Kü thuËt c¶m biÕn – Khoa C¬ khÝ - §éng lùc – Tr−êng Cao §¼ng NghÒ C«ng NghÖ vµ N«ng L©m §«ng B¾c

1

Lạng Sơn tháng 04 năm 2010
Kỹ thuật cảm biến Khoa Cơ khí - Động lực Trờng Cao Đẳng Nghề Công Nghệ và Nông Lâm Đông Bắc

2
LI NểI U

Trờn c s chng trỡnh khung o to ca B LTB & XH ó ban hnh,
Trng Cao ng Ngh Cụng Ngh v Nụng Lõm ụng Bc ó t chc biờn
son cỏc ti liu hng dn giỏo viờn v hc tp, thc tp ca hc sinh, sinh viờn
ngh lp t, sa cha thit b in cụng nghip trong thi k hin i hoỏ
cụng nghip hoỏ t n
c. Trong ú ti liu K thut cm bin úng vai trũ
quan trng trong vic o to cỏc k thut viờn, cỏc nhõn viờn lnh ngh ang

Kỹ thuật cảm biến Khoa Cơ khí - Động lực Trờng Cao Đẳng Nghề Công Nghệ và Nông Lâm Đông Bắc

3
GII THIU V MễUN

V trớ, ý ngha v vai trũ ca mụun:
Trong nn cụng nghip sn xut hin i ngy nay, rt nhiu nh mỏy xớ
nghip ang trang b cho mỡnh nhng dõy chuyn sn xut hon ton t ng
hoc bỏn t ng. Cỏc loi cm bin ó cú mt trong hu ht cỏc lnh vc iu
khin t ng, nú úng mt vai trũ rt quan trng, khụng m
t thit b no cú th
thay th c. Vic trang b cho mỡnh mt kin thc v cỏc loi cm bin l nhu
cu bc xỳc ca cỏc k thut viờn, k s ca ngnh in cng nh cỏc ngnh
khỏc.
Mụun k thut cm bin l mt mụun chuyờn mụn ca hc viờn ngnh sa
cha thit b in cụng nghip. Mụun ny nhm trang b cho hc viờn cỏc
tr
ng cao ng ngh, trung cp ngh v cỏc trung tõm dy ngh nhng kin
thc v nguyờn lý, cu to, cỏc mch ng dng trong thc t ca mt s loi
cm bin vi cỏc kin thc ny hc viờn cú th ỏp dng trc tip vo lnh vc
sn xut cng nh i sng. Ngoi ra cỏc kin thc ny dựng lm phng tin


Kü thuËt c¶m biÕn – Khoa C¬ khÝ - §éng lùc – Tr−êng Cao §¼ng NghÒ C«ng NghÖ vµ N«ng L©m §«ng B¾c

4
CÁC HOẠT ĐỘNG CHÍNH CỦA MÔĐUN/MÔN HỌC

* Hoạt động trên lớp:
Học viên được giáo viên giảng dạy hướng dẫn cách nhận biết, cách phân
biệt về hình dạng kích thước các loại cảm biến, được nghe giáo viên giảng giải,
phân tích và giải thích về cấu tạo, nguyên lý làm việc và ứng dụng của các loại
cảm biến. Học viên được giáo viên giảng dạy hướng dẫn học sinh thảo luận tìm
hi
ểu về các loại cảm biến và ứng dụng của nó ngay trên lớp học.
* Hoạt động tại xưởng thực hành:

Học viên được giáo viên hướng dẫn thực hành hướng dẫn về cách lắp đăt
các loại cảm biến, cách đo kiểm tra cực tính, chất lượng các cảm biến, lắp đặt và
phát hiện các sai hỏng của các mạch cảm biến.
* Hoạt động tự họ
c:
Học viên tự sưu tầm các tài liệu liên quan đến lĩnh vực cảm biến, làm các
bài tập do giáo viên hướng dẫn giao cho.

