Cảm biến nhiệt độ PT100 ngõ ra 4-20ma

Xin chào tất cả các bạn nhé, trong bài viết này mình xin giới thiệu đến các bạn một dòng cảm biến nhiệt độ pt100 có khả năng xuất ra tín hiệu analog 4-20ma. Đây là một ưu điểm rất lớn vì tín hiệu 4-20ma được sử dụng rất phổ biến trong công nghiệp cũng như trong các ứng dụng, hệ thống hiện đại. Nếu các bạn đang có nhu cầu tìm hiểu cũng như chọn mua cho mình một thiết bị như vậy thì có thể tham khảo bài viết này nhé. Nội dung bài viết sẽ làm rõ các vấn đề liên quan như khái niệm về cảm biến nhiệt độ PT100 ngõ ra 4-20ma là gì ? Các phạm vi có thể ứng dụng ? Các thông số kỹ thuật ? Các thiết bị hỗ trợ cho việc sử dụng cảm biến cũng như một vài thông tin có liên quan khác.

Thực tế thì trong công nghiệp hiện nay việc sử dụng các dòng cảm biến PT100 có thể nói là rất phổ biến. Tuy nhiên thì hầu như chúng ta đều gặp rất nhiều khó khăn đối với tín hiệu ngõ ra của dòng cảm biến này. Chúng là dạng tín hiệu điện trở (Ohm), và dạng tín hiệu này rất hiếm để có thể sử dụng trong một hệ thống nào đó. Vì để nhận được tín hiệu này chúng ta cần phải có 1 module chuyên nhận điện trở. Chính vì thế mà giải pháp thay thế là ta dùng cảm biến PT100 ngõ ra 4-20ma.

Cảm biến nhiệt độ PT100 ngõ ra 4-20ma là gì ?

Về bản chất thì cảm biến nhiệt độ PT100 có ngõ ra dạng analog 4-20ma cũng chỉ là các loại cảm biến PT100 thông thường mà thôi các bạn nhé. Chúng cũng có nguyên lý hoạt động theo dạng nhiệt điện trở đạt 100Ohm ở O°C và có các loại ra 2 dây, 3 dây, 4 dây và 6 dây. Hình dạng bên ngoài cũng hoàn toàn tương tự so với các dòng cảm biến PT100 khác.

Tuy nhiên điểm khác biệt duy nhất là nằm ở phần transmitter chuyển đổi, cụ thể thì dòng cảm biến này sẽ được kèm theo 1 con transmitter chuyển tín hiệu điện trở sang 4-20ma được gắn trong đầu củ hành của cảm biến. Và đơn giản, chỉ như vậy thôi là chúng ta có một con PT100 ngõ ra 4-20ma xịn xò rồi đúng không nào ?

Mình xin giới thiệu đến các bạn dòng cảm biến PT100 có model là ASPTH và H1F3 được bên mình nhập khẩu từ hãng Asit và Noken thuộc Italy. Đây là 2 dòng cảm biến được mình phân phối độc quyền ở Việt Nam hiện nay kết hợp với transmitter chuyển đổi tín hiệu 4-20ma để có thể tiện lợi cho các kết nối trong hệ thống.

Dĩ nhiên cảm biến PT100 có tích hợp transmitter chuyển đổi của hãng Muesen – Đức sẽ có những lợi thế hơn so với các dòng PT100 thông thường như sau:

• Tín hiệu có thể được đưa về nhiều module nhận từ nhiều thiết bị điều khiển khác nhau (cái này mình sẽ nói rõ trong phần ứng dụng)
• Có thể truyền tín hiệu đi xa lên đến 400m
• Chỉ cần sử dụng dây điện thông thường để kết nối nếu ở khoảng cách xa
• Thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng tích hợp ngay trong đầu củ hành của cảm biến PT100

Ứng dụng của dòng cảm biến PT100 ngõ ra 4-20ma như thế nào ?

Như ở phần trên mình vừa chia sẻ thì dòng cảm biến này giúp chúng ta giải quyết được 2 vấn đề đó là kết nối và khoảng cách đấu dây. Cụ thể thì với các dòng cảm biến PT100 ngõ ra dạng điện trở chúng ta chỉ có thể kéo tín hiệu tối đa khoảng 10-15m, dĩ nhiên là có thể xa hơn nhưng phải chấp nhận sai số. Hơn nữa thì các hệ thống thông minh như IoT, Lora, HMI, các loại biến tần, PLC đều có module nhận tín hiệu 4-20ma sẽ không thể nhận được tín hiệu điện trở.

Và chi phí để trang bị thêm module nhận tín hiệu điện trở là rất cao, chính vì thế mà cảm biến nhiệt độ PT100 có tích hợp ngõ ra 4-20ma sẽ giải quyết triệt để vấn đề này.

