C2 do nhiet do Đo nhiệt độ

Đo nhiệt độ Đo nhiệt độ Đo nhiệt độ Đo nhiệt độ Đo nhiệt độ Đo nhiệt độ Đo nhiệt độ Đo nhiệt độ Đo nhiệt độ Đo nhiệt độ Đo nhiệt độ Đo nhiệt độ Đo nhiệt độ Đo nhiệt độ Đo nhiệt độ Đo nhiệt độ Đo nhiệt độ Đo nhiệt độ Đo nhiệt độ Đo nhiệt độ Đo nhiệt độ Đo nhiệt độ Đo nhiệt độ Đo nhiệt độ

1 KHÁI QUÁT

 Các loại thang đo nhiệt độ:

 Thang đo nhiệt độ Celsius, oC

 Là thang đo nhiệt độ bách phân

 Thang đo nhiệt độ Kelvin, K

 Là thang đo nhiệt độ trên cơ sở nhiệt động(nhiệt

độ tuyệt đối)

15,273)

()

(K  t 0C 

T

1 KHÁI QUÁT

 Thang đo nhiệt độ Fahrenheir, oF

Sử dụng chủ yếu trong hệ đơn vị Anh-Mỹ

 Thang đo nhiệt độ Rankin, oR

 Sử dụng chủ yếu trong hệ đơn vị Anh-Mỹ

32 )

( 5

9 )

(0F  t 0C 

t F

67 , 491 )

( 5

9 )

(0R  t 0C 

t R

 Kelvin (K): là thang đo nhiệt độ quốc tế.

Điểm “0”tuyệt đối 0 - 273,15 -459,67 0

Điểm đóng băng của nước

tinh khiết

273,15 0 32 491,67

Điểm ba thể của nước 273,16 0,01 32,018 491,69

Điểm sôi của nước ở P=1at 373,15 100 212 671,67

Nhiệt độ các điểm đặc trưng theo thang đo nhiệt độ khác nhau:

 Nhiệt kế đo nhiệt độ áp dụng nguyên lý biến đổi điệntrở vì nhiệt – Nhiệt kế điện trở.

 Nhiệt kế đo nhiệt độ áp dụng hiệu ứng nhiệt điện –Nhiệt kế nhiệt điện(cặp nhiệt điện)

1 KHÁI QUÁT

 Nhiệt kế đo nhiệt độ dựa vào các đầu dò điện tử được

sử dụng như: Diode, Transistor, IC,

 Nhiệt kế đo nhiệt độ dựa vào sự biến đổi cường độphát xạ của vật đo: nhiệt kế quang học, nhiệt kế quangđiện, nhiệt kế bức xạ, nhiệt kế so màu,

 Các loại nhiệt kế khác: nhiệt kế dùng cảm biến thạchanh, nhiệt kế điện từ, nhiệt kế sóng âm, nhiệt kế khíđộng,

Vt: thể tích chất lỏng ở nhiệt độ t.

V0: thể tích chất lỏng ở 00C

k: hệ số giãn nở vì nhiệt của chất lỏng

(3) Thang chia đo nhiệt độ

(4) Vỏ bảo vệ bằng thủy tinh.

- Không bám dính bề mặt ống mao dẫn và luôn ở

trạng thái lỏng trong một phạm vi thay đổi rộng của nhiệt độ

- Nhiệt độ đông đặc thấp

Nhược điểm của thủy ngân:

 hệ số nở vì nhiệt không cao

a) Nhiệt kế phòng thí nghiệm

- Nhiệt kế phòng thí nghiệm thường là loại nhiệt kế

mà thang đo được khắc độ trực tiếp trên vỏ ống thủy tinh, có thân thon, vỏ nhỏ

- Giá trị của một vạch chia độ có thể là 1 o C,

0,5 o C hoặc 0,1 o C

- Sai số đo khoảng ±0,1÷±2 o C

- Hai nhiệt kế có cùng giá trị của vạch chia độ nhưng

có tầm đo khác nhau thì sai số cho phép đối với mỗi nhiệt kế cũng khác nhau

Tên gọi

Hệ số giãn

nở vì nhiệt k.10 3

Giới hạn dưới

b) Nhiệt kế kỹ thuật  phân thành hai loại:

• Nhiệt kế chất lỏng thông thường:

- Chỉ có chức năng đo nhiệt độ thuần tuý

- Nó thường là loại nhiệt kế có thang đo được khắc độ riêng, không khắc độ trực tiếp lên vỏ thủy tinh

- Nó có chiều cao khá lớn khoảng 66÷2000mm, đường kính 7÷10mm và dải nhiệt độ rộng

- Một vạch chia độ có thể ứng với 0,5oC; 1oC; 2oC; 5oC hoặc 10oC tùy thuộc vào giới hạn đo của nhiệt kế

- Thông thường sai số cho phép của các loại nhiệt

kế kỹ thuật không vượt quá giá trị của một vạch chia độ của thang đo

• Nhiệt kế kỹ thuật đặc biệt:

- Nhiệt kế Becman: sử dụng chủ yếu để xác định nhiệt lượng riêng của nhiên liệu cháy.