Kỹ thuật cảm biến Khoa Cơ khí - Động lực Trờng Cao Đẳng Nghề Công Nghệ và Nông Lâm Đông Bắc

5
BI M U
KHI NIM C BN V CC B CM BIN
khụng cú tớnh cht in v cho ta mt c trng mang mt bn cht in (nh
in tớch, in ỏp, dũng in hoc tr khỏng), ký hiu l s. c trng in s l
hm ca i lng cn
o m.
()
mfs =
Trong ú s l i lng u ra hoc phn ng ca cm bin v m l i lng
u vo hay kớch thớch (cú ngun gc l i lng cn o. Vic o c s cho
phộp nhn bit giỏ tr m.
i vi mi cm bin, cú th khai thỏc biu thc trờn cn phi chun
cm bin, vi mt lot giỏ tr ó bit chớnh xỏc ca m, o giỏ tr t
ng ng ca s
v dng ng cong chun, ng cong chun ny cho phộp xỏc nh mi giỏ
tr ca m
1
t s
1
d s dng, thụng thng ngi ta ch to cm bin sao cho cú s liờn h
tuyn tớnh gia bin thiờn u ra s v bin thiờn u vo m.
s = S. m
Kỹ thuật cảm biến Khoa Cơ khí - Động lực Trờng Cao Đẳng Nghề Công Nghệ và Nông Lâm Đông Bắc

6

2. Phm vi ng dng.
Cỏc b cm bin c s dng nhiu trong cỏc lnh vc kinh t v k
thut, cỏc b cm bin c bit rt nhy cm c s dng trong cỏc thớ nghi
m,
Đại lợn
g
cần đo
(m)
Đại lợn
g
điện
(s)
Cảm biến
m
s
t
t
t
1
t
2
t
n
t
1

từ giá trị s
1
Kỹ thuật cảm biến Khoa Cơ khí - Động lực Trờng Cao Đẳng Nghề Công Nghệ và Nông Lâm Đông Bắc

7
cỏc lnh vc nghiờn cu khoa Trong lnh vc t ng hoỏ ngita s dng cỏc
sensor bỡnh thng cng nh c bit.```````````````````
3. Phõn loi cỏc b cm bin.
- Theo nguyờn lý chuyn i gia kớch thớch v ỏp ng.
Hi
n tng chuyn i gia kớch thớch v ỏp ng.
V t l ý
Nhit in.
Quang in
Quang t
in t
T in
Hoỏ hc
Bin i hoỏ hc
Bin i in hoỏ
Phõn tớch ph

Sinh hc
Bin i sinh hoỏ
Bin i vt lý
Hiu ng trờn c th sng- Theo dng kớch thớch.
Kớch thớch Cỏc c tớnh ca kớch thớch.

Nng lng
Cng
Kỹ thuật cảm biến Khoa Cơ khí - Động lực Trờng Cao Đẳng Nghề Công Nghệ và Nông Lâm Đông Bắc

8

Theo tớnh nng.
+ nhy
+ chớnh xỏc
+ phõn gii
+ tuyn tớnh
+ Cụng sut tiờu th
Theo phm vi s dng.
+ Cụng nghip
+ Nghiờn cu khoa hc
+ Mụi trng, khớ tng
+ Thụng tin, vin thụng
+ Nụng nghip
+ Dõn dng
+ Giao thụng vn ti
Theo thụng s ca mụ hỡnh mch in thay th.
+ Cm bin tớch cc (cú ngun) : u ra l ngun ỏp hoc ngun dũng
+ Cm bin th ng (khụng cú ngu
n): Cm bin gi l th ng khi
chỳng cn cú thờm ngun nng lng ph hon tt nhim v o kim, cũn
loi cc tớnh thỡ khụng cn. c c trng bng cỏc thụng s: R, L, C tuyn
tớnh hoc phi tuyn.

