Nhiệt độ đóng vai trò quan trọng trong mọi hoạt động công nghiệp, ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất; chất lượng sản phẩm và an toàn lao động. Việc đo lường và giám sát nhiệt độ chính xác là chìa khóa cho sự thành công của doanh nghiệp.
Cảm biến nhiệt độ PTS-1B-8X100-B3B là giải pháp hoàn hảo cho nhu cầu đo lường nhiệt độ trong công nghiệp với độ chính xác cao; khả năng chịu nhiệt rộng, dễ sử dụng và giá cả hợp lý.
Tóm Tắt Nội Dung
Cảm biến nhiệt độ là gì?
Cảm biến nhiệt độ PT100 là thiết bị đo nhiệt độ điện trở (RTD) hoạt động dựa trên nguyên lý biến đổi điện trở của kim loại bạch kim theo sự thay đổi nhiệt độ.
Hoặc mình sẽ lấy một hình ảnh cụ thể để các bạn dễ hiểu hơn về cảm biến nhiệt độ.
Tưởng tượng bạn có một “thợ may” siêu nhỏ được làm từ kim loại bạch kim. “Thợ may” này có khả năng thay đổi “chiếc áo” điện trở của mình khi nhiệt độ xung quanh thay đổi.
Khi nhiệt độ tăng, “chiếc áo” này trở nên dày hơn, khiến cho việc di chuyển electron trở nên khó khăn hơn; dẫn đến sự gia tăng điện trở. Ngược lại, khi nhiệt độ giảm, “chiếc áo” trở nên mỏng hơn, electron di chuyển dễ dàng hơn, và điện trở giảm xuống.
Cảm biến PT100 hoạt động chính xác như vậy! Các kĩ sư đo được sự thay đổi điện trở này và dựa vào đó để xác định chính xác nhiệt độ môi trường. Nhờ khả năng này, PT100 được ví như “thợ may” tài ba trong việc đo nhiệt độ với độ chính xác cao.
Nguyên lý làm việc của cảm biến nhiệt độ PT100
Nó có độ chính xác cao, sai số chỉ ở mức ±0.3°C, hoạt động bền bỉ trong môi trường khắc nghiệt với nhiệt độ dao động từ -200°C đến 600°C, và có khả năng thích ứng linh hoạt với nhiều hệ thống và ứng dụng khác nhau.
Cảm biến nhiệt độ PT100 hoạt động dựa trên nguyên lý biến đổi điện trở của kim loại bạch kim theo sự thay đổi nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng, điện trở của kim loại bạch kim trong PT100 cũng tăng lên theo một tỷ lệ xác định. Tỷ lệ này được quy định bởi Hệ số nhiệt điện trở (TCR) của vật liệu, trong trường hợp của PT100, TCR là 0,00392 Ω/°C.
Dưới đây là các bước cơ bản trong quá trình chuyển đổi tín hiệu điện trở của PT100:
Cung cấp nguồn điện: Dòng điện được cấp vào cảm biến PT100.
Đo điện trở: Điện trở của PT100 được đo bằng cách đo điện áp giữa hai đầu cảm biến khi có dòng điện đi qua.
Tính toán nhiệt độ: Giá trị điện trở đo được được sử dụng để tính toán nhiệt độ tương ứng bằng công thức sau:
R(T) = R0 + α * T
R(T) = R0 + α * T
- R(T) là điện trở của PT100 tại nhiệt độ T (°C)
- R0 là điện trở của PT100 tại nhiệt độ 0°C (thường là 100 Ω)
- α là Hệ số nhiệt điện trở (TCR) của PT100 (0,00392 Ω/°C)
- T là nhiệt độ (°C) cần đo
Phương pháp đo sử dụng cảm biến nhiệt độ PT100
- Phương pháp 2 dây: Sử dụng hai dây dẫn để kết nối với PT100, nơi một dây dẫn được kết nối với một đầu của cảm biến và dây dẫn còn lại được kết nối với đầu còn lại của cảm biến. Dòng điện được cung cấp thông qua hai dây này và điện áp được đo qua chúng để xác định nhiệt độ.
