Cảm biến nhiệt độ PT100 là gì? Cấu tạo, Nguyên lý hoạt động

Trong các hệ thống đo lường và tự động hóa công nghiệp, cảm biến nhiệt độ PT100 là một trong những dòng RTD được sử dụng phổ biến nhờ khả năng đo nhiệt độ ổn định, độ chính xác tốt và có nhiều kiểu thiết kế phù hợp với từng vị trí lắp đặt.

Vậy cảm biến đo nhiệt độ PT100 có cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào? Và có những phân loại nào phổ biến? Hãy cùng Thiết Bị Cảm Biến THP tìm hiểu trong bài viết dưới đây.

Tìm hiểu cảm biến nhiệt độ PT100 là gì?

Cảm biến nhiệt độ PT100 hay can nhiệt PT100 hay đầu dò nhiệt độ PT100 là loại cảm biến nhiệt điện trở kim loại, thuộc nhóm RTD ( Resistance Temperature Detector). Phần tử đo được chế tạo từ bạch kim Platinum, ký hiệu là PT, có giá trị điện trở chuẩn là 100 ohm tại 0°C. Thiết bị có độ ổn định cao, dải đo rộng và độ lặp tốt, do đó chúng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như đo nhiệt độ nước, không khí, hơi nóng, hóa chất, thực phẩm, lò sấy, bồn chứa,…

Đây là loại cảm biến đo thụ động, tín hiệu ra là giá trị điện trở nên khi cần tín hiệu đầu ra dạng Alalogue 4-10mA thì phải lắp thêm bộ chuyển đổi nhiệt độ transmitter hoặc loại đầu dò đã tích hợp sẵn bộ chuyển đổi.

Bảng thông số kỹ thuật chi tiết của can nhiệt PT100

Cấu tạo & nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ PT100

Đầu dò nhiệt độ PT100 có cấu tạo và nguyên lý hoạt động đơn giản như sau:

Cấu tạo cảm biến nhiệt độ PT100

Cảm biến đo nhiệt độ PT100 hoàn chỉnh thường bao gồm các bộ phận chính:

• Phần tử PT100: Được chế tạo từ bạch kim, là bộ phận trực tiếp thay đổi điện trở theo nhiệt độ.
• Đầu dò/ vỏ bảo vệ: Thường làm từ chất liệu inox 304 hoặc inox 316 giúp bảo vệ phần bạch kim khỏi va đập, hơi ẩm và môi chất.
• Dây dẫn: Nối từ cảm biến ra bên ngoài, có thể là loại 2 dây, 3 dây hoặc 4 dây tùy loại.
• Lớp cách điện: Giúp hạn chế ản hưởng giữa phần tử đo và vỏ cảm biến, ngăn cho dây dẫn chạm vào nhau và cách điện với vỏ ống.
• Đầu kết nối điện: Giúp bảo vệ các đầu dây và hỗ trợ đấu nối đến thiết bị đọc.

Nguyên lý hoạt động

Can nhiệt PT100 hoạt động dựa trên tính chất điện trở của bạch kim thay đổi theo nhiệt độ. Khi nhiệt độ môi trường tăng, điện trở của phần tử bạch kim tăng; khi nhiệt độ giảm, điện trở giảm theo. Tại 0°C điện trở là 100 ohm, và tại 100°C điện trở tăng lên khoảng 138,5 ohm theo chuẩn công nghiệp.

Thiết bị đọc cấp một dòng điện rất nhỏ qua phần tử, đo điện trở thu được rồi quy đổi thành giá trị nhiệt độ. Đối với cảm biến PT100 4-20mA, tín hiệu điện trở sẽ được đưa qua transmitter để chuyển thành tín hiệu dòng điện 4-20mA. Tín hiệu này sau đó sẽ được chuyển đến hệ thống PLC, bộ điều khiển hoặc màn hình hiển thị.

Các loại cảm biến nhiệt độ PT100 phổ biến hiện nay

Cảm biến nhiệt độ PT100 được phân theo nhiều tiêu chí khác nhau. Trong đó, cách phân loại phổ biến là theo số dây và thiết kế cảm biến. Chi tiết từng loại như sau:

Phân loại theo số dây

• Cảm biến nhiệt độ PT100 2 dây: Loại này có cấu tạo đơn giản, chỉ có hai dây ngõ ra để kết nối với thiết bị đo và có giá thành thấp. Tuy nhiên, điện trở của chính dây dẫn sẽ cộng vào điện trở đo được, từ đó có thể gây sai số. PT100 2 dây thường phù hợp với dây dẫn ngắn và không yêu cầu độ chính xác quá cao.
• Cảm biến nhiệt độ PT100 3 dây: Với loại 3 dây được thiết kế thêm 1 dây để thiết bị đọc đo và bù trừ nhiệt điện trở dây dẫn. Do đó, PT100 3 dây có độ chính xác cao hơn so với loại 2 dây. Dòng này được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng công nghiệp hiện nay, phù hợp cho hầu hết các ứng dụng đo nhiệt độ thông thường.
• Cảm biến nhiệt độ PT100 4 dây: Sử dụng 4 dây dẫn và thường được lựa chọn khi cần độ chính xác đo cao. Loại 4 dây dùng 2 dây để cấp dòng và hai dây riêng để đo điện áp, loại bỏ gần như hoàn toàn ảnh hưởng của điện trở dây dẫn. Tuy nhiên, dòng này có giá thành cao hơn cả so với loại 2 dây và 3 dây.

