Tiểu luận tính chất và công nghệ vật liệu ĐỀ TÀI CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ Trước tiên, cảm biến là gì: Cảm biến là thiết bị dùng để đo, đếm, cảm nhận,…các đại lượng vật lý không điện thành các tín hiệu điện Một nguyên tắc đặt ra là: Tăng cường trao đổi nhiệt giữa cảm biến và môi trường cần đo
Trang 1CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ
Trước tiên, cảm biến là gì:
Cảm biến là thiết bị dùng để
đo, đếm, cảm nhận,…các đại lượng vật lý không điện thành các tín hiệu điện
Trang 2NHIệT Độ Từ MÔI TRƯờNG Sẽ ĐƯợC CảM
BIếN HấP THU, TạI ĐÂY TÙY THEO CƠ CấU CủA CảM BIếN Sẽ BIếN ĐạI LƯợNG NHIệT
NÀY THÀNH MộT ĐạI LƯợNG ĐIệN NÀO ĐÓ
NHƯ THế MộT YếU Tố HếT SứC QUAN
TRọNG ĐÓ LÀ “ NHIệT Độ MÔI TRƯờNG CầN ĐO” VÀ “NHIệT Độ CảM NHậN CủA CảM
BIếN”
Một nguyên tắc đặt ra là:
Tăng cường trao đổi
nhiệt giữa cảm biến và
môi trường cần đo
Trang 3PHÂN 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 HồNG
NGOạI HAY LAZER.
Trang 41 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 <1400 D.C
Trang 5 Lưu ý khi sử dụng:
- Từ những yếu tố trên khi sử dụng loại cảm biến này chúng ta lưu ý là không nên nối thêm dây ( vì tín hiệu cho ra là mV nối sẽ suy hao rất nhiều ) Cọng dây của cảm biến nên để thông thoáng ( đừng cho cọng dây này dính vào môi trường đo ) Cuối cùng là nên kiểm tra cẩn thận việc Offset thiết bị
- Lưu ý: Vì tín hiệu cho ra là điện áp ( có cực âm và
dương ) do vậy cần chú ý kí hiệu để lắp đặt vào bộ
khuếch đại cho đúng
Trang 62 NHIỆT ĐIỆN TRỞ RTD.
- 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 <1400 D.C
Trang 7RTD 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 thể nối thêm dây cho loại cảm biến này ( hàn kĩ, chất lượng dây tốt, có chống nhiễu ) và có thể đo test bằng VOM được
Vì là biến thiên điện trở nên không quan tâm đến chiều đấu dây
Trang 83 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 <150 D.C
Trang 9LƯU Ý KHI Sử DụNG:
- TÙY VÀO NHIệT Độ MÔI TRƯờNG NÀO MÀ CHọN THERMISTOR CHO THÍCH HợP, LƯU Ý HAI LOạI PTC VÀ NTC ( GọI NÔM NA LÀ THƯờNG ĐÓNG/
THƯờNG Hở ) CÓ THể TEST Dễ DÀNG VớI ĐồNG 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.
Trang 10
4 BÁN DẪN
- CấU TạO: LÀM Từ CÁC LOạI CHấT BÁN DẫN.
- NGUYÊN LÝ: 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.
Trang 11LƯU Ý KHI Sử DụNG:
- VÌ ĐƯợC CHế TạO Từ CÁC THÀNH PHầN BÁN DẫN NÊN CảM BIếN NHIệT BÁN DẫN KÉM BềN, KHÔNG CHịU NHIệT Độ CAO NếU VƯợT NGƯỡNG BảO Vệ CÓ THể LÀM HỏNG CảM BIếN.
- CảM BIếN BÁN DẫN MỗI LOạI CHỉ TUYếN TÍNH TRONG MộT GIớI HạN NÀO ĐÓ, NGOÀI DảI NÀY CảM BIếN Sẽ MấT TÁC
DụNG HếT SứC QUAN TÂM ĐếN TầM ĐO CủA LOạI CảM BIếN NÀY Để ĐạT ĐƯợC Sự CHÍNH XÁC.
- LOạI CảM BIếN NÀY KÉM CHịU ĐựNG TRONG MÔI TRƯờNG KHắC NGHIệT: ẨM CAO, HÓA CHấT CÓ TÍNH ĂN MÒN, RUNG SốC VA CHạM MạNH.
IC cảm biến nhiệt LM35 Cảm biến nhiệt dạng Diode
Trang 125 NHIỆT KẾ BỨC XẠ ( CÒN GọI LÀ HỏA Kế-
PYROMETER ).
- Cấu tạo: Làm từ mạch điện tử, quang học
- Nguyên lý: Đo tính chất bức xạ năng lượng của môi trường mang nhiệt
- Ưu điểm: Dùng trong môi trường khắc nghiệt, không cần tiếp xúc với môi trường đo
- Khuyết điểm: Độ chính xác không cao, đắt tiền
- Thường dùng: Làm các thiết bị đo cho lò nung
- Tầm đo: -54 <1000 D.F
Trang 13LƯU Ý KHI Sử DụNG:
- TÙY THEO THÔNG Số CủA NHÀ SảN XUấT
MÀ HỏA Kế CÓ CÁC TầM ĐO KHÁC NHAU,
TUY NHIÊN ĐA Số HỏA Kế ĐO ở KHOảNG
NHIệT Độ CAO VÀ VÌ ĐặC ĐIểM KHÔNG TIếP XÚC TRựC TIếP VớI VậT CầN ĐO NÊN MứC Độ CHÍNH XÁC CủA HỏA Kế KHÔNG CAO, CHịU NHIềU ảNH HƯởNG CủA MÔI TRƯờNG XUNG QUANH ( GÓC Độ ĐO, RUNG TAY, ÁNH SÁNG MÔI TRƯờNG ).