Cảm biến nhiệt độ (Temperature Sensors) và độ ẩm (Humidity Sensors) là các thiết bị đo lường nhiệt độ/độ ẩm của môi trường xung quanh để đo và kiểm soát nhiệt độ/độ ẩm môi trường
Nội dung
Cảm biến nhiệt độ (Temperature Sensors) và độ ẩm (Humidity Sensors) là các thiết bị đo lường nhiệt độ/độ ẩm của môi trường xung quanh để đo và kiểm soát nhiệt độ/độ ẩm môi trường. Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm là hai thành phần cực kỳ quan trọng trong tủ thử nghiệm môi trường nhiệt độ và độ ẩm. Thông số nhiệt độ và độ ẩm tại các khoang khác nhau của tủ thử nghiệm (khoang nóng, khoang lạnh, khoang thử nghiệm) được cập nhật liên tục tới bộ điều khiển. Căn cứ theo lệnh điều khiển về độ lớn, tốc độ và chu kỳ nhiệt độ/độ ẩm, bộ điều khiển sẽ điều tiết để đưa khoang thử nghiệm đạt thông số như mong muốn. Các cảm biến cần phải có độ tin cậy cao để đảm bảo độ chính xác của bài thử nghiệm.
Loại cảm biến và phạm vi cảm biến cần đo rất đa dạng, tùy thuộc vào chủng loại tủ thử nghiệm môi trường. Cảm biến nhiệt độ có dải đo phổ biến từ -200 độ C tới 750 độ C, độ chính xác cỡ ±1.5 độ C hoặc có thể tới ±0.06%. Cảm biến độ ẩm có dải đo phổ biến từ 0% tới 100% RH (độ ẩm tương đối), độ chính xác tới ±1.5%.
Các loại cảm biến nhiệt độ phổ biến
Nhiệt độ và độ ẩm là hai thông số liên quan mật thiết với nhau (và cũng liên quan với các thông số khác, ví dụ áp suất). Phép đo nhiệt độ và độ ẩm quyết định độ tin cậy của thiết bị thử nghiệm và khả năng đáp ứng của tủ thử nghiệm đó (ví dụ: tốc độ điều chỉnh nhiệt độ/độ ẩm, dải đo).
Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm được sử dụng nhiều trong công nghiệp, thương mại và tiêu dùng. Hiểu biết về thông số nhiệt độ và độ ẩm, phép đo, thiết bị do và liên quan các thông số là điều quan trọng trong sử dụng thiết bị lắp đặt các cảm biến này.
Dựa theo nguyên lý hoạt động, 5 loại cảm biến nhiệt độ phổ biến ứng dụng trong công nghiệp là:
- Cặp nhiệt điện - Thermocouples: Cảm biến hoạt động dựa vào một nguyên lý được gọi là hiệu ứng Seebeck. Hai kim loại khác nhau sẽ chịu nhiệt độ khác nhau, được nối với nhau tại ít nhất 2 điểm khác nhau: điểm tham chiếu và điểm đo. Hai điểm này sẽ tạo ra sức điện động tỉ lệ với nhiệt độ. Các cặp kim loại khác nhau sẽ tạo ra các giá trị nhiệt độ (tương ứng sức điện động) khác nhau. Cặp nhiệt điện có độ chính xác thấp hơn so với các loại cảm biến nhiệt độ khác, nhưng có dải đo rất lớn (có thể trên 2000 độ C). Vì vậy, cặp nhiệt điện ứng dụng trong đo các đối tượng có nhiệt độ rất cao, ví dụ như các miệng núi lửa đang hoạt động.
- Cảm biến nhiệt độ RTD - Resistance Temperature Detector: Là loại cảm biến sử dụng vật liệu kim loại nguyên chất. Vật liệu có điện trở suất theo nhiệt độ và khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất tăng. Kim loại sử dụng làm cảm biến cần có các đặc tính: chống ăn mòn, nhiệt độ sôi cao, đặc tính điện có khả năng tái tạo cao. Kim loại phổ biến là bạch kim, đồng, niken. Cảm biến RTD có độ chính xác cao hơn cặp nhiệt điện, dễ sử dụng và có chiều dài dây không hạn chế.
- Nhiệt điện trở - Thermistors: Nhiệt điện trở là loại điện trở nhạy cảm với nhiệt độ. Nguyên lý hoạt động của cảm biến là đo sự thay đổi điện trở suất của vật liệu theo nhiệt độ. Vật liệu chế tạo nhiệt điện trở là các loại gốm, polyme. Điện trở của chúng giảm khi nhiệt độ tăng. Các phản ứng nhiệt độ của các vật liệu làm nhiệt điện trở là khác nhau và cũng khác với cảm biến RTD (Resistance Temperature Detector). Độ chính xác của nhiệt điện trở cao trong một phạm vi nhiệt độ, thường cỡ từ -90 độ C tới 130 độ C.
