Cảm Biến Nhiệt Độ PT100 Là Gì?

Cảm biến nhiệt Pt100 được biết đến là một loại cảm biến nhiệt độ RTD, được ứng dụng rất nhiều trong các nhà máy, xưởng cơ khí. Có thể nói đơn giản là ở tất cả những nhà máy làm việc có liên quan đến nhiệt độ thì đều sử dụng đến loại cảm biến này. Vậy cảm biến Pt100 là gì? Có cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào? Nếu chưa nắm rõ về cảm biến nhiệt độ này thì cùng Bazo tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé!

Pt100 là viết tắt của Pt – ký hiệu của vật liệu của đầu cảm biến, ở đây là vật liệu Platinium (bạch kim) và 100 – tức giá trị điện trở của đầu cảm biến ở 0 độ C, ở đây giá trị điện trở là 100 Ω, tức có nghĩa là điện trở của đầu cảm biến Platinium ở 0 độ C là 100 Ω.

Cấu tạo của Pt100

Thông thường, cơ bản thì cảm biến biến nhiệt độ này gồm 6 thành phần chính:

• 1. Đầu cảm biến: đây là thành phần quan trọng nhất của cảm biến. Được cấu tạo bằng platinium.

• 2. Dây kết nối: thông thường ta sẽ có loại pt100 2 dây, 3 dây, 4 dây. Vật liệu dây phụ thuộc vào điều kiện sử dụng của đầu dò.

• 3. Sứ cách nhiệt: phần này sẽ ngăn chặn sự đoản mạch và cách điện các dây kết nối với vỏ bảo vệ.

• 4. Chất làm đầy: bao gồm bột alumina cực mịn, được sấy khô. Tác dụng của nó là lấp đầy bất kỳ khoảng trống nào để bảo vệ cảm biến khỏi những rung động.

• 5. Vỏ bảo vệ: dùng để bảo vệ các thành phần cảm biến và phần dây nối bên trong. Bởi vì đây là phần tiếp xúc trực tiếp với môi trường đo nên nó được chế tạo từ inox 304 hoặc inox 316. Trong một vài trường hợp như đo nhiệt độ hóa chất ăn mòn, người ta phải trang bị thêm ống thermowell bảo vệ.

• 6. Đầu kết nối: chứa phần bảng mạch (thường được làm bằng gốm). Được dùng để đấu dây cảm biến. Trong phần đầu này, bộ chuyển đổi từ tín hiệu điện trở của pt100 sang tín hiệu 4-20mA sẽ được cho vào.

Với thiết kế này thì cảm biến nhiệt độ RTD Pt100 đem lại sự chắc chắn trong việc bảo vệ được các thành phần bên trong. 

Nguyên lý hoạt động

Cảm biến nhiệt độ này hoạt động dựa trên sự thay đổi điện trở của kim loại với sự thay đổi nhiệt độ xung quanh. 

Hiểu đơn giản, khi ta đốt nóng phần đầu của cảm biến, điện trở của Platinium (phần lõi cấu tạo nên cảm biến) sẽ tăng theo.

Khi ta có 2 đầu của dây dẫn nối vào cảm biến, sau khi phần cảm biến được đốt nóng, người ta đo điện trở tại 2 điểm này và thấy nó tỉ lệ thuận với điện trở của cảm biến. Và điện trở này sẽ tăng/ giảm dựa theo sự tăng/ giảm của nhiệt độ của phần cảm biến platinium phía bên trong.

Phân loại

Về phân loại thì cảm biến nhiệt độ này cũng khá đa dạng, tùy vào nhu cầu và mục đích sử dụng thì có thể chia thành các loại sau:

Chia theo số dây

• Pt100 2 dây.
• Pt100 3 dây.
• Pt100 4 dây.
• Pt100 6 dây.

Loại 3 dây có độ chính xác khá cao và có thêm tính bù nhiệt, giúp tín hiệu luôn được ổn định, đồng thời đây cũng là loại được sử dụng phổ biến nhất trên thị trường hiện nay bởi giá thành phải chăng mà vẫn cho độ chính xác cao. Còn loại 4 dây và 6 dây vì giá khá cao nên ít được sử dụng hơn.

Pt100 loại đầu dò

Loại này có thiết kế chắc chắn, thường được dùng trong các ứng dụng đo nhiệt độ cao vì dải đo của nó khá cao, có thể đo được trong dải từ 650 độ C tới 850 độ C. Có cấu tạo là một que dò bằng Inox 316L nối với bộ phận xử lý tín hiệu. 

Pt100 loại dây dò

Loại dây dò không ren được sử dụng trong các ứng dụng đo nhiệt độ tối đa là 200 độ C. Vì có cấu tạo là 1 que dò nối với dây điện, bởi kiểu dạng dây nên có thể đưa vào những vị trí mà loại đầu dò không lắp vào được. Pt100 loại dây dò thì có hai loại chính:

• Dây dò có ren: có phần ren kết nối phía trên phần đầu dò để gắn chặt vào vị trí lắp đặt. Dây cảm biến nhiệt độ này có ren kết nối thông thường là G1/2”, G1/4”, G1/8”.
• Dây dò không ren: dùng để lắp đặt trong các vị trí không có ren kết nối. Đặc điểm của loại cảm biến nhiệt độ này là không có phần ren kết nối.

Sai số trong cảm biến Pt100

Sai số của thiết bị là một trong những thông số quan trọng mà người mua cầm biết rõ khi chọn lựa loại phù hợp, bởi tùy vào từng loại mà có độ sai số khác nhau.

Loại có độ chính xác nhất với sai số 0.1% là class AA, tiếp đến là class A với sai số là 0.15%, sau đó là class B và C với độ sai số lần lượt là 0.3% và 0.6%.

Mặc dù có sai số hơi cao nhưng vẫn còn chấp nhận được nên loại class B được sử dụng nhiều nhất cũng bởi có giá thành vừa phải, không quá đắt.

Bài viết trên đây là các kiến thức cơ bản về loại cảm biến nhiệt Pt100 mà người dùng cần nắm được cũng như hiểu rõ về sai số khi sử dụng loại cảm biến này.