Cảm biến là thiết bị được sử dụng bởi các thiết bị điện tử, điện và cơ khí để tương tác với môi trường bên ngoài. Chúng được sử dụng để đo các dạng hiện tượng vật lý khác nhau như điện áp, dòng điện, gia tốc, v.v. ... Cảm biến sử dụng các nguyên tắc khác nhau để đo các đại lượng vật lý này. Chẳng hạn như hiệu ứng áp điện được sử dụng để đo điện áp và dòng điện, hiệu ứng Hall được sử dụng để đo mật độ từ trường, v.v. RTD - Cảm biến nhiệt độ điện trở, là một cảm biến phát hiện nhiệt độ sử dụng mối quan hệ giữa nhiệt độ và điện trở của dây dẫn để đo nhiệt độ. Cảm biến này nhanh chóng thay thế cặp nhiệt điện.

Cảm biến RTD là gì?

Thuật ngữ RTD là viết tắt của Máy dò nhiệt độ kháng. Cảm biến này còn được gọi là nhiệt kế điện trở. Cảm biến này được sử dụng để đo nhiệt độ.

Thông thường, chúng có sẵn dưới dạng một đoạn dây dài làm bằng niken hoặc đồng bạch kim, được quấn quanh lõi gốm hoặc thủy tinh. Cảm biến này sử dụng mối quan hệ nhiệt độ / điện trở của dây để đo nhiệt độ.

Bằng cách sử dụng mối quan hệ điện trở Vs nhiệt độ, người ta có thể tìm thấy lượng thay đổi đã xảy ra đối với giá trị điện trở của cảm biến, đối với sự thay đổi mức độ của nhiệt độ. Kim loại bạch kim có mối quan hệ điện trở-nhiệt độ ổn định trong một phạm vi nhiệt độ rộng.

“16 bit Ripple carry adder Verilog ”

Đối với Niken, lượng thay đổi điện trở do thay đổi nhiệt độ trở nên phi tuyến tính, ở nhiệt độ trên 300⁰C. Dựa vào đặc tính của chúng, ở các khoảng nhiệt độ khác nhau, người ta chọn vật liệu làm dây mỏng, vật liệu này được dùng trong RTD.

RTD có thể được xây dựng ở các dạng khác nhau và trong một số trường hợp, chúng tốt hơn cặp nhiệt điện về độ ổn định, độ chính xác và độ lặp lại. RTD yêu cầu một nguồn điện để hoạt động. Không giống như cặp nhiệt điện sử dụng hiệu ứng Seebeck để tạo ra điện áp, RTD sử dụng điện trở.

Nguyên tắc làm việc

Hoạt động của cảm biến RTD dựa trên mối quan hệ điện trở - nhiệt độ của vật liệu được sử dụng để chế tạo nó. Lượng thay đổi được thấy trong giá trị điện trở của vật liệu do nhiệt độ tăng trên mỗi độ được đo và cảm biến được hiệu chỉnh cho phù hợp.

Cảm biến RTD

Phần tử điện trở dễ vỡ, chúng luôn yêu cầu cách điện. Các dây dẫn cách điện được gắn vào phần tử. Đối với nhiệt độ dưới 250^{hoặc là}C sử dụng chất cách điện như cao su Silicon, PVC. Một hợp kim kim loại trơ về mặt hóa học với nhiệt độ được sử dụng làm vỏ bọc bảo vệ, để chứa điểm đo và dây dẫn.

Từ nhiệt độ 0⁰C lên đến một giá trị nhiệt độ mà sự thay đổi là tuyến tính, được coi là phạm vi nhiệt độ của cảm biến. Điều này phụ thuộc vào chất liệu của dây được sử dụng trong cảm biến. Đối với bạch kim được sử dụng, phạm vi lên đến 660⁰C. Niken thích hợp với nhiệt độ dưới 300⁰C.

Tính gần đúng tuyến tính của mối quan hệ điện trở-nhiệt độ của các kim loại giữa 0⁰C và 100⁰C được coi là đặc tính quan trọng của kim loại được sử dụng làm dây dẫn trong cảm biến.

Hệ số nhiệt độ của điện trở được cho là

α = (R₁₀₀–R₀) / (100⁰C.R₀)

“bộ mã hóa và giải mã trong điện tử kỹ thuật số ”

Đâu R₀và R₁₀₀là điện trở của cảm biến ở nhiệt độ 0⁰C và 100⁰C tương ứng.

Các ứng dụng của RTD

Cảm biến RTD được sử dụng trong ô tô để đo nhiệt độ động cơ, cảm biến mức dầu, cảm biến nhiệt độ khí nạp. Trong giao tiếp và thiết bị đo đạc để cảm nhận nhiệt độ của bộ khuếch đại , độ lợi bóng bán dẫn chất ổn định , Vân vân…
RTD được sử dụng trong điện tử công suất, máy tính, điện tử tiêu dùng, xử lý và chế biến thực phẩm, điện tử công nghiệp, điện tử y tế, quân sự và hàng không vũ trụ.

Ví dụ về RTD

Một số ví dụ về cảm biến RTD là cảm biến nước làm mát, nhiệt độ dầu hộp số. cảm biến, cảm biến nhiệt độ khí nạp, đầu báo cháy, vv.

Do độ chính xác và ổn định của chúng, RTD cảm biến đang nhanh chóng thay thế cặp nhiệt điện trong các ứng dụng công nghiệp. RTD có thể cho giá trị chính xác cao hơn. RTD có thể ổn định trong nhiều năm so với cặp nhiệt điện , chỉ hoạt động ổn định trong vài giờ sử dụng. RTD hiện diện trong các thiết bị hàng ngày của chúng ta như máy pha cà phê, điện thoại di động. Bạn đã xem qua ứng dụng nào của RTD?