HOT NG II: HC VIấN T NGHIấN CU TI LIU
Hc viờn tham kho cỏc ti liu di õy:

cht. nhit cú th lm nh hng n cỏc i lng chu tỏc dng ca nú, vớ
d nh ỏp sut, th tớch cht khớ vv.
cm bin nhit rt nhy cm
c s dng trong cỏc thớ nghim, cỏc lnh
vc nghiờn cu khoa Trong lnh vc t ng hoỏ ngi ta s dng cỏc sensor
bỡnh thng cng nh c bit.

MC TIấU BI HC
Sau khi hc xong bi ny hc viờn cú kh nng:
- ỏnh giỏ/xỏc nh c v trớ, nhim v v ng dng ca cỏc b cm bin
nhit .
- Mụ t c chc nng, nhim v v cỏc iu kin lm vic ca cỏc b cm
bin nhit .
- Bit c phm vi ng dng ca cỏc b cm bin nhit .

NI DUNG
* i cng.
* Nhit in tr vi Platin v Nickel.
* Cm bin nhit vi vt liu silic.
* IC cm bin nhit .
* Nhit in tr NTC.
* Nhit in tr PTC.
* Cỏc bi thc hnh ng dng cỏc loi cm bin nhit .

HOT NG I : HC Lí THUYT TRấN LP

1. i cng
Trong tt c cỏc i lng vt lý, nhit l mt trong cỏc i lng c
quan tõm nhiu nht vỡ nhit úng vai trũ quyt nh n nhiu tớnh cht ca
vt cht, nhit cú th lm nh hng n cỏc i lng chu tỏc dng ca nú,

Trong đó T
1
và T
2
là nhiệt độ nhiệt động học tuyệt đối của 2 nguồn.
a/ Thang nhiệt độ động học tuyệt đối: Kelvil, đơn vị đo là K. ở thang này
người ta gán cho nhiệt độ của điểm có 3 trạng thái đó là nước đá, nước và hơi,
một giá trị bằng 273,15
0
k. Từ thang này cần xác định theo một số thang khác.
b/ Thang nhiệt celsius: Đo bằng
0
c, 1
0
c = 1 kelvil
hay
() ()
000
15,273−= KTCT

c/ Thang nhiệt Fahrenheit: (0F)

() (){}
9
5
.32
00
−= FTCT

() ()

đại l
ượng gia tăng. Để thiết lập thang đo nhiệt độ và để đo nhiệt độ có một số
phương pháp sau:
- Phương pháp quang dựa vào sự p
hân bố phổ bức xạ do dao động nhiệt (hiệu ứng Doppler)
- Dựa vào sự giãn nở của vật rắn, chất lỏng, chất khí hoặc dựa trên tốc độ
của âm
- Dựa vào sự phụ thuộc của điện trở
vào nhiệt độ (hiệu ứng seebeek)
- Dựa trên sự phát triển của tần số dao động của thạch anh
2. Nhiệt điện trở với Platin và Nickel
2.1. Điện trở kim loại thay đổi theo nhiệt độ.
Được sử dụng các kim loại nguyên chất (Pt; Cu; Ni) với hệ số nhiệt điện
trở càng lớn càng tốt
Kỹ thuật cảm biến Khoa Cơ khí - Động lực Trờng Cao Đẳng Nghề Công Nghệ và Nông Lâm Đông Bắc

11
Pt lm vic nhit 190
0
C n 650
0
C
Cu lm vic nhit 50
0
C n 150
0
C
Ngi ta kộo chỳng thnh si mnh qun trờn khung chu nhit ri t vo hp
v c bit v a ra 2 u ly tớn hiu vi in tr (R) ch to khong t
10()n 100()


