Cảm biến nhiệt độ hoạt động như thế nào? Tìm hiểu nguyên lý đo nhiệt độ

Trong các hệ thống sản xuất và thiết bị công nghiệp hiện nay, cảm biến nhiệt độ là một trong những thiết bị đo lường được sử dụng phổ biến. Thiết bị giúp giám sát nhiệt độ của máy móc, đường ống, bồn chứa, lò hơi, hệ thống HVAC và nhiều quy trình sản xuất khác. 

Vậy cảm biến nhiệt độ hoạt động như thế nào và dựa trên nguyên lý nào để xác định nhiệt độ? Hãy cùng Thiết Bị Cảm Biến THP tìm hiểu chi tiết qua bài viết dưới đây.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ

Về cơ bản, cảm biến nhiệt độ hoạt động dựa trên sự thay đổi một đặc tính vật lý của vật liệu khi nhiệt độ thay đổi. Đặc tính này có thể là điện trở hoặc điện áp.

Khi nhiệt độ của môi trường tăng hoặc giảm, phần tử cảm biến sẽ phản ứng tương ứng. Mạch điện hoặc bộ chuyển đổi tín hiệu sẽ tiếp nhận sự thay đổi đó, tính toán và chuyển thành giá trị nhiệt độ cụ thể.

Ví dụ, với cảm biến RTD Pt100, điện trở của phần tử platinum thay đổi theo nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng, giá trị điện trở cũng tăng theo quy luật đã được xác định. Bộ đo sẽ đọc giá trị điện trở này và quy đổi thành nhiệt độ.

Trong khi đó, cảm biến nhiệt độ Thermocouple hoạt động dựa trên hiệu ứng Seebeck. Khi hai kim loại khác nhau được nối với nhau và có sự chênh lệch nhiệt độ giữa các điểm tiếp xúc, một sức điện động nhiệt sẽ được tạo ra. Điện áp này được đo và chuyển đổi thành giá trị nhiệt độ.

>>> Xem thêm: Cảm biến nhiệt độ là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng thực tế

Các loại cảm biến nhiệt độ phổ biến

Trên thị trường hiện nay có nhiều loại cảm biến nhiệt độ, trong đó phổ biến nhất gồm RTD, Thermocouple và cảm biến nhiệt điện trở NTC/PTC.

RTD thường sử dụng platinum như Pt100 hoặc Pt1000, có ưu điểm về độ chính xác, độ ổn định và khả năng đo nhiệt độ trong nhiều môi trường công nghiệp.

Thermocouple có cấu tạo tương đối đơn giản, khả năng chịu nhiệt tốt và phù hợp với những ứng dụng có nhiệt độ cao như lò nung, lò sấy, luyện kim hoặc gia nhiệt công nghiệp.

Ngoài ra, cảm biến NTC/PTC cũng được sử dụng trong nhiều thiết bị điện, điện tử, hệ thống điều hòa, tủ lạnh và các ứng dụng cần giám sát nhiệt độ.

Tín hiệu cảm biến nhiệt độ được xử lý như thế nào?

Sau khi phần tử cảm biến phát hiện nhiệt độ, tín hiệu đầu ra có thể được đưa trực tiếp đến thiết bị hiển thị hoặc đi qua bộ chuyển đổi tín hiệu.

Trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp, tín hiệu 4-20mA được sử dụng rất phổ biến. Chẳng hạn, cảm biến được cấu hình đo từ 0-100°C thì tín hiệu có thể tương ứng 4mA tại 0°C và 20mA tại 100°C. PLC, bộ điều khiển hoặc thiết bị hiển thị sẽ dựa vào tín hiệu này để tính toán và hiển thị nhiệt độ thực tế.

Nhờ phương pháp truyền tín hiệu này, cảm biến có thể kết nối với hệ thống điều khiển ở khoảng cách tương đối xa, đồng thời thuận tiện cho việc giám sát và tự động hóa.

Lựa chọn cảm biến nhiệt độ phù hợp

Khi lựa chọn cảm biến, người dùng nên xác định dải nhiệt độ cần đo, môi trường làm việc, độ chính xác, chiều dài đầu dò, vật liệu chế tạo, kiểu kết nối và tín hiệu đầu ra.

Một cảm biến phù hợp không chỉ cần đo đúng nhiệt độ mà còn phải đáp ứng điều kiện thực tế của hệ thống. Ví dụ, môi trường có nhiệt độ cao hoặc hóa chất ăn mòn sẽ yêu cầu vật liệu và cấu tạo cảm biến phù hợp hơn so với môi trường thông thường.

Với kinh nghiệm cung cấp thiết bị đo lường công nghiệp, Thiết Bị Cảm Biến THP cung cấp các dòng cảm biến nhiệt độ chính hãng, đáp ứng nhiều nhu cầu đo nhiệt độ trong công nghiệp và dân dụng. Sản phẩm đa dạng về chủng loại, dải đo và tín hiệu đầu ra, hỗ trợ khách hàng lựa chọn giải pháp phù hợp với từng hệ thống.

Nếu bạn đang cần tìm cảm biến nhiệt độ chính xác, ổn định và phù hợp với ứng dụng thực tế, hãy liên hệ Thiết Bị Cảm Biến THP để được tư vấn sản phẩm phù hợp với nhu cầu sử dụng.