[Thảo Luận] Ưu nhược điểm của cảm biến nhiệt độ

Với anh chị em dân kỹ thuật thì đã quá quen thuộc với các loại cảm biến rồi, nhất là các loại cảm biến nhiệt độ. Chắc chắn rằng các bạn, các anh chị đều biết được ưu nhược điểm của cảm biến nhiệt độ theo từng loại ra sao.

Vậy thông qua bài viết này, chúng ta cùng nhau chia sẻ, thảo luận về những ưu nhược điểm của cảm biến nhiệt độ mà chúng ta đã từng tiếp xúc, sử dụng nhé!

Tóm Tắt Nội Dung

Ưu nhược điểm của cảm biến nhiệt độ là gì?

Là cách chúng ta đánh giá từng loại cảm biến nhiệt độ đang có mặt trên thị trường, hoặc các loại cảm biến nhiệt độ mà chúng ta biết rõ nhất, tiếp xúc nhiều nhất.

Tiêu chí đánh giá là nêu ra những mặt tốt hay còn gọi là ưu điểm. Những mặt còn thiếu hay gọi là nhược điểm của từng loại. Mục đích là để chia sẻ thông tin, giúp những người mới có thể chọn được một loại cảm biến nhiệt độ phù hợp cho công việc của họ.

Trong nội dung bài viết này chúng ta sẽ cùng nhau chia sẻ về ưu nhược điểm của các loại cảm biến nhiệt độ như:

Cảm biến nhiệt độ pt100 loại 2 dây
Cảm biến nhiệt độ pt100 3 dây
Cảm biến nhiệt độ pt100 loại 4 dây
Cảm biến nhiệt độ bán dẫn
Cặp nhiệt điện thermocouple
Cảm biến nhiệt độ thermistor

Ưu nhược điểm của cảm biến nhiệt độ pt100 2 dây

Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ pt100 2 dây được làm từ các vật liệu như: Đồng, Nikel, Platinum…Nhưng Platinum là được sử dụng phổ biến nhất. Các vật liệu này có dạng dây và được quấn theo hình dạng của đầu dò cảm biến. Và ngõ ra sẽ có 2 dây. Loại cảm biến nhiệt độ 2 dây rất dễ bị nhầm lẫn với các dòng cảm biến nhiệt độ thermocouple.

Các cảm biến nhiệt độ pt100 2 dây thường xuất hiện trên các máy móc đời cũ nhập về từ nước ngoài. Chúng là những cảm biến nhiệt độ gần như là đã hết vòng đời sử dụng trong công nghiệp hiện đại.

Ưu điểm của cảm biến nhiệt độ pt100 2 dây

Nói về ưu điểm thì chúng có:

Độ chính xác của các cảm biến nhiệt độ pt100 2 dây cũng khá cao
Giá thành rẻ
Dễ sử dụng
Rất phổ biến, dễ tìm mua
Đa dạng kiểu dáng và kích thước
Đo được nhiệt độ cao
Dùng được trong nhiều môi trường
Dùng trong dân dụng khá tốt và phù hợp
Chiều dài dây dẫn tuỳ chọn được

Nhược điểm của cảm biến nhiệt độ pt100 2 dây

Dải đo nhiệt thường thấp hơn cặp nhiệt điện
Độ sai số cao
Phản ứng nhiệt khá chậm hay độ nhạy nhiệt kém
Chịu quá nhiệt kém
Độ tin cậy kém khi hoạt động liên tục
Không phù hợp với các yêu cầu nhiệt độ chính xác

Ưu nhược điểm của cảm biến nhiệt độ pt100 3 dây

Cảm biến nhiệt độ pt100 3 dây mới là loại dùng phổ biến trong công nghiệp. Chúng có dải đo nhiệt độ khá cao, lên đến 500°C.

Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ pt100 3 dây chủ yếu là từ vật liệu Platinum. Và đầu ra có đến 3 dây. Trong đó có 1 dây gọi là dây bù nhiệt.

Ưu điểm của cảm biến nhiệt độ pt100 3 dây

Có thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt ở nơi có diện tích hẹp
Độ chính xác cao
Nhiều tuỳ chọn hình dáng kích thước
Sai số thấp
Mức độ phổ biến cao, dễ dàng tìm mua
Dải đo nhiệt khá cao
Có khả năng bù nhiệt và chống nhiễu
Loại bỏ ảnh hưởng của điện trở dây dẫn

Nhược điểm của cảm biến nhiệt độ pt100 3 dây

Độ bền không được đánh giá cao
Phải sử dụng đến thermowell khi đo nhiệt độ cao để bảo vệ cảm biến
Giá cũng không được rẻ lắm
Thang đo nhiệt không cao như cặp nhiệt độ.