( ) () ()
tKtRST

1. =+
in tr kim loi thay i theo nhit cú u im c s dng rt rng dói v
c s dng nhiu
Xong nhc im ca in tr kim loi thay i theo nhit l kớch thc ln,
cng knh, cú quỏn tớnh ln
2.2. Nhit in tr Platin.
Platin l vt liu cho nhit in tr c dựng rng dói trong cụng
nghi
p. Cú 2 tiờu chun i vi nhit in tr platin, s klhỏc nhau gia chỳng
nm mc tinh khit ca vt liu. Hu ht cỏc quc gia s dng tiờu chun
quc t DIN IEC 751 1983 (c sa i ln th nht vo nm 1986, ln th 2
vo nm 1995). USA vn tip tc s dng tiờu chun riờng.
c 2 tiờu chun u s dng ph
ng trỡnh Callendar VanDusen:
R(t) = R
0
(1 + A.t + B.t
2
+ C [t 100
0
C].t
3
)
R0 l tr s in tr nh mc 0
0
C

100
20 40 60
a/ Đặc tính V-A
b/ Đặc tính nhiệt
Hình 1.1:
Đ
ặc tính V-
A
và đặc tính nhiệt của điện trở kim loại
Kỹ thuật cảm biến Khoa Cơ khí - Động lực Trờng Cao Đẳng Nghề Công Nghệ và Nông Lâm Đông Bắc

12
B = - 5,77500 x 10
-7

C = -4,18301 x 10
-12

0
0
C < t < 850
0
C
A & B nh trờn,
riờng C = 0,0
Bungari,Canaa,
an mch, Ai
cp, Phn Lan,
Phỏp, c,
Israen, ý, Nht,

ng cp dung sai Dung sai (
0
C)
A
t = (0,15 + 0,002.t)
B
t = (0,30 + 0,005.t

)
C
t = (0,40 + 0,009.t

)
D
t = (0,60 + 0,0018.t

)

Theo tiờu chun DIN vt liu Platin dựng lm nhit in tr cú pha tp.
Do ú khi b cỏc tp cht khỏc thm thu trong quỏ trỡnh s dng s thay i tr
s in ca nú ớt hn so vi cỏc Platin rũng, nh th s n nh lõu di theo thi
gian, thớch h hn trong cụng nghip. Trong cụng nghip nhit in tr Platin
thng dựng cú ng kớnh 30 m (so sỏnh vi ng kớnh si túc khong 100
(m)
2.3. Nhit in tr nickel.
Nhit in tr nicken so sỏnh vi Platin r tin hn v cú h s nhit
ln gn gp 2 ln (6,18.10
-3 0
C-1). Tuy nhiờn di o ch t -60
0

(1 + a.t)
Kỹ thuật cảm biến Khoa Cơ khí - Động lực Trờng Cao Đẳng Nghề Công Nghệ và Nông Lâm Đông Bắc

13
a = alpha = 0,00672
0
C
T ú d dng chuyn i thnh giỏ tr nhit :
T = (Rt/R
0
1) / a = (Rt/R
0
1)/0,00672
2.200
2.000
1.800
1.600
1.400
1.200
1.000
800
600
- 60
- 40
- 40
0 20 40 60 80 100 120
140
Resistance
(O
hms
)

Temperature (
0
C)
Hình 1.2: Đờng đặc tính cảm biến nhiệt độ ZNI 1.000
đỏ
Trắng
đỏ
đỏ
Trắng
đỏ
đỏ

Giữa nhiệt điện trở và mạch điện tử được nối bởi 2 dây, bất cứ dây dẫn
điện nào đều có điện trở, điện trở này nối nối tiếp với điện trởcủa 2 dây đo,
mạch điện trở sẽ nhận được một điện thế cao hơ
n điện thế cần đo, kết quả ta có
chỉ thị nhiệt kế cao hơn nhiệt độ cần đo, nếu khoảng cách quá xa, điện trở dây
đo có thể lên đến vài ôm.
Ví dụ với dây đồng: Diện tích mặt cắt dây đo = 0,5 mm
2
. Điện trở suất =
0,0017 (Ω/mm
2
m
-1
). Chiều dài = 100m.
R = 6,8Ω, với 6,8Ω tương ứng cho nhiệt điện trở Pt 100 một thay đổi
nhiệt độ là 17
0
C. Để đảm tránh sai số của phép đo do điện trở của dây đo gây ra,
người ta bù trừ điện trở của dây đo bằng một mạch điện như sau: Một biến trở
bù trừ được nối vào một trong hai dây đo và nhiệt điện rở được thay thế bằng
một điện trở 100Ω. Mạch điện tử được thiế
t kế với điện trở dự phòng của dây đo
là 10Ω. Ta chỉnh biến trở sao có chỉ thị 0
0
C: Biến trở và điện trở của dây đo là
10Ω.
* Kỹ thuật 3 dây:

