Hướng dẫn lựa chọn cảm biến nhiệt độ

Việc lựa chọn cảm biến nhiệt độ cần phải cân nhắc nhiều hơn so với việc lựa chọn các loại cảm biến khác.Trước hết, cấu trúc của cảm biến phải được lựa chọn sao cho có thể đạt được nhiệt độ của chất lỏng được đo hoặc bề mặt cần đo trong thời gian đo xác định của phần tử nhạy cảm.Đầu ra của cảm biến nhiệt độ chỉ là nhiệt độ của phần tử nhạy cảm.Trên thực tế, thường rất khó để đảm bảo rằng nhiệt độ được cảm biến chỉ ra là nhiệt độ của đối tượng được đo.

Trong hầu hết các trường hợp, các khía cạnh sau đây cần được xem xét để lựa chọn cảm biến nhiệt độ:
(1) Nhiệt độ của đối tượng đo có cần được ghi lại, báo động và điều khiển tự động hay không, và liệu nó có cần được đo và truyền từ xa hay không.
(2) Yêu cầu về kích thước và độ chính xác của dải đo nhiệt độ.
(3) Kích thước của phần tử đo nhiệt độ có phù hợp không.
(4) Khi nhiệt độ của đối tượng đo thay đổi theo thời gian, liệu độ trễ của phần tử đo nhiệt độ có thể đáp ứng yêu cầu đo nhiệt độ hay không.
(5) Điều kiện môi trường của đối tượng đo có làm hỏng bộ phận đo nhiệt độ hay không.
(6) Giá cả là bao nhiêu và sử dụng có thuận tiện không.

Nhiệt độ của chất lỏng trong bình chứa thường được đo bằng cặp nhiệt điện hoặc đầu dò điện trở nhiệt, nhưng khi tuổi thọ hoạt động của toàn bộ hệ thống dài hơn nhiều so với tuổi thọ dự kiến ​​của đầu dò hoặc đầu dò dự kiến ​​sẽ bị loại bỏ khá thường xuyên để hiệu chuẩn hoặc sửa chữa, nó không thể được đặt trên thùng chứa.Khi mở ra, có thể lắp một tấm giữ nhiệt vĩnh viễn trên thành bình.Việc sử dụng cảm biến nhiệt sẽ kéo dài đáng kể hằng số thời gian của phép đo.Khi nhiệt độ thay đổi rất chậm và sai số dẫn nhiệt nhỏ, nhiệt điện trở sẽ không ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo, nhưng nếu nhiệt độ thay đổi rất nhanh, phần tử nhạy cảm không thể theo dõi sự thay đổi nhiệt độ nhanh chóng và sai số dẫn nhiệt có thể tăng lên một lần nữa, đo lường Độ chính xác sẽ bị ảnh hưởng.Vì vậy, cần cân nhắc giữa hai yếu tố là khả năng bảo trì và độ chính xác của phép đo.

Tất cả các vật liệu của cặp nhiệt điện hoặc đầu dò điện trở nhiệt phải tương thích với chất lỏng có thể tiếp xúc với chúng.Khi sử dụng đầu dò phần tử tiếp xúc, bạn phải xem xét khả năng thích ứng của vật liệu (phần tử nhạy cảm, dây dẫn kết nối, giá đỡ, vỏ bảo vệ một phần, v.v.) tiếp xúc với chất lỏng được đo.Khi sử dụng thermowells, bạn chỉ cần xem xét chất liệu của ống tay áo..

Nhiệt điện trở thường được làm kín khi ngâm trong chất lỏng và hầu hết các chất khí, và ít nhất chúng phải được phủ.Các phần tử điện trở trần không được ngâm trong chất lỏng dẫn điện hoặc nhiễm bẩn.Khi cần phản ứng nhanh, chúng có thể được sử dụng để làm khô Không khí và một số lượng hạn chế khí và một số chất lỏng.Nếu phần tử điện trở được sử dụng trong chất lỏng bị ứ đọng hoặc chảy chậm, nó thường cần được bao phủ bởi một số loại vỏ để bảo vệ cơ học.

Khi không thể mở ống, ống dẫn hoặc thùng chứa hoặc không thể mở, dẫn đến không thể sử dụng đầu dò hoặc nhiệt điện trở, phép đo có thể được thực hiện bằng cách kẹp hoặc cố định cảm biến nhiệt độ bề mặt trên thành ngoài.Để đảm bảo độ chính xác của phép đo hợp lý, cảm biến phải được cách ly nhiệt với môi trường xung quanh và với nguồn bức xạ nhiệt, và sự dẫn nhiệt của tường tới phần tử nhạy cảm phải được thiết kế và lắp đặt tối ưu thông qua cảm biến.

