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!
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!