Các thông số của cây dò nhiệt độ PT100 ngõ ra 4-20ma:

• Model: sản phẩm có mã là ASPTH series và ASPTE series
• Xuất xứ: được bên mình nhập khẩu từ hãng Asit và Noken của Italy 
• Đường kính đầu dò: có các kích thước thông dụng như 3mm, 5mm, 6mm, 8mm, 10mm, 12mm, 15mm,…tùy theo nơi lắp đặt và nhiệt độ mà chọn kích thước phù hợp.
• Chiều dài đầu dò: chiều dài đầu dò có các loại như 30mm, 40mm, 50mm, 60mm, 70mm, 80mm, 90mm, 100mm, 110mm, 120mm,…2000mm.
• Kiểu kết nối: các ren thông dụng trong cơ khí như G1/4”, G1/2”, G3/8”,…
• Vật liệu dùng cho đầu dò: làm bằng SS304, SS310, SS316.
• Số lượng đầu ra dây: có thể tùy chọn loại 2 dây, 3 dây, 4 dây và 6 dây tùy vào mức nhiệt độ đo lường cũng như độ chính xác trong quá trình đo.
• Đối với loại dây: Ta có thể chọn thêm phần chiều dài dây nối, nhưng tiêu chuẩn là 2000mm. Có thể chọn lại dài hơn hoặc ngắn hơn tùy vào nhu cầu.
• Đối với loại củ hành: có thể chọn head có transmitter hay không, có chống cháy nổ hay không.
• Tiêu chuẩn bảo vệ: chống bụi chống nước đạt IP65
• Thời gian bảo hành: lên đến 12 tháng 1 đổi 1

Một số dòng cảm biến nhiệt độ Pt100 được dùng rộng rãi hiện nay:

A- Cảm biến Pt100 có ren động

B- Cảm biến Pt100 bọc Teflon chống ăn mòn

C- Dòng cảm biến Pt100 loại cài 

D- Cảm biến Pt100 dạng trơn không ren

E- Dòng Pt100 dạng củ tỏi, dãy đo nhiệt cao

F-  Pt100 với tiêu chuẩn Ex dùng trong vật liệu dễ cháy

G- Dòng cảm biến Pt100 tiêu chuẩn sai số Class 1/5 

H- Dòng Pt100 được dùng nhiều nhất, dạng que có ren

Cách thức chọn mua cọc dò nhiệt độ PT100 sao cho chuẩn:

Để có thể chọn mua cho mình một dòng cảm biến PT100 cho chuẩn thì ta sẽ có các yêu cầu như sau:

Nhiệt độ đo lường của cảm biến PT100:

Thông thường thì các dòng cảm biến PT100 sẽ có dãy nhiệt độ trong khoảng từ -200..500°C với đầu củ hành và -200..300°C với PT100 dạng dây. Một số hãng với các vật liệu xịn xò sẽ có mức nhiệt cao hơn lên đến 600°C đấy, tuy nhiên thì dòng đó khá đắt thường lên cao như thế thì các nhà máy sử dụng cảm biến can nhiệt K dãy đo 0-1100°C cho lành.

Các bạn xem ứng dụng mình sử dụng có nằm trong khoảng đo của cảm biến không nhé. Vì nếu nhiệt độ vượt qua dãy đo thì cháy nổ, hư hỏng thiết bị là điều không thể tránh khỏi.

Số dây ra của cảm biến nhiệt độ PT100:

Cảm biến nhiệt độ PT100 sẽ có số dây ra lần lượt là 2 dây, 3 dây, 4 dây và 6 dây. Cụ thể như sau:

• Với 2 dây là dòng cảm biến ít được sử dụng nhất vì chúng có mức độ sai số cao nhất.
• Với dòng ra 3 dây được sử dụng nhiều nhất vì chúng có thêm 1 dây chống sai số, hơn nữa thì 3 dây có thể sử dụng tốt như 2 dây chúng ta chỉ việc bỏ đi 1 dây chống sai số thôi.
• Với dòng 4 dây thì thực chất chung sẽ có mức sai số thấp hơn dòng 3 dây 1 tí tẹo thôi, trong khi các ứng dụng ở Việt Nam mình thì hiếm khi cần độ chính xác như thế nên chúng cũng không phổ biến. Các bạn lưu ý là có một vài loại cảm biến PT100 đôi dạng 4 dây nữa đấy nhé, tức là 2 con cảm biến được tích hợp trong 1 khung vỏ nhìn bề ngoài cứ như là 1 con Pt100 mà thôi. Và lúc này sẽ có 4 dây ra, tức là sẽ có 2 con PT100 2 dây và dĩ nhiên dòng này cực kì hiếm gặp.
• Với dòng PT100 ra 6 dây thì chắc chắn 100% là Pt100 đôi với 2 con PT100 3 dây chung 1 khung vỏ. Dòng này thì cũng tương tự như dòng PT100 đôi 4 dây vậy đó, nhưng vì có thêm 2 dây nữa nên độ chính xác nó cao hơn.

