Chương 12:
Các loại cặp nhiệt điện thường
dùng trong thực tế
Dải nhiệt độ làm việc đối với một cặp nhiệt điện thường bò
hạn chế. Ở nhiệt độ thấp, năng suất nhiệt điện của nó giảm đi.
Ở nhiệt độ cao, cặp nhiệt có thể bò nhiễm bẩn do môi trường đo
hoặc xảy ra hiện tượng bay hơi một trong các chất thành phần
của hợp kim làm cặp nhiệt, hoặc bò tăng kích thước hạt tinh thể
dẫn đến làm tăng độ dòn cơ học, thậm chí có thể bò nóng chảy.
Bảng dưới đây liệt kê một số loại cặp nhiệt điện thường gặp
trong thực tế:
Để đảm bảo độ ổn đònh của suất điện động, phải ấn đònh nhiệt
độ sử dụng cao nhất cho cặp nhiệt có tính đến các điều kiện
thực tế. Dây càng nhỏ thì nhiệt độ cực đại càng thấp. Bảng 5.3
trình bày một số thí dụ cho trường hợp cặp nhiệt
Chromel/Costantan.
Bảng 5.3
Đườngkínhdây,
mm
3,25 1.63 0,81 0,33
Nhiệt độ cực
đại,
C
870 650 540 430
Dưới đây giới thiệu một vài hình ảnh các loại cảm biến nhiệt
độ thông dụng:
Hình 5.8 Thermistor (nhiệt điện trở).
Hình 5.9 Thermo couple (cặp nhiệt điện).
Hình 5.10 Thermostat.
5.4 ĐO NHIỆT ĐỘ BẰNG DIODE VÀ TRANSISTOR
5.5.1 Đặc điểm chung và độ nhạy

b)
I
2
v2
I
1
v
1
v
c
c)
Hình 5.11 Các linh kiện sử dụng cảm biến nhiệt độ.
a) diode b) transistor mắc theo kiểu diode
c)cặp transistor mắc theo kiểu diode
Để tăng độ tuyến tính và khả năng thay thế, người ta thường
mắc theo sơ đồ hình 5.11c, dùng một cặp transistor đấu theo
kiểu diode mắc đối nhau với hai dòng I
1
và I
2
không đổi chạy
qua và đo hiệu điện thế B-E. Bằng cách này sẽ loại trừ được
ảnh hưởng của dòng ngược I
o
. Độ nhạy nhiệt trong trường hợp
này được tính theo biểu thức:

dT
VVd
S

2
ở hình 5.11c. Giả
sử dòng I
o
giống nhau cho hai transistor, dòng điện chạy qua các
transistor là I
1
và I
2
, điện thế B-E tương ứng là V
1
và V
2
. Khi đó:

o
o
I
I
q
KT
V
KT
qV
II
1
1
1
1
lnexp 


n
q
KT
I
I
q
KT
VVV
d
lnln
2
1
21


(5-35)
n là tỷ số giữa hai dòng điện chạy qua hai transistor. Tính toán
bằng số ta có:
V
d
= 86,56.T.ln n
(5-36)
Trong đó V
d
đo bằng V và T đo bằng nhiệt độ K.
Thí dụ: với n=2 V
d
=59,73.T
Độ nhạy nhiệt có dạng: