Để thực hiện các phép đo nhiệt độ đáng tin cậy, bước đầu tiên là chọn đúng thiết bị đo nhiệt độ, còn được gọi là cảm biến nhiệt độ. Cặp nhiệt điện, điện trở nhiệt, nhiệt kế điện trở bạch kim (RTD) và IC nhiệt độ là một trong những cảm biến nhiệt độ được sử dụng phổ biến nhất trong thử nghiệm.
Sau đây là phần giới thiệu về các đặc tính của cặp nhiệt điện và nhiệt điện trở.
Cặp nhiệt điện: Cặp nhiệt điện là cảm biến nhiệt độ được sử dụng phổ biến nhất trong đo nhiệt độ. Ưu điểm chính của chúng là phạm vi nhiệt độ rộng và khả năng thích ứng với các môi trường khí quyển khác nhau. Chúng cũng mạnh mẽ, rẻ tiền, không cần nguồn điện và là lựa chọn rẻ nhất. Một cặp nhiệt điện bao gồm hai dây kim loại khác nhau (kim loại A và kim loại B) được nối ở một đầu. Khi một đầu của cặp nhiệt điện được làm nóng, sẽ có sự chênh lệch điện thế trong mạch cặp nhiệt điện. Nhiệt độ có thể được tính bằng cách sử dụng hiệu điện thế đo được.
Tuy nhiên, mối quan hệ giữa điện áp và nhiệt độ là phi tuyến tính. Do mối quan hệ phi tuyến tính-này nên cần thực hiện phép đo thứ hai đối với nhiệt độ tham chiếu (Tref). Sau đó, quá trình chuyển đổi nhiệt độ-điện áp được xử lý nội bộ bằng phần mềm hoặc phần cứng của thiết bị kiểm tra để cuối cùng thu được nhiệt độ cặp nhiệt điện (Tx). Cả hai thiết bị thu thập dữ liệu Agilent 34970A và 34980A đều được tích hợp sẵn khả năng đo lường và xử lý.
Nói tóm lại, cặp nhiệt điện là cảm biến nhiệt độ đơn giản và linh hoạt nhất nhưng không phù hợp với các ứng dụng và- phép đo có độ chính xác cao.
Mặt khác, nhiệt điện sử dụng vật liệu bán dẫn và hầu hết có hệ số nhiệt độ âm, nghĩa là điện trở của chúng giảm khi nhiệt độ tăng. Sự thay đổi nhiệt độ gây ra sự thay đổi điện trở lớn, khiến chúng trở thành cảm biến nhiệt độ nhạy cảm nhất. Tuy nhiên, điện trở nhiệt có độ tuyến tính cực kỳ kém và phụ thuộc nhiều vào quá trình sản xuất. Các nhà sản xuất không cung cấp hồ sơ nhiệt điện trở tiêu chuẩn.
Điện trở nhiệt rất nhỏ và phản ứng nhanh với sự thay đổi nhiệt độ. Tuy nhiên, chúng yêu cầu nguồn điện hiện tại và kích thước nhỏ khiến chúng cực kỳ nhạy cảm với các lỗi tự làm nóng.
Điện trở nhiệt đo nhiệt độ tuyệt đối trên hai dây, mang lại độ chính xác tốt, nhưng chúng đắt hơn cặp nhiệt điện và phạm vi nhiệt độ có thể đo được của chúng nhỏ hơn. Một điện trở nhiệt thường được sử dụng có điện trở 5kΩ ở 25 độ, với sự thay đổi nhiệt độ 1 độ sẽ gây ra sự thay đổi điện trở 200Ω. Lưu ý rằng điện trở dây dẫn 10Ω chỉ gây ra sai số không đáng kể là 0,05 độ. Đó là lý tưởng cho các ứng dụng điều khiển hiện tại yêu cầu đo nhiệt độ nhanh và nhạy. Kích thước nhỏ của nó mang lại lợi ích cho các ứng dụng{10}hạn chế về không gian, nhưng phải ngăn chặn lỗi tự làm nóng.
Nhiệt điện trở cũng có kỹ thuật đo lường riêng. Kích thước nhỏ của chúng là một lợi thế; chúng ổn định nhanh chóng và không tạo ra tải nhiệt. Tuy nhiên, điều này cũng làm cho chúng kém bền hơn và dòng điện cao có thể khiến chúng-tự nóng lên. Vì nhiệt điện trở là một thiết bị điện trở nên bất kỳ nguồn dòng điện nào cũng sẽ tạo ra nhiệt do nguồn điện. Công suất bằng tích của bình phương cường độ dòng điện và điện trở. Vì vậy phải sử dụng nguồn điện nhỏ. Tiếp xúc với nhiệt độ cao sẽ dẫn đến hư hỏng vĩnh viễn cho nhiệt điện trở.
Phần giới thiệu về hai loại dụng cụ đo nhiệt độ này nhằm mục đích hữu ích cho công việc và học tập của bạn.