- Phương pháp 3 dây: Sử dụng ba dây dẫn để kết nối với PT100, một dây dẫn để cung cấp dòng điện, hai dây dẫn còn lại để đo điện áp. Phương pháp này giúp loại bỏ ảnh hưởng của điện trở dây dẫn kết nối, mang lại độ chính xác cao hơn.
- Phương pháp 4 dây: Sử dụng bốn dây dẫn để kết nối với PT100, hai dây dẫn để cung cấp dòng điện, hai dây dẫn còn lại để đo điện áp. Phương pháp này đơn giản hơn phương pháp 3 dây nhưng độ chính xác có thể thấp hơn do ảnh hưởng của điện trở dây dẫn kết nối.
Vì sao việc điều khiển nhiệt độ trong công nghiệp lại quan trọng như vậy?
Trong guồng quay hối hả của sản xuất, nhiệt độ đóng vai trò như nhịp đập vận hành mọi hoạt động, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng, hiệu quả và sự an toàn của cả hệ thống. Tựa như cơ thể con người, khi nhịp đập khỏe mạnh, mọi bộ phận đều hoạt động trơn tru, tạo nên sản phẩm hoàn hảo.
Nhiều sản phẩm nổi tiếng như thép, hóa chất, hay đơn giản là chiếc bánh mì thơm lừng đều mang nặng đẻ đau trong môi trường nhiệt độ lý tưởng. Bất kỳ sai lệch nào cũng có thể khiến đứa con mang dị tật, ảnh hưởng đến chất lượng và uy tín của cả thương hiệu.
Ví dụ, trong sản xuất sữa, nhiệt độ đóng vai trò then chốt từ khâu vắt sữa, bảo quản, vận chuyển đến chế biến, tiệt trùng, đóng gói. Kiểm soát nhiệt độ không phù hợp có thể dẫn đến sữa bị chua, biến chất, ảnh hưởng đến hương vị, dưỡng chất và an toàn cho người tiêu dùng.
Có thể nói, kiểm soát nhiệt độ chính là chìa khóa vàng mở ra cánh cửa thành công cho hoạt động sản xuất. Doanh nghiệp nào chinh phục được nghệ thuật này sẽ tự tin bước vào kỷ nguyên sản xuất hiện đại, tối ưu và an toàn.
Cảm biến nhiệt độ PTS-1B-8X100-B3B
Nếu nhắc đến cảm biến nhiệt độ PT100, ta không thể không nhắc đến các thiết bị đến từ Châu Âu. Và Pixsys – Italy, với hơn 30 năm kinh nghiệm, là một nhà sản xuất hàng đầu về các giải pháp; và sản phẩm điều khiển tự động trong công nghiệp. Cảm biến nhiệt độ PTS-1B-8X100-B3B là một trong những “Chiến binh” đo nhiệt độ đến từ Pixsys.
Xuất xứ từ Pixsys – “cái nôi” sản xuất thiết bị đo lường uy tín tại Ý, cảm biến nhiệt độ PTS-1B-8X100-B3B nổi bật với thiết kế hiện đại, khoác lên mình “bộ áo giáp” inox 316 bền bỉ và khả năng đo nhiệt độ ấn tượng trong dải rộng từ -100°C đến 500°C.
Thông số kĩ thuật
- Loại: PT100
- Số dây: 3
- Độ chính xác: Class B
- Dải đo: -100°C đến +500°C
- Kích thước: Đường kính 8mm, Chiều dài 100mm
- Ren kết nối: G1/2 inch
- Vật liệu: Inox 316
- Tiêu chuẩn: G7
- Xuất xứ: Italy
Mã trên cảm biến nhiệt độ PTS-1B-8X100-B3B của cảm biến PT100 có ý nghĩa gì?
Mình sẽ phân tích chi tiết để bạn có thể hiểu rõ mã cảm biến nhiệt độ này.
- PTS: là mã mặc định cho PT100 Sensor của Pixsys
- 1B: PT100 Class B – là một loại cảm biến nhiệt độ điện trở (RTD) được sử dụng để đo nhiệt độ. Nó được làm từ bạch kim, có điện trở tăng theo nhiệt độ. “Class B” là một trong bốn cấp độ chính xác của cảm biến PT100, được quy định bởi DIN 43760
- 8X100: Mã này quy định kích thước đầu dò. Bao gồm 8X là đường kính đầu dò phi 8mm, và 100 là độ dài đầu dò của cảm biến (mm).
