Phân loại cảm biến nhiệt độ Pt100, Pt1000 và Thermocouple

1. Cảm biến nhiệt độ Pt100 là gì?

Pt100 là cảm biến nhiệt độ điện trở RTD (Resistance Temperature Detector), sử dụng phần tử bạch kim để đo nhiệt độ dựa trên sự thay đổi điện trở theo nhiệt độ.

Theo tiêu chuẩn IEC 60751, Pt100 có điện trở danh định 100Ω tại 0°C. Khi nhiệt độ tăng, điện trở của phần tử bạch kim tăng theo đặc tuyến đã được tiêu chuẩn hóa. Bộ điều khiển hoặc thiết bị đo sẽ căn cứ vào giá trị điện trở để xác định nhiệt độ.

Đặc điểm của cảm biến Pt100

• Độ chính xác và độ ổn định tốt trong nhiều ứng dụng công nghiệp.

• Đặc tuyến điện trở – nhiệt độ có tính lặp lại cao.

• Có thể sử dụng cấu hình kết nối 2 dây, 3 dây hoặc 4 dây.

• Phù hợp với hệ thống điều khiển nhiệt độ, PLC và bộ điều khiển PID có ngõ vào RTD tương thích.

• Có nhiều kiểu cấu tạo như đầu dò que, cảm biến ren, cảm biến có dây dẫn và cảm biến lắp trong ống bảo vệ.

Phân loại Pt100 theo số dây kết nối

Phân loại Pt100 theo cấu tạo phần tử

• Pt100 dạng màng mỏng (Thin-film): phần tử bạch kim được tạo thành lớp mỏng trên nền cách điện, có kích thước nhỏ và phù hợp nhiều ứng dụng công nghiệp.

• Pt100 dạng dây quấn (Wire-wound): phần tử bạch kim được chế tạo dạng dây quấn, có thể phù hợp với các thiết kế yêu cầu đặc tính đo và độ ổn định riêng.

Cần lưu ý rằng độ chính xác thực tế phụ thuộc vào cấp chính xác của phần tử, cấu tạo đầu dò, cách lắp đặt, dây dẫn và thiết bị đọc tín hiệu.

2. Cảm biến nhiệt độ Pt1000 là gì?

Pt1000 cũng là cảm biến nhiệt độ điện trở RTD sử dụng bạch kim, có nguyên lý hoạt động tương tự Pt100. Điểm khác biệt cơ bản là Pt1000 có điện trở danh định 1.000Ω tại 0°C, cao gấp 10 lần Pt100.

Với cùng đặc tuyến tiêu chuẩn, Pt1000 có độ biến thiên điện trở tuyệt đối theo nhiệt độ lớn hơn Pt100 khoảng 10 lần. Đặc điểm này giúp giảm tỷ lệ sai số do điện trở dây dẫn trong cấu hình 2 dây, nếu các điều kiện đo khác tương đương.

Đặc điểm của cảm biến Pt1000

• Điện trở danh định 1.000Ω tại 0°C.

• Độ nhạy điện trở tuyệt đối cao hơn Pt100.

• Có thể giảm ảnh hưởng tương đối của điện trở dây dẫn khi đo 2 dây.

• Phù hợp với các thiết bị đo nhiệt độ, hệ thống HVAC, thiết bị gia nhiệt và các ứng dụng tiết kiệm năng lượng.

• Có thể sử dụng cấu hình 2 dây, 3 dây hoặc 4 dây nếu thiết bị đo hỗ trợ.

So sánh Pt100 và Pt1000

Lưu ý: Pt1000 không mặc nhiên chính xác hơn Pt100 trong mọi trường hợp. Độ chính xác còn phụ thuộc vào cấp cảm biến, dòng đo, cấu hình dây và chất lượng thiết bị đọc tín hiệu.

3. Cảm biến nhiệt độ Thermocouple là gì?

Thermocouple (cặp nhiệt điện) là cảm biến nhiệt độ hoạt động dựa trên hiệu ứng Seebeck. Cảm biến sử dụng hai dây dẫn làm từ hai vật liệu kim loại khác nhau; khi có chênh lệch nhiệt độ giữa mối nối đo và đầu tham chiếu, một điện áp nhiệt điện được tạo ra. Thiết bị đo sử dụng tín hiệu này để xác định nhiệt độ.

