cảm biến nhiệt độ

cảm biến nhiệt độ

Click to edit Master title style

I Khái niệm:

Cảm biến là thiết bị dùng để đo, đếm, cảm nhận,…các đại lượng vật lý không điện thành các tín hiệu điện

Nhiệt độ là một đại lượng không liên quan đến điện

Vì vậy cảm biến nhiệt độ là cảm biến

chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ sang tín hiệu điện

II Phân loại:

Điện trở kim loại ( RTD-resitance temperature detector ).

 Điện trở oxit kim loại (Thermistor )

 Cảm biến nhiệt độ bán dẫn ( Diode, IC ,….)

 Cặp nhiệt điện ( Thermocouple ).

III Cấu tạo và nguyên lý hoạt

động

A Nhiệt điện trở kim loại

(RTD-Resitance Temperature Detector)

Cấu tạo: gồm một dây dẫn bằng kim loại như: platin, niken, đồng

quấn trên một lõi cách điện

Nguyên lý hoạt động: Nhiệt độ tăng thì điện trở tăng.

2 1

3

3

2 1

3

1 Vỏ 2 Dây điện trở 3 Lõi cách điện

• Ưu điểm: đo chính xác cao, dể sử dụng, chiều dài không giới

Nhiệt điện trở kim loại

Click to edit Master text styles

Second level

Third level

Fourth level

Fifth level

Cấu tạo: Thermistor được chế tạo từ các oxid bán dẫn đa hình thể như: MgO, MgAl2O4, Mn2O3,

Fe3O4, NiO, ZnTiO4 dưới dạng bột và được trộn lẫn theo một tỷ lệ nhất định Sau khi trộn với nhau, người ta nen hỗn hợp thành phiến và nung ở nhiệt độ 1000ºC Trên bề mặt của phiến sau khi nung, người ta hàn các dây nối và phủ lên phiến một lớp kim loại.

Nguyên lý: Thay đổi điện trở khi nhiệt độ thay đổi.

B Điện trở oxit kim loại (Thermistor )

- 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

Trong hệ thống hoạt động của xe ô tô hiện đại

;

NTC trong tủ lạnh

Cấu tao:Dựa trên tính chất của các

chất bán dẫn Diode,transistor

Nguyên lý hoạt động: sự phân cực

của các chất bán dẫn bị ảnh hưởng

bởi nhiệt độ.

Ưu điểm: Rẽ tiền, dễ chế tạo, độ

nhạy cao, chống nhiễu tốt, mạch xử

lý đơn giản.

- Khuyết điểm: Không chịu nhiệt độ

cao, kém bền.

- Thường dùng: Đo nhiệt độ không

khí, dùng trong các thiết bị đo, bảo vệ

các mạch điện tử.

- Tầm đo: -50 <150 D.C.

C Cảm biến nhiệt độ bán dẫn

Click to edit Master text styles

Second level

Third level

Fourth level

Fifth level

Một số linh kiện cảm biến nhiệt độ

Cảm biến LM35 là bộ cảm biến nhiệt mạch tích

hợp chính xác cao mà điện áp đầu ra của nó tỷ lệ

tuyến tính với nhiệt độ theo thang độ Celsius

Đặc điểm chính của cảm biến LM35

+ Điện áp đầu vào từ 4V đến 30V

+ Độ phân giải điện áp đầu ra là 10mV/oC

+ Độ chính xác cao ở 25 C là 0.5 C

+ Trở kháng đầu ra thấp 0.1 cho 1mA tải

Dải nhiệt độ đo được của LM35 là từ -55 C -

150 C với các mức điện áp ra khác nhau.

Xét một số mức điện áp sau :

- Nhiệt độ -55 C điện áp đầu ra -550mV

- Nhiệt độ 25 C điện áp đầu ra 250mV

- Nhiệt độ 150 C điện áp đầu ra 1500mV

Tùy theo cách mắc của LM35 để ta đo các giải

nhiệt độ phù hợp Đối với hệ thống này thì đo

từ 0 đến 150

DS18B20

Cấu tạo: gồm 2 kim loại khác nhau được hàn chung với hau một đầu

gọi là đầu nóng, 2 đầu còn lại không hàn chung gọi là đầu lạnh hay đầu chuẩn

D Cặp nhiệt điện (Thermocouple )

• Nguyên lý hoạt động: dựa trên hiệu ứng Seebeck, khi có sự chênh lệch

nhiệt độ giữa đầu nóng và đầu lạnh của cặp nhiệt thì ở đầu ra(đầu

lạnh) sẽ xuất hiện suất điện động E

• 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 <1400 D.C

Cặp nhiệt điện

Cảm biến nhiệt độ có gắn đĩa gia nhiệt

V Mạch ứng dụng

Mạch đo sử dụng cảm biến nhiệt điện trở kim loại: để chuyển sự

thay đổi điện trở của cảm biến theo nhiệt độ thành sự thay đổi điện áp,

ta kết nối cảm biến với mạch đo như sau:

= 10v Dc

R1,3,6=5k

R,R4,2=10k

Mạch cảnh báo nhiệt độ cho thiết bị

Click to edit Master text styles

Cầu Diode

Rơ-le điều kiển

Nhiệt điện trở

• Cảm biến nhiệt độ được lắp trong các máy ấp trứng để đo và

Dùng điều chỉnh tự động tốc độ quay của quạt theo nhiệt độ:

Click to edit Master text styles

Second level

Third level

Fourth level

Fifth level

Cảm biến nhiệt độ được lắp trên cánh tản nhiệt của một số bộ nguồn và một số thiết bị trong mạch điện tử để đo và điều khiển cảnh báo nhiệt:

The End

Thank You for Watching