Ë
t nèi 2 d©
y
Resistance
Element
Bridge Ouiput
Power Supply
R
1
R
2
R
3
vb
S

H×nh 1.5: K
ü
thu
Ë
t nèi 3 d©
y
Lead Resistance
Kỹ thuật cảm biến Khoa Cơ khí - Động lực Trờng Cao Đẳng Nghề Công Nghệ và Nông Lâm Đông Bắc

15
v s thay i ca nú do nhit khụng cũn na. Tuy nhiờn 3 dõy o cn cú
cựng tr s k thut v cú cựng mt nhit . K thut 3 dõy rt ph bin.
* K thut 4 dõy


C, c dựng trong mụi trng hoỏ cht cú
n mũn hoỏ hc cao.
- Nhit in tr vi v nha: Gia 2 lp nha polyamid dõy platin cú
ng kớnh khong 30 mm c dỏn kớn. Vi cu trỳc mng, cm bin ny c
dựng o nhit b mt cỏc ng hay cun dõy bin th. Di o t 800C n
230
0
C.
- Nhit in tr vi k thut mng mng: Loi ny cú cu trỳc cm bin
gm mt lp mng mng (platin) t trờn nn ceramic hoc thu tinh. Tia lazer
c s dng chun hoỏ giỏ tr in tr ca nhit in tr.
2.6. Mch ng dng vi nhit in tr platin.
ADT70 l IC do hóng Analog Devices sn xut, cung cp s kt hp lý
tng vi Pt1.000, ta s cú di o nhit rng, nú cng cú th s dng vi
Pt100. Trong trng hp cú s cỏch bit, vi nhit in tr Platin k thut mng
mng, ADT70 cú th o t 50
0
C n 500
0
C, cũn vi nhit in tr Platin tt, cú
th o n 1.000
0
C. chớnh xỏc ca h thng gm ADT70 v nhit in tr
Platin thang o -200
0
C n 1.000
0
C ph thuc nhiu vo phm cht ca nhit
in tr Platin.
* Cỏc thụng s thit b ADT70:

0
C (dng 20 lead DIP, SO
packages)
- ng dng: Thit b di ng, b iu khin nhit .

ADT70 cú 2 thnh phn chớnh: Ngun dũng cú th iu chnh v b phn
khuych i, ngun dũng cú th iu chnh b phn khuych i. Ngun dũng
c s dng cung cp cho nhit in tr v in tr
tham chiu. B phn
khuych i so sỏnh in ỏp trờn nhit in tr v in ỏp trờn in tr tham
chiu, sau ú a tớn hiu in ỏp tng ng vi nhit . (ADT70 cũn cú 1
opamp, 1 ngun ỏp 2,5 vụn).
Di o ca ADT70 ph thuc vo c tớnh ca nhit in tr, vỡ vy iu
quan trng l phi chn la nhit
in tr thớch hp vi ng dng thc t.