- Nhiệt kế đo nhiệt đo max – min:

- Nhiệt kế công tắc: được sử dụng làm chức năng của một công tắc đóng ngắt tự động mạch điện trong điều khiển hay mạch điện báo hiệu.

2 NHIỆT KẾ THỦY TINH

2.4 Ưu, nhược điểm

 Ưu điểm:

- Nhiệt kế chất lỏng sử dụng rộng rãi không cầnthiết bị hỗ trợ

- Không cần cung cấp năng lượng

- Độ chính xác tương đối cao

 Nhược điểm:

- Dễ vỡ, dễ gây sai số khi đọc do tính chất không

rõ nét của thang đo khi chia nhiệt độ

- Chỉ cho phép đo và đọc kết quả tại chỗ không cókhả năng đưa kết quả đi xa hoặc vào quá trình tự ghi

- Quán tính nhiệt lớn

Các yêu cầu khi sử dụng nhiệt kế chất lỏng:

- Cần kiểm tra nhiệt kế trước khi sử dụng để đo nhiệt

độ (hình dáng, thang đo, giá trị đo, độ chính xác, )

- Không đọc kết quả đo ngay sau khi lắp đặt nhiệt kế

vì mỗi nhiệt kế đều có mức quán tính nhiệt nhất định.

- Khi đọc kết quả không lấy nhiệt kế ra khỏi vị trí đo.

- Đọc kết quả thì góc nhìn phải vuông góc với mặt nhiệt

kế Khi cần thiết có thể dùng kính lúp để đọc kết quả cho dễ dàng và chính xác.

- Đặt nhiệt kế đúng vị trí và phải thực hiện đúng các

yêu cầu kỹ thuật về lắp đặt nhiệt kế.

độ càng cao áp lực trong chất cảm nhiệt càng tăng, kimchỉ thị lệch theo chiều kim đồng hồ càng nhiều.

3.4 Phân loại:  có 2 cách phân loại:

a Theo dạng kết cấu ống đàn hồi: loại ống 1 vòng và

ống nhiều vòng

b Theo chất cảm biến nhiệt: nhiệt áp kế khí, nhiệt áp

kế lỏng và nhiệt áp kế lỏng-khí

- Có thể đặt thiết bị đo thứ cấp ở cách xa thiết bị

đo chính và có khả năng ổn định độ rung

Nhược điểm:

- Có độ chính xác không cao

- Hạn chế về khoảng cách để truyền kết quả đi xa

4 NHIỆT KẾ ĐIỆN TRỞ

4.1 Nguyên lý hoạt động

Đo nhiệt độ bằng nhiệt kế điện trở dựa trên cơ sở

sự biến đổi điện trở của vật do sự biến đổi nhiệt độ của

nó gây nên

Dựa vào mức độ biến đổi điện trở vì nhiệt của vật

mà người ta xác định được nhiệt độ tương ứng của vật

Hệ số nhiệt độ điện trở (độ nhạy nhiệt của đ.trở)

Ro: điện trở tại 0oC

Rt : điện trở tại toC

t R

R - R

4 NHIỆT KẾ ĐIỆN TRỞ

4.2 Cấu tạo

Nhiệt kế điện trở gồm tổ hợp các bộ phận chuyển đổi

sơ cấp (bộ phận cảm biến nhiệt) và thiết bị đo thứ cấp

Cấu tạo gồm: - Phần tử cảm biến nhiệt.

- Chất cách điện

- Vỏ bảo vệ nhiệt kế

Phần tử cảm biến nhiệt độ thường là kim loại

tinh khiết hoặc chất bán dẫn từ đó phân loại thành: nhiệt

kế điện trở kim loại hay nhiệt kế điện trở bán dẫn

Thiết bị đo thứ cấp: là thiết bị đo điện trở hoặc

hoạt động trên nguyên lý của thiết bị đo điện trở nhưng

thang đo khắc độ theo đơn vị đo nhiệt độ

4 NHIỆT KẾ ĐIỆN TRỞ

a Nhiệt kế điện trở kim loại:

Nhiệt kế điện trở

Bạch kim điện trở đồng Nhiệt kế

- Phần tử cảm biến là kim loại tinh khiết, quý hiếm như: bạch kim, đồng nguyên chất hoặc Nikel

- Nó có dạng dây dẫn đường kính nhỏ quấn quanh vật liệu cách điện

- Dây điện trở cũng có thể quấn quanh khung cách điện Hai đầu dây được dẫn ra ngoài

để nối với mạch đo.

4 NHIỆT KẾ ĐIỆN TRỞ

Các yêu cầu về vật liệu làm phần tử cảm biến nhiệt độ:

 Tinh khiết và bền hóa học

 Không thay đổi tính chất vật lý

 Hệ số nhiệt độ điện trở càng lớn càng tốt

 Giữa nhiệt độ và điện trở có mối quan hệ tuyến tính

 Yêu cầu đầu tiên là quan trọng nhất

+ Có thể truyền kết quả đo đi xa.