So với cảm biến RTD, thermocouple thường phù hợp hơn với các ứng dụng nhiệt độ cao hoặc môi trường vận hành khắc nghiệt, tùy loại cặp nhiệt điện và cấu tạo đầu dò.

Đặc điểm của Thermocouple

• Có nhiều loại vật liệu và dải nhiệt độ làm việc.

• Phù hợp với các ứng dụng nhiệt độ cao như lò nung, lò sấy và thiết bị xử lý nhiệt.

• Đầu dò có thể được chế tạo với nhiều kích thước, vật liệu bảo vệ và kiểu lắp đặt.

• Tín hiệu đầu ra có mức điện áp nhỏ, thường ở dải millivolt.

• Cần bộ điều khiển hỗ trợ đúng loại thermocouple và bù nhiệt độ đầu tham chiếu phù hợp.

Phân loại Thermocouple phổ biến

Dải nhiệt độ sử dụng thực tế của từng loại phụ thuộc vào tiêu chuẩn, đường kính dây, cấu tạo đầu dò, vật liệu cách điện và môi trường làm việc. Vì vậy, cần kiểm tra thông số của nhà sản xuất trước khi lựa chọn.

4. So sánh Pt100, Pt1000 và Thermocouple

5. Nên chọn Pt100, Pt1000 hay Thermocouple?

Việc lựa chọn cảm biến cần dựa trên dải nhiệt độ, độ chính xác yêu cầu, chiều dài dây dẫn, môi trường lắp đặt và loại ngõ vào của thiết bị điều khiển.

• Chọn Pt100 khi cần đo nhiệt độ công nghiệp với độ ổn định tốt, thiết bị điều khiển hỗ trợ RTD Pt100 và cần tính linh hoạt trong lựa chọn đầu dò.

• Chọn Pt1000 khi hệ thống được thiết kế cho Pt1000, đặc biệt trong một số mạch đo 2 dây hoặc thiết bị cần tối ưu dòng đo.

• Chọn Thermocouple loại K khi cần đo nhiệt độ cao trong các ứng dụng công nghiệp phổ biến và bộ điều khiển hỗ trợ đúng loại K.

• Chọn Type J, T, N, R, S hoặc B khi vật liệu, dải nhiệt độ và yêu cầu quy trình phù hợp với đặc tính của từng loại cặp nhiệt điện.

Không nên thay thế Pt100 bằng Pt1000 hoặc Thermocouple chỉ vì kích thước đầu dò giống nhau. Thiết bị điều khiển phải hỗ trợ đúng loại cảm biến và cấu hình tín hiệu.

6. Kết nối cảm biến nhiệt độ với PLC và bộ điều khiển

Khi tích hợp cảm biến vào hệ thống tự động hóa, cần xác định đúng loại tín hiệu đầu vào:

• Pt100/Pt1000: kết nối với ngõ vào RTD tương thích hoặc sử dụng bộ chuyển đổi nhiệt độ phù hợp.

• Thermocouple: kết nối với ngõ vào thermocouple đúng loại hoặc bộ chuyển đổi tín hiệu chuyên dụng.

• PLC không có ngõ vào nhiệt độ: có thể sử dụng module mở rộng hoặc bộ chuyển đổi tín hiệu sang chuẩn tương thích với hệ thống.

Đối với thermocouple, cần đấu đúng cực tính và sử dụng dây nối hoặc dây bù phù hợp. Đối với RTD, cần đấu đúng sơ đồ 2, 3 hoặc 4 dây được thiết bị hỗ trợ.

7. Mua cảm biến nhiệt độ tại SNS AUTOMATION

SNS AUTOMATION – Công ty TNHH Tự động hóa Sắc Năm Sơn cung cấp thiết bị tự động hóa công nghiệp, cảm biến nhiệt độ, PLC, HMI, biến tần và các giải pháp điều khiển phục vụ nhà máy, xưởng sản xuất và đơn vị chế tạo máy.

Nếu bạn đang tìm kiếm cảm biến nhiệt độ Pt100, Pt1000 hoặc Thermocouple, hãy liên hệ SNS AUTOMATION để được tư vấn lựa chọn loại cảm biến, chiều dài đầu dò, vật liệu bảo vệ và phương án kết nối phù hợp với hệ thống thực tế.

Liên hệ SNS AUTOMATION để được tư vấn kỹ thuật và báo giá theo nhu cầu sử dụng.