Phân loại theo thiết kế

• Cảm biến nhiệt độ pt100 củ hành: Có đầu dò hình trụ bằng inox, thân có ren để lắp cố định, phía sau là hộp đầu dây dạng củ hành thường được sử dngj để vào vệ đầu nối. Dòng này phổ biến trong công nghiệp, dùng để đo nhiệt độ trong đường ống, bồn chứa, lò sấy, lò hơi, hệ thống nước nóng. Đầu dò có nhiều đường kính và nhiều chiều dài, được chia thành nhiều thang đo thấp và cao.
• Cảm biến nhiệt độ pt100 dạng dây: Phần tử PT100 được tích hợp ở đầu dây hoặc đầu dò nhỏ gọn, kết nối với thiết bị đo thông qua dây dẫn. Thiết kế này có ưu điểm linh hoạt, dễ lắp đặt tại những vị trí nhỏ hẹp. Sản phẩm thường được sử dụng để đo nhiệt độ máy móc, thiết bị, tủ điện, đường ống hoặc các vị trí cần cảm biến có kích thước nhỏ,…
• Cảm biến nhiệt độ PT100 dạng miếng dán: Là loại cảm biến được thiết kế để đo nhiệt độ bề mặt của đường ống, thiết bị hoặc các bề mặt cần giám sát nhiệt độ mà không muốn khoan, ren hoặc tạo lỗ lắp đặt. Cảm biến thường có thiết kế mỏng, thường được sử dụng trong HVAC, máy móc, thiết bị công nghiệp và các ứng dụng cần theo dõi nhiệt độ bề mặt.

So sánh cảm biến nhiệt độ PT100 và cảm biến nhiệt độ PT1000

Ngoài PT100, cảm biến đo nhiệt độ PT1000 cũng được sử dụng phổ biến trong các hệ thống đo nhiệt độ. Điểm khác biệt của 2 loại này là ở điện trở danh định tại 0°C. Với PT1000 tại 0°C là 1000 ohm.

Cách đấu cảm biến nhiệt độ PT100 2 dây, 3 dây, 4 dây chuẩn kỹ thuật

Cách đấu dây phụ thuộc vào PT100 2 dây, 3 dây hay 4 dây và loại thiết bị nhận tín hiệu.

• Cách đấu cảm biến nhiệt độ pt100 2 dây: Hai dây đấu vào hai ngõ vào RTD của thiết bị đọc. Với loại 2 dây không phân biệt cực, nhưng nên giữ dây ngắn để hạn chế sai số.
• Cách đấu cảm biến nhiệt độ pt100 3 dây: Thông thường hai dây cùng màu nối về cùng một phía của phần tử, dây còn lại khác màu nối phía bên kia. Trên thiết bị đọc, ba dây được nối vào ba cực theo ký hiệu của nhà sản xuất. Cần dùng ba dây cùng chiều dài và tiết diện để bù trừ chính xác.
• Cách đấu cảm biến nhiệt độ pt100 4 dây: Hai cặp dây, mỗi cặp nối về một phía của phần tử. Hai dây dùng để cấp dòng, hai dây còn lại dùng để đo điện áp, nối vào bốn ngõ vào tương ứng của thiết bị đọc.

Mua cảm biến nhiệt độ PT100 ở đâu chất lượng, đầy đủ CO, CQ?

Thiết Bị Cảm Biến THP cung cấp các dòng cảm biến nhiệt độ PT100 với nhiều lựa chọn về số dây, kiểu dáng, dải đo, vật liệu và tín hiệu đầu ra. Sản phẩm có thể đáp ứng nhiều nhu cầu từ đo nhiệt độ đường ống, bồn chứa, máy móc đến hệ thống tự động hóa công nghiệp. Tùy yêu cầu, khách hàng có thể lựa chọn PT100 dạng 2 dây, 3 dây, 4 dây, dạng củ hành, dạng dây.

Thiết Bị Cảm Biến THP hỗ trợ cung cấp CO, CQ, catalogue và tài liệu kỹ thuật theo yêu cầu, đồng thời có chính sách bảo hành rõ ràng và hỗ trợ kỹ thuật nhanh chóng. Nếu bạn đang tìm hiểu và chưa biết nên chọn loại PT100 nào, liên hệ ngay với chúng tôi qua Hotline 0928.613.555 để được đội ngũ kỹ thuật tư vấn cấu hình phù hợp và báo giá chi tiết.

Hy vọng với những thông tin trên đã giúp bạn hiểu rõ hơn về cảm biến nhiệt độ PT100, từ cấu tạo, nguyên lý hoạt động, các loại PT100 2 dây, 3 dây, 4 dây. Qua đó, bạn có thể dễ dàng xác định loại cảm biến phù hợp với dải nhiệt độ, môi trường đo và hệ thống điều khiển của mình.