Can nhiệt PT100 3 dây: Ưu điểm và cách thức hoạt động

Can nhiệt PT100 3 dây là một loại cảm biến nhiệt độ được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng công nghiệp và khoa học. Với khả năng đo nhiệt độ chính xác và độ bền cao, can nhiệt PT100 đã trở thành lựa chọn phổ biến cho việc giám sát và điều khiển nhiệt độ.

Trong số các loại can nhiệt PT100, loại 3 dây được ưa chuộng hơn cả do tính chính xác cao và khả năng bù trừ các sai số do dây dẫn gây ra. 

Bài viết này sẽ cung cấp thông tin chi tiết về can nhiệt PT100 3 dây, bao gồm cấu trúc, nguyên lý hoạt động, ưu điểm, và các ứng dụng thực tế.

Can nhiệt PT100 3 dây là gì ?

Can nhiệt PT100 3 dây là một loại cảm biến nhiệt độ thuộc nhóm cảm biến nhiệt điện trở (Resistance Temperature Detector – RTD). Tên gọi “PT100” phản ánh bản chất của cảm biến: “PT” đại diện cho Platin, chất liệu chính của cảm biến, và “100” chỉ giá trị điện trở 100 ohm tại 0°C.

Điện trở của PT100 thay đổi tuyến tính với sự thay đổi nhiệt độ, cho phép đo lường nhiệt độ một cách chính xác.

Can nhiệt PT100 được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, bao gồm hóa chất, dược phẩm, thực phẩm và đồ uống, nhờ khả năng đo nhiệt độ ổn định, chính xác và đáng tin cậy.

Cấu trúc của Can nhiệt PT100

Cấu trúc cơ bản của can nhiệt PT100 bao gồm một cuộn dây Platin mảnh hoặc một màng mỏng Platin được lắng đọng trên một chất nền.

Điện trở của Platin tăng khi nhiệt độ tăng, tạo ra một tín hiệu điện có thể đo được. Tín hiệu này sau đó được sử dụng để tính toán nhiệt độ hiện tại của môi trường hoặc vật liệu.

Có ba loại can nhiệt PT100 phổ biến: loại 2 dây, loại 3 dây và loại 4 dây. Mỗi loại có những ưu điểm và hạn chế riêng, tùy thuộc vào yêu cầu chính xác của ứng dụng cụ thể.

Can nhiệt PT100 3 dây – Cấu trúc và Nguyên lý Hoạt động

Cấu trúc của Can nhiệt PT100 3 dây

Can nhiệt PT100 3 dây bao gồm ba dây dẫn kết nối với cảm biến Platin. Hai trong số ba dây dẫn được sử dụng để cấp dòng điện tới cảm biến, trong khi dây thứ ba đo điện áp rơi trên cảm biến để tính toán giá trị điện trở.

Cấu trúc này cho phép bù trừ các sai số gây ra bởi điện trở của dây dẫn, một yếu tố quan trọng giúp nâng cao độ chính xác của phép đo nhiệt độ. Điện trở của dây dẫn, nếu không được bù trừ, có thể làm sai lệch giá trị đo được, đặc biệt trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao.

Nguyên lý hoạt động của can nhiệt PT100 3 dây

Can nhiệt PT100 3 dây hoạt động dựa trên nguyên lý thay đổi điện trở theo nhiệt độ. Khi nhiệt độ của môi trường xung quanh cảm biến thay đổi, điện trở của cuộn dây Platin trong cảm biến cũng thay đổi theo một hàm số tuyến tính.

Đối với can nhiệt PT100, giá trị điện trở thay đổi khoảng 0.385 ohm cho mỗi độ C thay đổi nhiệt độ.

Trong cấu hình 3 dây, dòng điện được truyền qua hai dây dẫn tới cảm biến, trong khi dây thứ ba được sử dụng để đo điện áp rơi trên cảm biến.

Phương pháp này giúp loại bỏ sự ảnh hưởng của điện trở dây dẫn, vì sự khác biệt điện áp trên hai dây dẫn sẽ tương ứng với sự thay đổi nhiệt độ thực tế, không phụ thuộc vào điện trở của dây dẫn.

Bên cạnh đó, loại này thường có độ chính xác cao hơn so với dòng cảm biến 2 dây. 

Công thức tính toán nhiệt độ

Để tính toán nhiệt độ từ giá trị điện trở đo được, người ta thường sử dụng phương trình Callendar-Van Dusen cho PT100:

R(T)=R0×(1+A×T+B×T2+C×(T−100)×T3)R(T) = R_0 \times (1 + A \times T + B \times T^2 + C \times (T – 100) \times T^3)R(T)=R0​×(1+A×T+B×T2+C×(T−100)×T3)

Trong đó:

• R(T)R(T)R(T) là điện trở tại nhiệt độ TTT.
• R0R_0R0​ là điện trở tại 0°C (100 ohm đối với PT100).
• AAA, BBB, CCC là các hằng số phụ thuộc vào chất liệu Platin.

