhi t ñi n tr+ Trư5ng h p tAng tr+ ngõ vào c'a m ch

ño r t lJn so vJi ñi n tr+ dây ño, ñi n tr+ dây ño ñó coi như không ñáng k* ði n th$ ño ñư c không b% nh hư+ng b+i ñi n tr+ dây ño và s@ thay ñAi c'a nó do nhi t

6.5.4 KM thuJt 2 dây v4i b0 bi.n ñ9i tín hi%u ño

Ngư5i ta vtn có th* dùng hai dây ño mà không b% sai s6 cho phép ño vJi b bi$n ñAi tín hi u ño B bi$n ñAi tín hi u ño bi$n ñAi tín hi u c'a c m bi$n thành

m t dòng ñi n chu|n, tuy$n tính so vJi nhi t ñ có cư5ng ñ tN 4mA ñ$ 20mA Dòng ñi n nuôi cho b bi$n ñAi ñư c t i qua hai dây ño vJi cư5ng ñ kho ng 4mA VJi k• thu t này tín hi u ñư c khu$ch ñ i trưJc khi truy n t i do ñó không b% nhiyu nhi u

Nhi t ñi n tr0 v\i k= thu!t dây qu)n:

Nhi t ñi n tr+ vJi vH g6m: S i platin ñư c giS chIt trong 6ng g6m sB vJi

b t oxit nhôm D i ño tN m2000C ñ$n 8000C

Nhi t ñi n tr+ vJi vH th'y tinh: lo i này có ñ b n cơ hOc và ñ nh y cao

D i ño tN m 2000C ñ$n 4000C, ñư c dùng trong môi trư5ng hóa ch t có ñ ăn mòn hóa hOc cao

Nhi t ñi n tr+ vJi vH nh@a: GiSa 2 lJp nh@a polyamid dây platin có ñư5ng kính kho ng 30mm ñư c dán kín VJi c u trúc m ng, c m bi$n này ñư c dùng ñ* ño nhi t ñ b mIt các 6ng hay cu n dây bi$n th$ D i ño tN m800C ñ$n 2300C

Hình 6.15 C)u trúc nhi t ñi n tr0 kim lo+i dây qu)n (v` ceramic)

Nhi t ñi n tr0 v\i k= thu!t màng m`ng:

C u trúc c m bi$n gUm m t lJp màng mHng (platin) ñIt trên n n ceramic hoIc th'y tinh Tia lazer ñư c s9 d-ng ñ* chu|n hóa giá tr% ñi n tr+ c'a nhi t

ñi n tr+

Hình 6.16 C)u trúc nhi t ñi n tr0 kim lo+i d+ng màng m`ng (ñ/ ceramic)

6.6 Phương pháp ño nhi%t ñ0

Có hai phương phát ñ* ño nhi t ñ :

Phương pháp trIc ti/p:

CIp nhi t ñi n (Thermocouple)

Nhi t ñi n tr+ kim lo i (RTD)

Nhi t ñi n tr+ bán dtn

ðo nhi t ñ gián ti/p:

Phương pháp quang (Optical Pyrmeter)

Phương pháp bBc x ñi n t9 (Photon Detector)

Trư;ng h p chbn lIa ñ, ño trIc ti/p

− Khi tLm nhi t ñ cLn ño không quá cao

− Thư5ng dùng ñ* ño các v t tĩnh (không di chuy*n)

− V t cLn ño không có yêu cLu cao v vi c thay ñAi c u trúc, khi b% gây nh hư+ng nhi u khi th@c hi n phép ño

− Phương pháp ño không quá phBc t p dy th@c hi n

− Giá thành cho các linh ki n (như c m bi$n, kh6i gia công,…) là không cao Tcm nhi t ño trong phương pháp ño trIc ti/p

− ðư c s9 d-ng tLm ño tN: m190oC ñ$n 1063oC

Chương 6: C m bi n Nhi t Đ

− VJi:

1063oC: là nhi t ñ nóng ch y c'a vàng (Au)

C)u t+o:

Hình 6.17 C)u t+o b ño nhi t ñ phương pháp ño trIc ti/p

Phương pháp ño tr@c ti$p thư5ng dùng lo i c m bi$n nhi t platin và nickel

Nguyên lý ho+t ñ ng:

ði n tr+ vât thay ñAi theo nhi t ñ :

) 1

A l R

o αρρ

Khi nhi t ñ tăng → ñi n tr+ tăng

S@ ph- thu c này gLn như tuy$n tính:

a,b,α: hgng s6 ph- thu c kim loai

c ti$p xúc nhi t vJi nhau C m bi$n tác ñ

Hình 6.18 Nguyên lý v!n hành c p nhi t ñuple ho t ñ ng d@a trên hi u Bng Seebeck (Do1821)

ocouple

Hình 6.19 C)u t+o c p nhi t ñi n

c u t o b+i 2 thanh kim tác ñ ng: ñLu vào nhi t

i t ñi n

(Do Thomas Seebeck