Giới thiệu cảm biến RTD PT100, nguyên lý hoạt động và sơ đồ chân

0
343

Cảm biến PT100 (Cảm biến nhiệt độ điện trở) là một loại cảm biến có điện trở thay đổi khi nhiệt độ xung quanh thay đổi. Nó đo nhiệt độ thông qua giá trị điện trở. Giá trị của điện trở tỷ lệ thuận với nhiệt độ.

Được thiết kế dưới dạng đầu dò có một phần tử được tạo thành từ vật liệu bạch kim, Nickle hoặc đồng. Thông thường hai tiêu chuẩn được sử dụng cho RTD bạch kim. Tiêu chuẩn đầu tiên là tiêu chuẩn Châu Âu còn được gọi là tiêu chuẩn IEC hoặc DIN và tiêu chuẩn thứ hai là tiêu chuẩn Mỹ.

Dây bạch kim được sử dụng cho cảm biến RTD có điện trở 100 ohm ở nhiệt độ 0C 0 và có hệ số nhiệt độ 0,00385 Ohm / ° C. Cảm biến PT100 RTD được sử dụng cho các ứng dụng khác nhau như để đo nhiệt độ chất lỏng, nhiệt độ không khí và nhiệt độ bề mặt, v.v. Loại cảm biến này có sẵn trên thị trường hoặc các cửa hàng trực tuyến. Cảm biến RTD PT100 được thể hiện trong hình 1.

Hình 1: Cảm biến RTD PT100

Hình 1: Cảm biến RTD PT100

Cấu hình chân của cảm biến RTD PT100

Cảm biến PT100 RTD khác nhau có các dây khác nhau, chẳng hạn như cảm biến PT100 RTD hai, ba hoặc bốn dây. Mỗi loại có cách kết nối khác nhau nhưng ở đây chỉ nói về cảm biến PT100 RTD hai dây. Cảm biến RTD PT100 hai dây được thể hiện trong hình 1 và công thức tính điện trở của nó.

Hình 2: Cảm biến RTD PT100 hai dây

Hình 2: Cảm biến RTD PT100 hai dây

Theo hình 2, các giá trị điện trở của R3 và R2 ảnh hưởng tới các giá trị đo của PT100 nhưng các giá trị này có thể bị hủy bỏ trong quá trình hiệu chuẩn.

Dùng bộ điều khiển giao tiếp với cảm biến để đọc được giá trị điện áp được chuyển đổi từ giá trị điện trở của cảm biến, cần mắc thêm các điện trở 80 ohm đến 150 ohm để phân áp nhưng mạch phân áp này đã được đặt điện áp DC làm giảm độ nhạy phân áp trong quá trình khuếch đại tín hiệu.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến RTD PT100

Cảm biến PT100 RTD hoạt động theo nguyên lý thay đổi điện trở. Khi dòng điện một chiều được cấp cho cảm biến thì dòng điện này sẽ thay đổi trở kháng điện trở cảm biến. Khi trở kháng này thay đổi thì điện áp sẽ giảm và phụ thuộc vào dòng điện cấp và điện trở danh định của điện trở RTD.

Trong toàn bộ quá trình này, nhiệt năng đươc tỏa ra thấp do sử dụng dòng điện thấp 1mA. RTD có thể kết nối theo cấu hình hai, ba hoặc bốn dây nhưng với cấu hình hai dây là cấu hình đơn giản nhất. Ở cấu hình hai dây thì nó được kết nối ở dạng mạch cầu Wheatstone để đo điện áp đầu ra được thể hiện trong hình 3.

Hình 3: Cấu hình hai dây của RTD 100 trong mạch cầu Wheatstone

Hình 3: Cấu hình hai dây của RTD 100 trong mạch cầu Wheatstone

Nhưng mạch này có một nhược điểm là khi kết nối các dây dẫn với mạch này thì điện trở của chúng được cộng thêm vào điện trở RTD nên không tính được sai số chính xác.

Giao tiếp cảm biến RTD PT100 với bảng mạch Arduino

Để đo nhiệt độ từ cảm biến RTD, cần giao tiếp với bộ điều khiển và ở đây sẽ đề cập đến cách giao tiếp của cảm biến RTD PT 100 với bảng mạch Arduino. Mạch cầu Wheatstone được kết nối bởi ba bộ khuếch đại 741, hai 3,9k ohm, hai 3,3k ohm, hai 8,2k ohm, hai 47k ohm, một 5k ohm và một điện trở 80 ohm.

Tất cả các linh kiện này được kết nối với cảm biến PT100 RTD hai dây và sau đó toàn bộ mạch này kết nối giao tiếp với bảng mạch Arduino theo hình 4

Hình 4 Giao diện của cảm biến RTD với bảng Arduino

Hình 4 Giao diện của cảm biến RTD với bảng Arduino

Sau khi hoàn thành kết nối, viết một chương trình logic với thư viện Arduino sau đó tải lên bảng mach Arduino bằng phần mềm Arduino IDE. Vì vậy, nhiệt độ có thể được đo sau khi chạy chương trình logic và thay đổi điện trở của mạch cầu Wheatstone. Đối với nhiệt độ khác nhau thì điện sẽ khác nhau.

Module cảm biến thay thế

APDS9960, BH1750, VL53L0X, DHT22, LM35, TLE4999I3, CCS811, BMP280, HC-SR505, MQ137, TMP36, A3144, PT100 RTD, cảm biến màu TCS230, cảm biến uốn cong, cảm biến hồng ngoại, cảm biến xung nhịp, cảm biến khí MQ-2, cảm biến mưa, cảm biến độ ẩm đất YL-69 hoặc HL-69, cảm biến ngọn lửa, cảm biến Hall, DHT11, MPX4115A.

>> Mời anh em xem thêm

Tôi là một người làm việc trong lĩnh vực cơ khí, thiết bị công nghiệp....Blog là nơi tôi chia sẻ thông tin hữu ích đến các bạn đọc.
Subscribe
Notify of
0 Bình luận
Inline Feedbacks
View all comments