Đối với nhiệt độ dương, công thức đơn giản hơn, không cần đến tham số CCC:

R(T)=R0×(1+A×T+B×T2)R(T) = R_0 \times (1 + A \times T + B \times T^2)R(T)=R0​×(1+A×T+B×T2)

Ưu điểm của can nhiệt PT100 3 dây

Độ chính xác cao

Ưu điểm lớn nhất của can nhiệt PT100 3 dây là độ chính xác cao. Do cấu hình 3 dây cho phép bù trừ sai số do điện trở của dây dẫn, nhiệt độ đo được gần như chính xác tuyệt đối.

Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng công nghiệp yêu cầu giám sát nhiệt độ với độ chính xác cao, chẳng hạn như trong sản xuất dược phẩm hay thực phẩm.

Ổn định và độ bền cao

Can nhiệt PT100 được làm từ Platin, một kim loại quý với tính chất ổn định về nhiệt và hóa học. Điều này giúp can nhiệt PT100 duy trì được tính ổn định và độ bền cao trong các môi trường khắc nghiệt, bao gồm cả nhiệt độ cao và các chất hóa học ăn mòn.

Khả năng bù trừ điện trở dây dẫn

Khả năng bù trừ điện trở dây dẫn là một trong những yếu tố giúp can nhiệt PT100 3 dây vượt trội hơn so với loại 2 dây.

Nhờ vào dây dẫn thứ ba, bất kỳ sai số nào do điện trở dây dẫn gây ra đều được loại bỏ, đảm bảo rằng giá trị nhiệt độ đo được là chính xác.

Ứng dụng linh hoạt

Can nhiệt PT100 3 dây có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ công nghiệp chế biến, sản xuất đến nghiên cứu khoa học.

Nhờ tính linh hoạt này, can nhiệt PT100 có thể đo nhiệt độ trong nhiều môi trường và điều kiện khác nhau, từ môi trường lỏng, khí, đến bề mặt rắn.

Ứng dụng và cách lắp đặt can nhiệt PT100 3 dây

Ứng dụng trong Công nghiệp

Can nhiệt PT100 3 dây được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như:

• Công nghiệp thực phẩm: Giám sát nhiệt độ trong quá trình chế biến thực phẩm để đảm bảo an toàn và chất lượng sản phẩm.
• Công nghiệp dược phẩm: Đảm bảo nhiệt độ ổn định trong quá trình sản xuất và lưu trữ dược phẩm.
• Ngành dầu khí: Đo nhiệt độ trong các quá trình lọc dầu và hóa dầu.
• Ngành năng lượng: Giám sát nhiệt độ trong các nhà máy điện, hệ thống lò hơi, và hệ thống làm mát.

Cách lắp đặt Can nhiệt PT100 3 dây

Việc lắp đặt can nhiệt PT100 3 dây đòi hỏi sự cẩn thận và chính xác để đảm bảo kết quả đo chính xác nhất. Dưới đây là các bước cơ bản để tiến hành lắp đặt can nhiệt PT100 3 dây:

• Xác định vị trí lắp đặt: Chọn vị trí mà cảm biến có thể tiếp xúc trực tiếp và chính xác với môi trường cần đo nhiệt độ.
• Kết nối dây dẫn: Đảm bảo rằng ba dây dẫn được kết nối đúng cách với bộ đo hoặc thiết bị điều khiển. Đối với các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao, cần đảm bảo dây dẫn không bị kéo căng hoặc bị hỏng.
• Kiểm tra và hiệu chỉnh: Sau khi lắp đặt, kiểm tra kết nối và thực hiện hiệu chỉnh nếu cần thiết để đảm bảo can nhiệt hoạt động chính xác.

Kết luận

Có thể nói can nhiệt PT100 3 dây là một công cụ đo nhiệt độ hiệu quả và chính xác, đặc biệt trong các ứng dụng công nghiệp yêu cầu độ chính xác cao.

Với khả năng bù trừ điện trở dây dẫn, độ bền cao, và tính linh hoạt trong ứng dụng, can nhiệt PT100 3 dây đã trở thành sự lựa chọn hàng đầu cho nhiều ngành công nghiệp và nghiên cứu khoa học.

Việc hiểu rõ cấu trúc và nguyên lý hoạt động của can nhiệt PT100 3 dây sẽ giúp bạn có thể tận dụng tối đa ưu điểm của nó, từ đó cải thiện hiệu suất và độ tin cậy trong quá trình giám sát và điều khiển nhiệt độ.

Nếu bạn cần thêm thông tin chi tiết hoặc tư vấn về việc sử dụng can nhiệt PT100 3 dây trong ứng dụng cụ thể của mình, đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi qua hotline bên dưới trang web nhé!