Ưu nhược điểm của cảm biến nhiệt độ pt100 4 dây

Cảm biến nhiệt độ pt100 4 dây ít thấy sử dụng trong công nghiệp. Chúng chủ yếu dùng cho những hệ thống cần kiểm soát nhiệt độ có độ chính xác cao. Dùng trong phòng thí nghiệm, trong y tế,…

Cảm biến nhiệt độ pt100 4 dây có cấu tạo là 4 dây ở đầu ra. Trong đó có 2 dây dùng để bù điện trở dây dẫn, còn đầu dò thì có cấu tạo tương tự như loại cảm biến 2 dây hay 3 dây. Cùng là vật liệu Platinum hoặc Nikel.

Ưu điểm của cảm biến nhiệt độ pt100 4 dây

Có độ chính xác rất cao
Độ tin cậy của phép đo cao
Độ nhạy nhiệt cao
Thời gian phản hồi nhiệt ngắn
Khả năng bù nhiệt, chống nhiễu tốt
Loại bỏ hoàn toàn ảnh hưởng của điện trở dây dẫn

Nhược điểm của cảm biến nhiệt độ pt100 4 dây

Nhược điểm lớn nhất là giá thành rất đắt
Chỉ dùng trong ít ứng dụng như phòng thí nghiệm, y tế, hoá mỹ phẩm…

Ưu nhược điểm của cảm biến nhiệt độ thermocouple

Cảm biến nhiệt độ thermocouple có cấu tạo gồm 2 vật liệu kim loại khác nhau được hàn dính với nhau. Trên thị trường có các loại cặp nhiệt như: Loại K, E, J, R, S, T,… dựa trên vật liệu cấu tạo của chúng. Ví dụ như: can nhiệt loại K có cấu tạo từ 2 chất: Chromel–Alumel. Can nhiệt loại K có dải đo nhiệt từ – 50°C đến 1200°C.

Cảm biến nhiệt độ thermocouple thường dùng đo trong các lò hơi, những khu vực khắc nghiệt,…

Ưu điểm của cảm biến nhiệt độ thermocouple

Giá thành của cảm biến thermocouple khá rẻ khi so với rtd pt100 loại 3 dây, 4 dây
Có dải đo nhiệt độ cao
Độ bền cũng được đánh giá cao hơn các loại rtd pt100
Độ nhạy nhiệt hơn rtd pt100
Phạm vi đo nhiệt độ rộng
Sử dụng được ở nhiều môi trường
Độ nhạy nhiệt tốt
Dễ sử dụng, lắp đặt
Kích thước nhỏ gọn

Nhược điểm của cảm biến nhiệt độ thermocouple

Một số nhược điểm của cặp nhiệt thermocouple đáng quan tâm như:

Độ ổn định nhiệt không được đánh giá cao
Có sai số nhiều khi đo dải nhiệt độ cao. Ví dụ như ngoài 1000°C
Độ lặp lại nhiệt không bằng RTD Pt100

Ưu nhược điểm của cảm biến nhiệt độ thermistor

Cảm biến nhiệt độ thermistor có cấu tạo từ các oxid kim loại như: mangan, nickel, coban,…được phủ nhựa hoặc thuỷ tinh.

Có 2 loại hệ số nhiệt âm NTC và hệ số nhiệt dương PTC
Nguyên lý hoạt động: Thay đổi điện trở khi nhiệt độ thay đổi. Dùng kiểm soát nhiệt trên các mạch điện, mạch động cơ, thiết bị dân dụng…

Ưu điểm của cảm biến nhiệt độ thermistor

Khả năng đáp ứng nhanh
Loại bỏ vấn đề điện trở dây dẫn
Giá thành thấp
Chịu được môi trường rung, sốc
Kích thước rất nhỏ và đa dạng

Nhược điểm của cảm biến nhiệt độ thermistor

Có khoảng đo nhiệt hẹp
Hoạt động phi tuyến
Độ bền thấp
Ít ổn định

Ưu nhược điểm của cảm biến nhiệt độ bán dẫn

Cảm biến nhiệt độ bán dẫn có cấu tạo từ các loại chất bán dẫn. Chúng hoạt động dựa trên nguyên lý phân cực của các chất bán dẫn bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ.

Chúng được sử dụng trong các vi mạch điện tử, các thiết bị đo nhiệt cầm tay,…

Ưu điểm của cảm biến nhiệt độ bán dẫn

Giá thành rẻ
Dễ chế tạo
Độ tuyến tính cao
Ngõ ra thay đổi lớn

Nhược điểm của cảm biến nhiệt độ bán dẫn

Độ bền kém
Phạm vi đo nhiệt độ thấp
Dải nhiệt thấp
Đáp ứng chậm
Tự phát nóng
Cần có nguồn nuôi

Bài viết đã nêu ra ưu nhược điểm của cảm biến nhiệt độ các loại hiện có trên thị trường cả trong dân dụng và công nghiệp.

Rất mong nhận được những thông tin bổ sung, những góp ý của các bạn về bài viết, để bổ sung thêm những loại mới. Và cũng mong nhận được sự chia sẻ bài viết của các bạn. Cảm ơn!

Cảm Biến Nhiệt Độ, Giải Pháp