- B3B:
- Chữ cái B đầu tiên là chuẩn vật liệu Steel AISI316 SHEALTH. Đây là một ống bọc bằng thép AISI316. Trong ngành công nghiệp, thép loại này thường được sử dụng để làm vỏ bảo vệ cho các thiết bị hoặc cảm biến nhiệt độ; để chúng có thể hoạt động hiệu quả trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt.
- Số 3 tiếp theo là chuẩn ren kết nối – “1/2″ MALE GAS FIXED UNDERHEAD”. Nghĩa là ren có kích thước 1/2 inch được cố định dưới đầu cảm biến.
- Chữ B cuối cùng là chuẩn Head Din B. Cảm biến PT100 với đầu DIN B là một cảm biến nhiệt độ dựa trên sự thay đổi điện trở với điện trở danh nghĩa là 100 ohm ở 0°C, với độ chính xác là ±0.15°C (hệ số biến động là 0.00385 ohm trên mỗi độ C).
Cách lắp đặt cảm biến
Tiếp xúc trực tiếp với môi trường đo:
- Đảm bảo đầu đo của cảm biến tiếp xúc trực tiếp với môi trường cần đo nhiệt độ để thu thập dữ liệu chính xác nhất.
- Tránh lắp đặt cảm biến trong môi trường kín hoặc bị che chắn, vì điều này có thể ảnh hưởng đến lưu thông khí và làm sai lệch kết quả đo.
Tránh xa nguồn nhiệt trực tiếp:
- Lắp đặt cảm biến cách xa các nguồn nhiệt trực tiếp như lò sưởi, ngọn lửa, hoặc thiết bị sinh nhiệt khác để bảo vệ cảm biến khỏi hư hỏng và đảm bảo độ chính xác của phép đo.
- Nên duy trì khoảng cách an toàn giữa cảm biến và nguồn nhiệt để tránh ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của thiết bị.
Hạn chế ảnh hưởng của bức xạ điện từ:
- Tránh lắp đặt cảm biến gần các nguồn bức xạ điện từ mạnh như động cơ điện, biến áp, hoặc thiết bị truyền thông để hạn chế nhiễu tín hiệu và đảm bảo độ chính xác của phép đo.
- Nên sử dụng dây cáp có khả năng chống nhiễu điện từ để kết nối cảm biến với thiết bị đo lường.
Sơ đồ chân kết nối
Đây là chuẩn cảm biến 3 dây PT100. Gồm 2 chân đưa ra 2 dây đỏ, và 1 chân ra dây trắng. Vì vậy ta có thể sử dụng 3 chân này để kết nối với bộ chuyển đổi tín hiệu 4-20mA hoặc 0-10V để đưa lên trạm giám sát PLC.
Cách đọc tín hiệu cảm biến nhiệt độ
Cảm biến nhiệt độ sẽ quy đổi giá trị nhiệt độ sang điện trở qua 3 dây. Nhưng khi cần đọc về các bộ điều khiển hiển thị thì ta cần biết được qua giá trị Analog ( dòng điện hoặc điện áp).
Vậy tất nhiên lúc này bạn sẽ cần đưa tín hiệu điện trở PT100 sang tín hiệu Analog qua các bộ chuyển đổi. Sau đây mình sẽ giới thiệu chi tiết các bộ chuyển đổi điều khiển cũng như hiển thị giá trị nhiệt độ phổ biến và ựa chuộng nhất hiện nay.
Bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ PT100 4-20 mA
Khi kết nối trực tiếp cảm biến Pt100 với bộ hiển thị nhiệt độ, điện trở của dây dẫn cũng góp phần vào giá trị đo, dẫn đến sai số. Dây dẫn càng dài, sai số càng lớn, khiến nhiệt độ hiển thị cao hơn thực tế.