OU
T
SA
AGND -V
s
DGND
-1N
iA
-1N
iA
I
OTB
I
OTA
NULLA NULLB
BIAS
25V
REFOUT
1NS
T

AMP
2,5V
REP
MATCHEO
CURRENT
SOURCES
SHUT
DOWN
-IN

Điện trở cảm biến nhiệt R
được xác định như sau:
R =
ρ
/
π
d
Trong đó R là điện trở cảm biến nhiệt;
ρ
là điện trở suất của vật liệu silic
(
ρ
lệ thuộc vào nhiệt độ); d là đường kính của hình tròn vùng mạ kim loại mặt
trên.
3.2. Đặc trưng kỹ thuật cơ bản của dòng cảm biến KTY (hãng Philips sản
xuất).
Với sự chính xác và ổn định lâu dài của cảm biến với vật liệu silic KYT
sử dụng công nghệ điện trở phân rải là một, sử dụng thay thế tốt cho các loại
cảm biến nhiệt độ truy
ền thống.
* Ưu điểm chính:
- Sự ổn định: Giả thiết cảm biến làm việc ở nhiệt độ có giá trị bằng một nửa giá
trị nhiệt độ hoạt động cực đại, sau thời gian làm việc ít nhất là 45.000 giờ
(khoảng 51 năm) hoặc sau 1.000 giờ (1,14 năm), hoạt động liên tục với dòng
định mức tại giá trị nhiệt độ hoạt động cự
c đại cảm biến silic sẽ cho kết quả đo
với sai số như bảng dưới đây (bảng 1 – 3)
Bảng 1 – 3: Sai số của cảm biến silic (do thời gian sử dụng)
TYPE Sai số tiêu biểu (K) Sai số lớn nhất (K)
KTY 81 – 1

tớch cc cho cụng ngh úng gúi, ni m luụn cú xu hng thu nh.
- S tuyn tớnh: Cm bin vi vt liu silic cú h s g
n nh l hng s trờn ton
b thang o, c tớnh ny l mt iu lý tng khai thỏc s dng (c trng
k thut ca KYT 81).
Nhit hot ng ca cỏc cm bin silic thụng thng b gii hn
1500C. KYT 84 vi v bc SOD68 v cụng ngh ni c bit gia dõy dn v
chip cú th hot ng n nhit 300
0
C.
* c im sn phm:
Tờn sn

-100 -50 0 50 100 150 200
0,8
1,6
2,4
R
(
k
)
H
ình 1.10: Đặc trn
g
k
ỹ
thuật của KYT 81
Kỹ thuật cảm biến Khoa Cơ khí - Động lực Trờng Cao Đẳng Nghề Công Nghệ và Nông Lâm Đông Bắc

19
RT l in tr nhit ; Rref l in tr ti Tref (1000C vi loi KYT 84 v
250C vi cỏc cm bin cũn li); A,B l cỏc h s.
i vi KYT 81/82/84:

()()
()
[
]
D
refrefrefT
TTCTTBTTARR
1
2

-3
1,874 x 10
-5
1,096 x 10
-6
3,0 100
KYT 83 7,635 x 10
-3
1,731 x 10
-5
- - -
KYT 84 6,12 x 10
-3
1,1 x 10
-5
3,14 x 10
-8
3,6 250
* Chỳ ý: Vi loi cm bin KYT 83/84 khi lp t cn chỳ ý n cc tớnh,
u cú vch mu cn ni vo cc õm, cũn KYT 81/82 khi lp t ta khụng cn
quan tõm n cc tớnh.
3.3. Mch in tiờu biu vi KTY81 hoc KTY82
Hỡnh v 1.11 cho ta mt mch in in hỡnh c thit k cho cm bin
KYT 81 110 hoc KYT 82 110 (nhit t
0
0C n 100
0
C). in tr R
1
v
KYT81-110
R
1