+ Có thể sử dụng một thiết bị đo thứ cấp chung cho nhiều nhiệt kế bằng cách sử dụng bộ công tắc chuyển mạch

+ Có thể đo, ghi liên tục kết quả đo hoặc tự động ghi kết quả đo

+ Thích hợp cho việc đo nhiệt độ trung bình của môi trường đo

• Nhược điểm:

+ Có kết cấu phức tạp.

+ Quán tính nhiệt khá cao.

+ Phải sử dụng với nguồn điện.

b Nhiệt kế điện trở bán dẫn:

- Phần tử cảm biến là các chất bán dẫn thường dùng như oxit mangan, oxit cacbon, oxit đồng, oxít côban, oxit titan,…

- Điện trở bán dẫn có hệ số nhiệt độ rất cao, nhiệt kế bán dẫn thường có kích thước nhỏ gọn hơn nhiều so với nhiệt kế điện trở kim loại

• Ưu điểm: + Kích thước nhỏ gọn

+ Độ nhạy nhiệt cao hơn nhiệt kế điện trở kim loại

+ Quán tính nhiệt nhỏ

độ rất khó khăn Thường phải khắc độ riêng cho từng nhiệt kế cụ thể.

+ Nhiệt kế điện trở bán dẫn đặc biệt thích hợp đối với việc ứng dụng để điều chỉnh nhiệt độ tự động

4 NHIỆT KẾ ĐIỆN TRỞ

c Vật liệu cách điện và khung cách điện:

- Vật liệu dùng làm khung cách điện cần có tính chất:

Vì tỷ số R1/R2 và Rd là hằng số nên ở mạch cầu cân bằng thì mỗi giá trị của Rt ứng với một giá trị tương ứng với biến trở R3 Trị số

R3 có thể đo bằng ôm kế theo đơn vị ôm (Ω)

5 NHIỆT KẾ NHIỆT ĐIỆN

5.1 Nguyên lý hoạt động: Nhiệt kế nhiệt điện hoạt

động dựa trên hiệu ứng nhiệt điện

Hiệu ứng nhiệt điện: khi hai dây dẫn A và B được nối

với nhau bằng một đầu chung hoặc hai dầu chung Nếuđốt nóng một đầu chung, còn đầu kia để tự do thì giữahai đầu sẽ sinh ra một hiệu điện thế hay sức điện động

TBĐ

TBĐ

4 3

t0

t t

t0

5 NHIỆT KẾ NHIỆT ĐIỆN

Platin và platin rôdi (90%Pt+10%Rh)

Platin rôđi 30% và plantin rôđi 6%

Vorfram-reni 5%/Vonfram-reni 20%

900 900 1300 1600 1800 2500

200÷400 -200÷700 -100÷700 -200÷1250 0÷1300 300÷1600 0÷2200

5 NHIỆT KẾ NHIỆT ĐIỆN

5.2.3 Kết cấu cặp nhiệt điện

 Các dạng liên kết dây dẫn

a Hai dây dẫn xoắn vào nhau b Hàn lá kim loại

5 NHIỆT KẾ NHIỆT ĐIỆN

 Kết cấu ngoài một số

loại cặp nhiệt điện

(a) Đầu cảm nhiệt ngoài

(b) Đầu cảm nhiệt không

tiếp xúc trực tiếp với vỏ

kim loại

(c) Đầu cảm nhiệt tiếp xúc

trực tiếp với vỏ kim loại

5 NHIỆT KẾ NHIỆT ĐIỆN

5.3 Phương pháp đo nhiệt độ bằng nhiệt kế nhiệt điện

 Phương pháp đo suất điện động bằng milivon kế làphương pháp dựa trên cơ sở của nguyên lý về sự tương tácgiữa từ trường: một từ trường của nam châm vĩnh cửu, một

từ trường do dòng điện chạy trong mạch do cặp nhiệt điệnsinh ra

 Phương pháp dùng cơ cấu bù là phương pháp dựa trên

cơ sở nguyên lý bù suất điện động đo được với hiệu điệnthế tương ứng trong mạch điện một chiều có điện trở bùcho trước Phương pháp này là phương pháp so sánh sứcđiện động

Công tắc chuyển mạch

Đo tại nhiều điểm

Đo tại một điểm

5 NHIỆT KẾ NHIỆT ĐIỆN

5.4 Nguyên nhân gây sai số

 Đo nhiệt độ ở đầu tự do của cặp nhiệt điện không ổnđịnh hoặc khác với nhiệt độ đầu tự do khi khắc độ

 Do sự thay đổi điện trở trong mạch đo dẫn đến sai sốkhi đo bằng thiết bị đo thứ cấp

 Do vị trí và cách lắp đặt nhiệt kế nhiệt điện khôngđúng yêu cầu kỹ thuật

MỘT SỐ NHIỆT KẾ TRONG CÔNG

NGHIỆP & CUỘC SỐNG

Hình 12: Nhiệt kế không tiếp xúc hay nhiệt kế hồng ngoại

Nhiệt kế điện tử

www.themegallery.com

THANKS !!!