Cảm biến nhiệt độ Pt1000

Khi nói đến cảm biến nhiệt độ, chúng ta thường nghĩ ngay đến các loại phổ biến như: cảm biến nhiệt độ Pt100, can nhiệt,…Nhưng ít ai biết còn có một loại cũng phổ biến không kém. Đó chính là cảm biến nhiệt độ Pt1000. Vậy, Pt1000 có đặc điểm gì ưu việt? Và chúng khác biệt gì với các cảm biến nhiệt độ Pt100?

Và ứng dụng của cảm biến nhiệt độ Pt1000 thường là ở đâu? Để biết được câu trả lời. Xin mời các bạn cùng xem nội dung bài viết bên dưới. Chúng ta sẽ lần lượt giải quyết từng vấn đề trên nhé!

Cùng bắt đầu nào!

Nội Dung Chính

Nhiều ngành công nghiệp sử dụng các cảm biến nhiệt điện trở RTD để đo và cảm nhận nhiệt độ trong phần lớn các ứng dụng của họ. Có khá nhiều loại nhiệt điện trở trên thị trường. Ví dụ như: Pt50, Pt100 hoặc Pt1000…

Và,

Cảm biến nhiệt độ Pt1000 là loại cảm biến nhiệt điện trở phổ biến thứ hai, chỉ sau cảm biến Pt100. Về cơ bản thì 2 loại cảm biến nhiệt độ này có cấu tạo và nguyên lý hoạt động tương đồng với nhau. Tuy nhiên vẫn có một vài điểm khác biệt đặc trưng của mỗi loại. Chính vì thế, chúng ta mới có 2 loại Pt100 và Pt1000. Vậy điểm khác biệt là gì? Chúng ta cùng tiếp tục tìm hiểu và thảo luận nhé!

Cấu tạo cảm biến nhiệt độ Pt1000

Ký tự Pt đề cập đến việc cảm biến được làm từ Bạch kim (Pt).

Và số 1000 có nghĩa là cảm biến ở 0°C có điện trở 1000 ohm.

Đây là đặc điểm mà làm cho Pt1000 có sự khác biệt so với cảm biến nhiệt độ Pt100. Và cũng vì thế mà chúng có sự phục vụ khác nhau trong từng ứng dụng đặc trưng.

Các loại cảm biến nhiệt điện trở bạch kim (PRTs) mang đến độ chính xác tuyệt vời trong phạm vi nhiệt độ rộng (từ -200 đến + 850°C). Các cảm biến nhiệt độ Pt1000 thường có sẵn từ nhiều nhà sản xuất với các thông số kỹ thuật chính xác khác nhau và nhiều tùy chọn thân vỏ để phù hợp với hầu hết các ứng dụng. Không giống như cặp nhiệt điện, không cần thiết phải sử dụng các loại cáp đặc biệt để kết nối với cảm biến.

Nguyên lý hoạt động cảm biến nhiệt độ Pt1000

Nguyên lý hoạt động là đo điện trở của nguyên tố bạch kim. Với loại cảm biến nhiệt độ PT1000, thì có điện trở 1000 ohm ở 0°C và 138,4 ohm ở 1000°C.

Mối quan hệ giữa nhiệt độ và điện trở tương đương tuyến tính trong một phạm vi nhiệt độ nhỏ.

Đối với cảm biến PT1000, thay đổi nhiệt độ 1°C sẽ gây ra thay đổi điện trở 0,388 ohm (theo Tiêu chuẩn Nhiệt độ Quốc tế 90 (ITS-90)). Do đó, ngay cả một lỗi nhỏ khi đo điện trở (ví dụ: điện trở của dây dẫn đến cảm biến) có thể gây ra ảnh hưởng lớn đến việc đo nhiệt độ.

Vì thế, cũng giống như loại cảm biến Pt100, thì Pt1000 cũng có các tuỳ chọn loại có 4 dây hoặc 3 dây để giảm thiểu nhiễu đường dây gây sai số, tăng độ chính xác phép đo.

Vì tín hiệu đo là mức tín hiệu thấp, cho nên điều quan trọng là phải giữ dây cáp tránh xa các loại cáp điện, động cơ, thiết bị đóng cắt và các thiết bị khác có thể phát ra nhiễu điện. Sử dụng cáp tiêu chuẩn, với màn hình được nối đất ở một đầu, có thể giúp giảm nhiễu. Khi sử dụng dây cáp dài, cần kiểm tra xem thiết bị đo có khả năng xử lý điện trở của cáp không.

Tại sao nên sử dụng cảm biến nhiệt độ Pt1000

Các dây cảm biến trong RTD có thể được làm bằng niken, đồng hoặc vonfram, nhưng bạch kim (Pt) cho đến nay là kim loại phổ biến nhất được sử dụng. Nó có giá đắt hơn các vật liệu khác, nhưng bạch kim có một số đặc điểm khiến nó đặc biệt phù hợp để đo nhiệt độ, bao gồm:

Hầu như kháng nhiệt độ tuyến tính
Điện trở suất cao
Ổn định lâu dài
Độ lặp cao
Hoạt động ở nhiệt độ cao
Thích hợp cho môi trường khắc nghiệt
Tính nhất quán phép đo
Khả năng chống nhiễm bẩn cao
Có độ cảm nhiệt chính xác cao

Sự khác biệt giữa cảm biến Pt100 và Pt1000

Trong số các cảm biến nhiệt độ RTD, Pt100 và Pt1000 là phổ biến nhất. Cảm biến Pt100 có điện trở danh định là 100Ω tại điểm (0°C). Cảm biến Pt1000 Điện trở ở 0°C là 1.000Ω. Độ tuyến tính của đường cong đặc trưng, phạm vi nhiệt độ hoạt động và thời gian đáp ứng là như nhau cho cả hai. Hệ số nhiệt độ của điện trở cũng như vậy.