3,3k
R
3

4k
P
1

220

20
4. IC cm bin nhit .
Rt nhiu cụng ty, cỏc hóng ch to v sn xut IC bỏn dn o v hiu
chnh nhit IC cm bin nhit l mch tớch hp nhn tớn hiu nhit
chuyn thnh tớn hiu di dng in ỏp hoc tớn hiu dũng in. Da vp cỏc
c tớnh rt nhy cm ca cỏc bỏn dn vi nhit , to ra
in ỏp hoc dũng
in t l thun vi nhit tuyt i C, F, K hay tu loi. o tớn hiu in ta
cn bit c nhit cn o. Tm o gii hn t -55
0
C n 150
0
C, chớnh
xỏc t 1% n 2% tu theo tng loi.
S tỏc ng ca nhit s to ra in tớch t do v cỏc l trng trong
cht bỏn dn bng s phỏ v cỏc phõn t, bt cỏc electron thnh dng t do di
chuyn qua cỏc vựng cu trỳc mng tinh th, to s xut hin cỏc l trng nhit
lm cho t l in t t do v cỏc l trng tng lờn theo quy lu
t hm s m vi
nhit . Kt qu ca hin tng ny l di mc in ỏp thun, dũng thun ca
mi ni p n trong diode hay transistor s tng theo hm s m theo nhit .
Trong mch t hp, cm bin nhit thng l in ỏp ca lp chuyn tip
p n trong mt transistor loi bipolar, Texinstruments cú STP 35 A/B/C;
National Semiconductor LM 35/4.5/50vv.
4.1. Cm bin nhit LM 35/ 34 ca National Semiconductor.
Hu ht cỏc c
m bin nhit ph bin u s dng cú phn phc tp,
chng hn cp nhit ngu cú mc ngừ ra thp v yờu cu bự nhit, thermistor
thỡ khụng tuyn tớnh, thờm vo ú ngừ ra ca cỏc loi cm bin ny khụng tuyn
tớnh tng ng bt k thang chia nhit no. Cỏc khi cm bin tớch hp c

0
C
+ V
S
VOU
T
R
1

- V
S

LM 35
LM 35
H
ình 1.12: Cách kết nối cảm biến nhiệt LM35
Thang đo: +2
0
C đến 150
0
C
V
S
= 4 vôn tới 30 vôn
Thang đo: -55
0
C đến 150
0
C
R

C
- Thang đo: - 55
0
C đến 150
0+
C với LM 35/35A;
- 40
0
C đến 110
0
C với LM 35C/35CA;
0
0
C đến 100
0
C với LM 35D;
- Sự tự nung nóng rất nhỏ: 0,08
0
C (trong môi trường không khí)
- Mức độ không tuyến tính chỉ ±1/4
0
C)
* Cách kết nối
* Loại LM 34: Giống như LM 35 nhưng được thiết kế cho thang đo
Fahrenheit từ -50 đến + 300
0
F, độ chính xác ±0,4
0
F.
LM 34 có ngõ ra 10mV/0F
R
3
= 1
k
Ω
5 v«n
LM
TL 082
TL 082
R
3
= 1
k
Ω
R
4
= 1
k
Ω
R
4
= 1

«n
12
v«n
-
55
150

5 v«n
Kỹ thuật cảm biến Khoa Cơ khí - Động lực Trờng Cao Đẳng Nghề Công Nghệ và Nông Lâm Đông Bắc

22
* Mch ng dng LM35 vi thit b khuych i õm thanh.

TiO
4
; MgCr
2
O
4
TiO
2
hay NiO v
CO vi Li
2
O. cú cỏc NTC cú nhng c trng k thut n nh vi thi gian
di, nú cũn c s lý vi nhng phng phỏp c bit sau khi ch to.
5.2. c tớnh cm bin nhit NTC.
* ng c tớnh cm bin
Nhit - in tr NTC mó s A34-2/30: RNTC (5,5 kw nhit mụi trng
20
0
C R
NTC
400 w nhit mụi trng 100
0
C. * c tớnh dũng/ỏp ca NTC
c tớnh dũng ỏp ca NTC cung cp nhiu thụng tin hn c c tớnh in tr
Nhit . c tớnh ny cng dựng c c trong trng hp dũng qua NTC lm
nhit ca nú cao hn nhit mụi trng.
c tuyn ny cng c gi l c tuyn tnh ca NTC, in ỏp ri trờn
NTC ch c ghi nhn khi t c trng thỏi cõn bng gia i
n nng cung
cp v ngun nhit (thng ly mụi trng nhit 25