- Cảm biến bán dẫn - Semiconductor sensors: Cảm biến được làm từ các loại chất bán dẫn. Nguyên lý hoạt động dựa trên sự phân cực của các chất bán dẫn khi chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ. Cảm biến có ưu điểm là giá thành rẻ, dễ chế tạo, độ nhạy cao, chống nhiễu tốt, mạch xử lý đơn giản nhưng không chịu được nhiệt độ cao và kém bền.
- Đo nhiệt không tiếp xúc (bức xạ) - Non-contact temperature measurement: Đây là một phương pháp đo không tiếp xúc cho phép xác định nhiệt độ tại một bề mặt của vật thể. Cảm biến nhiệt độ không cần tiếp xúc trực tiếp (tiếp xúc vật lý) với vật thể. Nguyên lý dựa trên việc phân tích quang học của bức xạ hồng ngoại (infrared radiation) do vật thể phát ra. Thiết bị có các thấu kính và cảm biến để chuyển tính hiệu bức xạ thành tín hiệu điện. Tín hiệu điện được xử lý để cho ra nhiệt độ của vật thể. Ưu điểm của phương pháp này là đo được cho các vật thể chuyển động, khó tiếp cận hoặc rất nóng. Thời gian đo ngắn, không ảnh hưởng tới vật thể đo, không gây phá hủy, không ảnh hưởng tới tuổi thọ hay sự hao mòn của vật thể đo.
Loại cảm biến nhiệt độ được sử dụng phổ biến trong các tủ thử nghiệm môi trường là cặp nhiệt điện (ví dụ loại J hoặc loại T) và cảm biến RTD (ví dụ 100 OHM Platinum)
Dựa theo nguyên lý đo độ ẩm, có 3 loại cảm biến độ ẩm như sau:
- Cảm biến độ ẩm điện dung - Capacitive humidity sensors: Cảm biến độ ẩm điện dung bao gồm một vật liệu điện môi hút ẩm được đặt giữa một cặp điện cực tạo thành một tụ điện nhỏ. Đa số các cảm biến độ ẩm điện dung sử dụng nhựa hoặc polyme là vật liệu điện môi. Giá trị điện dung của chất điện môi tương ứn với giá trị độ ẩm trong không khí. Ngoài ra, nhiệt độ và áp suất của hơi nước cũng ảnh hưởng tới độ thay đổi điện dung. Cảm biến có độ nhạy cao.
- Cảm biến độ ẩm điện trở - Resistive humidity sensors: Cảm biến độ ẩm điện trở đo sự thay đổi trở kháng của môi trường hút ẩm (ví dụ polyme dẫn điện, muối hoặc chất nền đã qua xử lý). Sau khi hút ẩm, môi trường hút ẩm có điện trở tỷ lệ nghịch với độ ẩm. Sự thay đổi trở kháng đo được phản ảnh độ ẩm của môi trường. Ưu điểm của cảm biến loại này là kích thước nhỏ, chi phí thấp, dễ dàng thay thế nhau và độ ổn định lâu dài, phù hợp với các ứng dụng công nghiệp, thương mại và dân dụng.
- Cảm biến độ ẩm bằng cách đo độ dẫn nhiệt - Thermal conductivity humidity sensors: Thường sử dụng cho môi trường có nhiệt độ cao. Cảm biến được tạo thành từ hai đầu đo nhiệt điện trở, dựa trên sự chênh lệch độ dẫn nhiệt của không khí khô và không khí ẩm.
>>> XEM THÊM CÁC SẢN PHẨM THIẾT BỊ THỬ NGHIỆM >>>
Tủ thử nghiệm nhiệt độ, áp suất theo độ cao
Tủ thử nghiệm chống xâm nhập IPx
VintechME - 1Tech Việt Nam là đơn vị chuyên cung cấp các giải pháp kỹ thuật toàn diện bao gồm trang thiết bị và các gói dịch vụ liên quan đến thử nghiệm, đo lường. Nếu quý công ty, doanh nghiệp có nhu cầu xin liên hệ với chúng tôi để nhận được tư vấn.
Hotline: 0966 252 565/ 0979 388 908/ 0972 317 221 (Zalo/ Whatsaap)
Email: info@vintechme.com
Fanpage: https://www.facebook.com/vintechme
Website: https://vintechme.com/
Địa chỉ: Số 197, đường Thụy Phương, Bắc Từ Liêm, Hà Nội, Việt Nam.
Tiếng Việt
English