Sử dụng bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ là “chìa khóa” để giải quyết vấn đề nhiễu tín hiệu nhiệt độ khi kết nô. Bộ chuyển đổi sẽ biến đổi tín hiệu điện trở của Pt100 thành tín hiệu dòng điện 4-20mA, giúp loại bỏ ảnh hưởng của điện trở dây dẫn và mang lại kết quả chính xác hơn
Nếu nhắc đến các bộ chuyển đổi tín hiệu, ta không thể không nhắc đến Seneca- là một trong những hãng tự động hóa hàng đầu trên thế giới. Nổi bật trong đó là các bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ sang tín hiệu 4-20mA T120 và K120RTD. Đây là hai bộ chuyển đổi mang lại khả năng chuyển đổi đáng tin cậy và hiệu suất ổn định, là lựa chọn lý tưởng cho việc tích hợp các tín hiệu nhiệt độ vào các hệ thống điều khiển và giám sát công nghiệp.
Bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ T120
T120 là một bộ chuyển đổi nhiệt độ với độ chính xác cao được lắp đặt trên đầu và được thiết kế để sử dụng phổ biến trên các máy móc, thiết bị, và trong ngành công nghiệp quy trình để giảm thiểu thời gian, chi phí đo lường, cũng như công việc cài đặt và bảo trì.
Thiết bị này chuyển đổi tín hiệu đầu vào từ cảm biến nhiệt độ Pt100 hoặc Ni100, và truyền lại thành tín hiệu dòng điện chuẩn thông qua một vòng điện từ 4 đến 20 mA (2 dây) với độ phân giải 16 bit.
Bộ chuyển đổi này có thể hoạt động ở nhiệt độ rộng (-40…85°C), có kích thước nhỏ gọn và kết nối nhanh chóng thông qua các kẹp lò xo đẩy dây.
Thông số kỹ thuật
- Thang đo có thể cài đặt: -200… +650 độ C đối với pt100 và -60…+650 độ C đối với Ni100
- Nguồn cấp: 5-30 Vdc
- Input: Pt100 2,3,4 dây hoặc Ni100 2,3,4 dây
- Output: 4-20mA hoặc 20-4 mA.
- Sai số: 0,1%
- Nhiệt độ môi trường làm việc: -40 …. +85 độ C
- Kích thước: Ø 43,7 x 20 mm
- Thời gian đáp ứng: <620ms
Bộ chuyển đổi tín hiệu Pt100 K120RTD
K120RTD giúp chuyển đổi và cách ly tín hiệu từ các cảm biến nhiệt độ PT100/Ni100 thành tín hiệu dòng điện 4 đến 20 mA, đồng thời cho phép người dùng cấu hình theo yêu cầu thông qua công tắc hoặc phần mềm.
Nếu như bạn cần chuyển đổi tín hiệu RTD sang tín hiệu 4-20mA, nhưng lại có thể lắp bộ chuyển đổi trên Din Rail tủ điện, thì K120RTD sẽ là một lựa chọ rất hợp lý. Bởi vì K120RTD có thiết kế nhỏ gọn và có thể lắp lên được thanh ray tủ điện tiêu chuẩn.
Thông số kỹ thuật
- Model: K120RTD
- Nguồn cấp: 5…30 Vdc
- Sai số: 0,1%
- Thời gian đáp ứng: 220ms
- Cách cài đặt: bằng cách gạt switch hoặc cài bằng phần mềm chính hãng.
- Lắp đặt trên DIN rail 35mm
- Chuẩn bảo vệ: IP20
- Nhiệt độ môi trường làm việc: -20… +65 độ C
- Tín hiệu input: Ni100, Pt100 loại 2/3/4 dây
- Tín hiệu output: 4…20mA ( loop powered)
- Xuất xứ: hãng Seneca – Italy
Nhìn qua thiết kế cũng như thông số kỹ thuật của bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ K120RTD, ta có thể nhận thấy sự tương đồng giữa bộ này với T120. Điểm khác biệt là T120 ta có thể lắp đặt trực tiếp lên đầu củ hành của cảm biến nhiệt độ PTS-1B-8X100-B3B. Còn K120RTD ta sẽ gắn lên tủ điện qua thanh DIN Rail.