10 F
3,3 F
R
3
= 10
k

R
1
= 10
k

10 k
R
4
= 560
k

Audio
H
ình 1.12: LM35 với bộ
p
hận khu
y
ếch đại âm thanh côn
g
suất
Kỹ thuật cảm biến Khoa Cơ khí - Động lực Trờng Cao Đẳng Nghề Công Nghệ và Nông Lâm Đông Bắc

23

- Vựng 2: Do s tng dũng, nhit ca NTC tng cao hn nhit mụi
trng, do t lm núng, in tr ca NTC gim ỏng k, mt giỏ tr dũng cho
sn, ỏp tng ti a.
Vựng 3: Nu dũng vn tng thờm, in ỏp ri s tr lờn bộ, cui ng
c tuyn in tr ca NTC gn nh do n
ng lng in chuyn i, ch cú mt
ớt do tỏc ng nhit ca mụi trng.
* Mt s thụng s ca NTC
R20 hay R25: in tr ngui hay in tr biu kin l giỏ tr nhit ca
NTC 20
0
C hoc 25
0
C (tuy nhiờn sai s l t 5% n 25%).
K
10
1
10
0
10
-1
100
200
300

0
C
300
0
C

400
0
C
100k
10k
1k
10
100
1 mw
10 mw
100 mw
1w
10w
Kü thuËt c¶m biÕn – Khoa C¬ khÝ - §éng lùc – Tr−êng Cao §¼ng NghÒ C«ng NghÖ vµ N«ng L©m §«ng B¾c

24
Tmin; Tmax là giới hạn nhiệt độ hoạt động của NTC.
Pmax là công suất lớn nhất cho phép chuyển đổi ra nhiệt trong NTC.
5.3. ứng dụng.
NTC có rất nhiều ứng dụng, được chia ra làm 2 loại đó là loại dùng làm
đo lường và loại làm bộ trễ.
* Loại dùng làm đo lường: trong đo lường và tác động bù, cần tránh hiện
tượng tự sinh nhiệt do dòng NTC lớn, như vậy NTC hoạt động chủ yếu trong
vùng tuyế

, dòng qua
cuộn dây rơle, nhưng bị giới hạn bởi điện trở nguội của NTC lớn, sau một thời
gian do quá trình tự gia nhiệt vì dòng qua nó, điện trở NTC giảm, tăng dòng
khiến rơle tác động.
- Mạch B là rơle thời gian mở chậm, khi đóng S
2
, dòng qua nhiệt điện trở,
bắt đầu quá trình tự gia nhiệt, điện áp rơi qua R
S
tăng, sau một thời gian rơle
không còn đủ duy trì, bị ngắt, thời gian trễ tuỳ thuộc vào môi trường toả nhiệt
của NTC.
6. Nhiệt điện trở PTC.
Nhiệt điện trở PTC (Positive Temperature Coefficent) là loại nhiệt điện
trở có hệ số nhiệt điện trở dương (giá trị điện trở tăng khi nhiệt độ tăng). Trong
một khoảng nhiệt
độ nhất định PTC có hệ số nhiệt độ α
R
rất cao.
6.1. Cấu tạo.
Kỹ thuật cảm biến Khoa Cơ khí - Động lực Trờng Cao Đẳng Nghề Công Nghệ và Nông Lâm Đông Bắc

25
Vt liu ch to PTC gm hn hp barium carbonate v mt vi ụxit kim
loi khỏc c ộp v nung, nhiu tớnh cht v in khỏc nhau cú th t c
bng cỏch gia gim cỏc hp cht trn khỏc nhau v nguyờn vt liu bng cỏch
gia nhit theo nhiu phng phỏp khỏc nhau, sau khi gia nhit nung kt cỏc mi
ni ó c hỡnh thnh trong thermistors sau ú trong quỏ trỡnh sn xut cỏc
dõy ni dn ra ngoi c thờm vo, nhit in tr PTC thụng th
ng c ph

ng c tớnh dũng ỏp cho nhng loi rin l khỏc c cho bi nh sn
xut thng khụng theo h trc to tuyn tớnh m li s dng h trc log.

T
A
T
N
T
E
0
0
C
R
E
R