Vật liệu rắn được đo có thể là kim loại hoặc phi kim loại và bất kỳ loại cảm biến nhiệt độ bề mặt nào cũng sẽ thay đổi các đặc tính vật liệu của bề mặt hoặc bề mặt dưới của đối tượng được đo ở một mức độ nào đó.Do đó, cảm biến và phương pháp lắp đặt của nó phải được lựa chọn đúng cách để giảm thiểu nhiễu này.Cảm biến lý tưởng phải được làm hoàn toàn bằng vật liệu giống như vật rắn được đo và được tích hợp với vật liệu để các đặc điểm cấu trúc của điểm đo hoặc môi trường xung quanh nó sẽ không thay đổi theo bất kỳ cách nào.Có nhiều loại cảm biến như vậy có sẵn, bao gồm loại điện trở (điện trở nhiệt màng mỏng, cảm biến nhiệt độ), và cặp nhiệt điện màng mỏng và dây mỏng.Sử dụng cảm biến nhỏ nhúng hoặc bộ chèn có ren để đo nhiệt độ của bề mặt ngọc bích.Mép ngoài của thiết bị truyền muối nhúng hoặc miếng chèn phải bằng phẳng với bề mặt ngoài của vật liệu cần đo.Vật liệu của bộ chèn phải giống với vật liệu được thử nghiệm, ít nhất là rất giống nhau.Khi sử dụng cảm biến máy giặt, phải cẩn thận để đảm bảo rằng nhiệt độ mà máy giặt đạt được càng gần với nhiệt độ cần đo càng tốt.

Việc lựa chọn cảm biến nhiệt độ chủ yếu dựa trên dải đo.Khi phạm vi đo lường dự kiến ​​nằm trong phạm vi tổng, có thể sử dụng cảm biến điện trở bạch kim.Phạm vi hẹp hơn thường yêu cầu cảm biến phải có điện trở cơ bản khá cao để có được sự thay đổi điện trở đủ lớn.Sự thay đổi điện trở đủ lớn được cung cấp bởi cảm biến nhiệt độ làm cho các thành phần nhạy cảm này rất phù hợp với các dải đo hẹp.Nếu phạm vi đo khá lớn, cặp nhiệt điện là phù hợp hơn.Tốt nhất nên bao gồm điểm đóng băng trong phạm vi này, vì bảng chỉ số của cặp nhiệt điện dựa trên nhiệt độ này.Độ tuyến tính của cảm biến trong phạm vi đã biết cũng có thể được sử dụng như một điều kiện bổ sung để chọn cảm biến.

Thời gian phản hồi thường được biểu thị bằng hằng số thời gian, đây là một cơ sở cơ bản khác để chọn cảm biến.Khi theo dõi nhiệt độ trong bể, hằng số thời gian ít quan trọng hơn.Tuy nhiên, khi nhiệt độ trong ống rung phải được đo trong quá trình sử dụng, thì hằng số thời gian trở thành yếu tố quyết định trong việc lựa chọn cảm biến.Hằng số thời gian của cảm biến nhiệt độ hạt và cặp nhiệt điện tiếp xúc có bọc thép là khá nhỏ, trong khi các đầu dò ngâm, đặc biệt là cặp nhiệt điện có ống bảo vệ, có hằng số thời gian tương đối lớn.

Việc đo nhiệt độ động phức tạp hơn.Chỉ bằng cách thử nghiệm lặp đi lặp lại và mô phỏng các điều kiện thường xảy ra trong việc sử dụng cảm biến càng gần càng tốt, mới có thể thu được giá trị gần đúng hợp lý về hiệu suất động của cảm biến.

Nguyên lý làm việc của cảm biến nhiệt độ hệ số nhiệt độ âm NTC

NTC là chữ viết tắt của Hệ số nhiệt độ âm, có nghĩa là hệ số nhiệt độ âm.Nó thường dùng để chỉ các vật liệu hoặc linh kiện bán dẫn có hệ số nhiệt độ âm lớn.Cái gọi là cảm biến nhiệt độ NTC là một cảm biến nhiệt độ hệ số nhiệt độ âm.Nó được làm bằng các oxit kim loại như mangan, coban, niken và đồng làm nguyên liệu chính và được làm bằng công nghệ gốm sứ.Các vật liệu oxit kim loại này có tính chất bán dẫn vì chúng hoàn toàn giống với các vật liệu bán dẫn như germani và silicon về tính dẫn điện.Khi nhiệt độ thấp, số hạt tải điện (điện tử và lỗ trống) của các vật liệu oxit này ít nên giá trị điện trở của nó cao hơn;khi nhiệt độ tăng, số hạt tải điện tăng, do đó giá trị điện trở giảm.Cảm biến nhiệt độ NTC có phạm vi từ 100 đến 1.000.000 ohms ở nhiệt độ phòng, với hệ số nhiệt độ từ -2% đến -6,5%.Cảm biến nhiệt độ NTC có thể được sử dụng rộng rãi trong đo nhiệt độ, bù nhiệt độ, triệt tiêu dòng điện đột biến và các trường hợp khác.