Cảm biến nhiệt độ (https://vandieukhien.vn) là thiết bị dùng để cảm nhận sự biến đổi về nhiệt độ của một đại lượng cần đo, và chuyển đổi sự biến đổi đó thành tín hiệu điện có thể đo và xử lý được.

Nguyên lý hoạt động

Có nhiều nguyên lý hoạt động khác nhau của cảm biến nhiệt độ, nhưng phổ biến nhất là các nguyên lý sau:

• Cảm biến nhiệt độ điện trở: Nguyên lý hoạt động dựa trên sự thay đổi điện trở của một vật liệu dẫn điện khi nhiệt độ thay đổi.
• Cảm biến nhiệt độ nhiệt điện: Nguyên lý hoạt động dựa trên hiện tượng nhiệt điện, trong đó khi hai vật liệu dẫn điện khác nhau được nối với nhau, sẽ xuất hiện một điện áp giữa hai vật liệu đó khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai đầu của chúng.
• Cảm biến nhiệt độ bức xạ: Nguyên lý hoạt động dựa trên sự bức xạ nhiệt của các vật thể.

Phân loại

Cảm biến nhiệt độ được phân loại dựa trên nhiều yếu tố khác nhau, trong đó phổ biến nhất là phân loại dựa trên nguyên lý hoạt động.

• Phân loại theo nguyên lý hoạt động:
  • Cảm biến nhiệt độ điện trở: bao gồm cảm biến nhiệt độ điện trở kim loại, cảm biến nhiệt độ điện trở bán dẫn, cảm biến nhiệt độ điện trở oxit kim loại.
  • Cảm biến nhiệt độ nhiệt điện: bao gồm cặp nhiệt điện, nhiệt điện trở, cảm biến nhiệt độ bức xạ.
• Phân loại theo cấu tạo:
  • Cảm biến nhiệt độ rời rạc: bao gồm đầu cảm biến và bộ chuyển đổi tín hiệu.
  • Cảm biến nhiệt độ tích hợp: bao gồm đầu cảm biến và bộ chuyển đổi tín hiệu được tích hợp trong cùng một thiết bị.
• Phân loại theo phạm vi đo:
  • Cảm biến nhiệt độ đo nhiệt độ thấp: có phạm vi đo từ -200 °C đến 0 °C.
  • Cảm biến nhiệt độ đo nhiệt độ trung bình: có phạm vi đo từ 0 °C đến 1000 °C.
  • Cảm biến nhiệt độ đo nhiệt độ cao: có phạm vi đo từ 1000 °C đến 3000 °C.

Ứng dụng

Cảm biến nhiệt độ được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống, bao gồm:

• Công nghiệp:
  • Kiểm soát nhiệt độ trong các lò nung, lò sấy,…
  • Điều khiển nhiệt độ trong các hệ thống HVAC,…
  • Đo nhiệt độ trong các quá trình sản xuất,…
• Y tế:
  • Đo nhiệt độ cơ thể,…
  • Đo nhiệt độ trong các phòng thí nghiệm,…
• Nông nghiệp:
  • Đo nhiệt độ đất,…
  • Đo nhiệt độ trong các nhà kính,…
• Công nghiệp thực phẩm:
  • Đo nhiệt độ trong các quá trình chế biến thực phẩm,…
  • Đo nhiệt độ trong các tủ lạnh,…
• Các ứng dụng khác:
  • Đo nhiệt độ trong các thiết bị gia dụng,…
  • Đo nhiệt độ trong môi trường xung quanh,…

Kết luận

Cảm biến nhiệt độ là một thiết bị quan trọng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống. Việc lựa chọn loại cảm biến nhiệt độ phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, bao gồm nguyên lý hoạt động, phạm vi đo, độ chính xác,…

Cách Hoạt Động của Cảm Biến Nhiệt Độ

Cảm biến nhiệt độ hoạt động dựa trên các nguyên lý khác nhau, bao gồm:

• Nguyên lý điện trở nhiệt: Điện trở của một số vật liệu, chẳng hạn như kim loại, thay đổi theo nhiệt độ. Cảm biến nhiệt độ điện trở hoạt động dựa trên nguyên lý này.
• Nguyên lý nhiệt điện: Khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai điểm, sẽ có một dòng điện chạy giữa hai điểm đó. Cảm biến nhiệt độ nhiệt điện hoạt động dựa trên nguyên lý này.
• Nguyên lý bức xạ nhiệt: Mọi vật thể đều bức xạ năng lượng dưới dạng sóng điện từ. Cảm biến nhiệt độ bức xạ hoạt động dựa trên nguyên lý này.

Cảm biến nhiệt độ điện trở

Cảm biến nhiệt độ điện trở là loại cảm biến nhiệt độ phổ biến nhất. Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ điện trở dựa trên sự thay đổi điện trở của một số vật liệu, chẳng hạn như kim loại, theo nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng, điện trở của vật liệu sẽ giảm và ngược lại.

Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ điện trở bao gồm một điện trở cảm biến, một dây dẫn và một vỏ bọc bảo vệ. Điện trở cảm biến được làm từ vật liệu có điện trở nhiệt cao, chẳng hạn như platinum, nickel hoặc copper. Dây dẫn được sử dụng để truyền tín hiệu điện từ điện trở cảm biến đến bộ phận xử lý. Vỏ bọc bảo vệ được sử dụng để bảo vệ điện trở cảm biến khỏi các tác nhân môi trường.

Cảm biến nhiệt độ nhiệt điện

Cảm biến nhiệt độ nhiệt điện là loại cảm biến nhiệt độ hoạt động dựa trên nguyên lý nhiệt điện. Khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai điểm, sẽ có một dòng điện chạy giữa hai điểm đó.

Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ nhiệt điện bao gồm hai cặp kim loại khác nhau. Hai cặp kim loại này được nối với nhau bằng một dây dẫn. Khi hai cặp kim loại có nhiệt độ khác nhau, sẽ có một dòng điện chạy qua dây dẫn.

Cảm biến nhiệt độ bức xạ

Cảm biến nhiệt độ bức xạ là loại cảm biến nhiệt độ hoạt động dựa trên nguyên lý bức xạ nhiệt. Mọi vật thể đều bức xạ năng lượng dưới dạng sóng điện từ. Năng lượng bức xạ của vật thể phụ thuộc vào nhiệt độ của vật thể đó.

Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ bức xạ bao gồm một cảm biến quang học và một bộ xử lý. Cảm biến quang học được sử dụng để thu nhận năng lượng bức xạ từ vật thể cần đo. Bộ xử lý được sử dụng để chuyển đổi năng lượng bức xạ thành tín hiệu điện.

Một số ứng dụng của cảm biến nhiệt độ

Cảm biến nhiệt độ được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm:

• Công nghiệp: Sản xuất, chế biến, kiểm soát chất lượng, kiểm soát quá trình.
• Y tế: Đo nhiệt độ cơ thể, đo nhiệt độ phòng mổ, đo nhiệt độ môi trường.
• Gia dụng: Điều hòa không khí, lò nướng, lò vi sóng, máy giặt.