Bộ hiển thị nhiệt độ STR551
Ta cũng có thể đấu trực tiếp cảm biến PT100 về bộ hiển thị nhiệt độ. Và trong đó bộ hiển thị nhiệt độ STR551 – đến từ Pixsys, là sự lựa chọn nổi bật giữa muôn vàn lựa chọn; với màn hình OLED sáng rực, giao diện đa ngôn ngữ linh hoạt, kết nối RFID/NFC tiện lợi, hỗ trợ đa dạng cảm biến và tín hiệu, màn hình đồ họa đơn sắc thông minh, khả năng lấy mẫu linh hoạt và biểu đồ trực quan.
STR551 là lựa chọn hoàn hảo cho các hệ thống đo lường và điều khiển trong nhiều lĩnh vực.
Thông số kỹ thuật
- Nguồn cấp: 24…230 V AC / DC ± 15% 50/60 Hz – điện áp cách ly lên đến 2,5KV.
- Công suất tiêu thụ: Chỉ 6W.
- Hiển thị: Màn hình Oled đơn sắc màu vàng.
- Nhiệt độ hoạt động: 0-45 °C.
- Độ ẩm hoạt động: 35…95% RH không ngưng tụ.
- Kết cấu bằng vật liệu: Polycarbonate V0.
- Kích thước: Mặt trước 96×48 mm và thân dài 48 mm.
- Trọng lượng: 165 g.
Bộ hiển thị STR551 có khả năng kết nối với nhiều loại cảm biến khác nhau như các cảm biến xuất tín hiệu 0 – 10V, 4 – 20 mA, cảm biến PT100, PT500, PT1000, cảm biến nhiệt điện loại K, S,R, J, T, E, N, B.
Bộ điều khiển nhiệt độ PID ATR244-12ABC
Tiếp tục mình sẽ giới thiệu bộ điều khiển nhiệt độ PID ATR244-12ABC là một sản phẩm của hãng Pixsys, Italia. Không chỉ là hiển thị giá trị nhiệt độ PT100, mà còn có thể điều khiển PID chính xác cho các cơ cấu chấp hành khác thông qua ngõ ra Analog.
Thông số kĩ thuật
- Hãng sản xuất: Pixsys – Italy
- Nguồn cấp: 24..230 V AC / DC ±15% 50/60 Hz
- Công suất: 8W
- Hiển thị: 4 số 0,52’’ trắng, 5 số 0,30’’ đỏ
- Temperature: 0-45° C
- Đầu vào:
- Can nhiệt loại: K, S, R, J, T, N, B
- Cảm biến nhiệt độ: PT100, PT500, PT1000, Ni100, PTC1K, NTC10K
- Điện áp: 0..10 V
- Dòng điện: 0/4..20mA
- Chiết áp: 1..150 KΩ
- Đầu ra:
- 2 Relay 2 A – 250 V AC
- 2 relay bán dẫn
- 2 digital input
- 1 analog: 4-20mA, 0-10V
- Đầu ra truyền thông Modbus RS485
- Thuật toán sử dụng: ON/OFF, P, PI, PD, PID
- Cài đặt:
- Cài đặt trực tiếp trên màn hình
- My pixsys trên PC hoặc công nghệ NFC/RFID thông qua ứng dụng không dây
Với bộ ATR244 đa năng như vậy, vừa có thể điều khiển tín hiệu nhiệt độ vào với bộ điều khiển Relay ON OFF, hoặc có thể sử dụng điều khiển chính xác ngõ ra Analog với bộ điều khiển PID; đồng thời có thể truyền thông dữ liệu đi xa với độ chính xác cao. ATR244 quả thật là vũ khí tối thượng cho các quá trình điều khiển nhiệt độ dù là điều khiển tại chỗ, hoặc điều khiển qua truyền thông.
Lời kết
Trên đây là tất cả những gì liên quan đến cảm biến nhiệt độ PTS-1B-8X100-B3B, phi 8mm dài 100mm và các ứng dụng đọc nhiệt độ qua các bộ chuyển đổi và hiển thị điều khiển. Nếu bạn cần bất cứ thông tin gì về sản phẩm cũng như giải pháp kĩ thuật, đừng ngần ngại liên hệ với đội ngũ kỹ thuật chúng tôi theo thông tin bên dưới. Chúng tôi sẽ ngay lập tức giải đáp và đưa ra phương án tốt nhất cho nhu cầu của bạn
Cảm ơn các bạn đã theo dõi hết bài viết. Chúc các bạn một ngày tốt lành!