Tuy nhiên, do điện trở danh nghĩa khác nhau, số đọc cho cảm biến Pt1000 cao hơn 10 lần so với cảm biến Pt100. Sự khác biệt này trở nên rõ ràng khi so sánh các cấu hình 2 dây. Chẳng hạn, sai số đo trong Pt100 có thể là + 1,0°C và trong cùng một thiết kế, Pt1000 có thể là + 0,1°C.

Cách chọn cảm biến nhiệt độ Pt1000

Cả hai loại cảm biến đều hoạt động tốt trong cấu hình 3 và 4 dây, trong đó các dây và đầu nối bổ sung bù cho tác động của điện trở của dây dẫn đối với phép đo nhiệt độ. Hai loại cũng có giá tương tự nhau. Tuy nhiên, cảm biến Pt100 phổ biến hơn Pt1000 vì một số lý do:

Cảm biến Pt100 có cả cấu trúc dây và màng mỏng, mang đến cho người dùng sự lựa chọn và linh hoạt. Cảm biến nhiệt độ Pt1000 hầu như chỉ luôn là màng mỏng.

Do việc sử dụng chúng rất phổ biến trong các ngành công nghiệp, Pt100 RTD tương thích với nhiều công cụ và hệ thống.

Vì sao chọn cảm biến nhiệt độ Pt1000

Vì vậy, tại sao một người nào đó sẽ chọn cảm biến Pt1000 thay thế? Dưới đây là các tình huống mà điện trở danh nghĩa lớn hơn có lợi thế rõ ràng:

Cảm biến Pt1000 tốt hơn trong cấu hình 2 dây và khi được sử dụng với độ dài dây dẫn dài hơn. Số lượng dây càng ít và càng dài, càng có nhiều điện trở được thêm vào, do đó gây ra sự không chính xác. Cảm biến Pt1000 có điện trở danh nghĩa lớn hơn bù cho những lỗi này.

Cảm biến Pt1000 tốt hơn cho các ứng dụng chạy bằng pin. Vì điện trở danh định cao hơn sử dụng ít dòng điện hơn và do đó, cần ít năng lượng hơn để hoạt động. Tiêu thụ điện năng thấp hơn giúp kéo dài tuổi thọ pin và giảm thời gian bảo trì.

Vì cảm biến Pt1000 sử dụng ít năng lượng hơn nên ít tự sinh nhiệt hơn. Điều này có nghĩa là ít lỗi hơn trong quá trình đọc do nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi trường.

Tóm lại, điều quan trọng là phải biết các khía cạnh này của ứng dụng của bạn khi chọn sử dụng cảm biến nhiệt độ Pt100 hoặc Pt1000. Nếu ứng dụng của bạn có 3 hoặc 4 dây, các đặc tính của Pt100 sẽ phù hợp hơn. Và thay vào đó, nếu bạn có ứng dụng 2 dây thì các đặc tính của Pt1000 sẽ phù hợp hơn.

Ứng dụng cảm biến nhiệt độ Pt1000

Cảm biến nhiệt độ Pt1000 được biết đến với sự chính xác cao trong cấu hình, thiết kế 2 dây. Chúng chính xác hơn loại cảm biến Pt100 2 dây.

Việc sử dụng cảm biến Pt100 hay Pt1000 tùy thuộc vào ứng dụng tương ứng. Trong ngành công nghiệp chế biến, cảm biến Pt100 đại diện cho loại cảm biến nhiệt được sử dụng thường xuyên nhất và phổ biến nhất trên toàn thế giới.

Cảm biến nhiệt độ Pt1000 dùng trong y tế

Tuy nhiên, có những ứng dụng mà việc sử dụng cảm biến Pt1000 có ý nghĩa. Ví dụ, với kết nối hai dây, việc sử dụng cảm biến Pt1000 có lợi thế hơn cảm biến Pt100, vì ảnh hưởng của chiều dài cáp trong lỗi đo tổng thể chỉ bằng một phần của cảm biến Pt100.

Ngoài ra với nhiệt kế hoạt động bằng pin, điện trở danh nghĩa cao hơn của cảm biến nhiệt độ Pt1000 có tác động tích cực đến cân bằng năng lượng của thiết bị. Vì lý do này, pin có tuổi thọ dài hơn, nghĩa là khoảng thời gian bảo trì dài hơn và với chi phí dịch vụ giảm.

Khi sử dụng các cảm biến Pt1000, cần đảm bảo rằng các thiết bị điện tử thực sự có thể xử lý tín hiệu Pt1000. Trong các bộ điều khiển nhiệt độ hiện đại hoặc bộ hiển thị, đây thường là trường hợp điển hình, vì đầu vào cảm biến có thể được đấu tự do.

Lời kết

Đến đây, chắc hẳn các bạn đã hiểu được như thế nào là cảm biến nhiệt độ Pt1000 rồi. Và chúng thường được sử dụng ở đâu.

Bài viết vẫn ít nhiều còn thiếu sót, rất mong nhận được những thông tin đóng góp ý kiến của các bạn. Để bài viết được hoàn thiện hơn, nhận được nhiều chia sẻ hơn của bạn đọc.

Chân thành cảm ơn!