Tiêu chuẩn sai số của cảm biến PT100:

Với các dòng cảm biến PT100 thì chúng ta sẽ có 2 loại tiêu chuẩn sai số chính là Class A với mức sai số là 0.15 độ C và Class B với mức sai số là 0.3 độ C. Tuy nhiên thì ở Việt Nam chả ai vui tính mà chọn loại Class A cả, vì cơ bản nó đắt và phải đặt hàng khá lâu. Hầu hết 96,69% là dùng Class B rồi vì như vậy cũng đủ để chúng ta sử dụng mà lại vừa đảm bộ được độ sai số dưới 1°C.

Dĩ nhiên cũng sẽ có những ứng dụng cần độ chính xác cực cao thì chắc phải chịu tốn tiền và chờ đặt hàng.

Kích thước cảm biến PT100 như thế nào ?

Cái này quan trọng nhé, khi chọn mua cảm biến thì việc chọn kích thước là một vấn đề thường xuyên được nhắc tới. Thực chất thì nó cũng chả có gì ghê gớm chỉ là chọn sai thì không thể lắp vào hệ thống được thôi. Cụ thể chúng ta cần quan tâm đến 3 thông số đó là chiều dài que đo (tính từ phần ren trở xuống), đường kính que đo và ren kết nối.

• Với chiều dài que đo ta có thể tùy chọn từ 10mm, 20mm,…,2000mm. Dài hơn vẫn có, chỉ là khó vận chuyển và chi phí cao, dễ gãy.
• Đường kính chúng ta sẽ có thể tùy chọn như phi 3mm, phi 5mm, phi 6mm, phi 8mm, phi 10mm,…phi 27mm. Dĩ nhiên các bạn sẽ thấy loại phi to hơn 27mm đấy nhưng thường phi to như thế là vì độ dầy của vỏ lớn để kéo dài thời gian ăn mòn cảm biến. Chứ về kỹ thuật thì nó sẽ lâu phản hồi nhiệt hơn.
• Ren kết nối của cảm biến sẽ thường theo tiêu chuẩn các bạn nhé, chúng ta có G1/8”, G1/4”, G1/2”, G3/8”, chuẩn NPT, ren hệ mét,…Các bạn lưu ý thêm 1 trường hợp ở phần ren thì đa số chúng nằm ở ngay bên dưới củ hành nhé. Một số nhà máy họ cần loại ren phải nằm cách xa củ hành 1 khoảng 50mm hay 100m để giảm nhiệt.

Tín hiệu ngõ ra của cảm biến PT100:

Đây là phần chính trong bài viết này mà mình muốn giới thiệu đến các bạn đấy. Hầu hết tín hiệu ngõ ra của cảm biến là dạng điện trở (ở trên có nói rồi) các bạn có thể sử dụng tín hiệu này nếu đấu tới các loại màn hình có khả năng đọc tín hiệu điện trở. Nhưng nếu muốn kéo tín hiệu đi xa và dễ kết nối hơn thì thêm 1 con transmitter 4-20ma vào đầu củ hành nhé.

Và vì transmitter phải được hiệu chuẩn theo dãy đo mình mong muốn như 0-100°C, -50-100°C, 0-300°C,…phải có cáp kết nối để cài đặt nên bên mình có thể làm sẵn và gắn sẵn vào đầu củ hành cho các bạn. Việc còn lại là các bạn ra 2 dây tín hiệu 4-20ma để sử dụng thôi.

Bộ chuyển đổi tín hiệu PT100 sang 4-20ma của Muesen:

Đây là con transmitter mà từ nảy tới giờ mình đang đề cập, nó là thiết bị chuyển đổi dạng gắn head tức là gắn vào đầu củ hành. Thiết bị này sẽ chuyển tín hiệu PT100 sang 4-20ma một cách dễ dàng. Các bạn đang dùng PT100 mà có nhu cầu sử dụng ngõ ra 4-20ma thì có thể lắp thêm con này vào, bảo đảm tín hiệu sẽ cải thiện đáng kể. Các thông số kỹ thuật bên dưới nhé.

• Model: sản phẩm có mã là MST110
• Xuất xứ: được nhập khẩu trực tiếp từ hãng Muesen – Đức.
• Ngõ vào (Input): các dạng tín hiệu của cảm biến Pt100 2 dây, Pt100 3 dây và Pt100 4 dây.
• Ngõ ra (Output): tín hiệu analog 4-20mA
• Nguồn cấp: 7,5÷45VDC, thường sử dụng nguồn 24VDC là chủ yếu
• Kích thước bộ chuyển đổi: 44 x18mm
• Nhiệt độ làm việc : -40÷85°C, mức chịu nhiệt thường thấy của các loại thiết bị công nghiệp
• Thời gian phản hồi : <1s
• Sai số: chỉ 0.1%
• Có thể cài đặt dãy đo tuỳ ý: -10÷50°C, 0÷100°C, -30÷200°C, -50÷400°C.
• Bảo hành: 18 tháng.
• Đạt các chứng chỉ về thiết bị điện như: IEC 60529,  IEC 61010, IEC 61326, Namur..

Bộ chuyển đổi tín hiệu PT100 sang 4-20ma của JSP:

Bên cạnh hãng Muesen thì bên mình cũng có cung cấp một dòng chuyển đổi tín hiệu (Transmitter) dạng gắn head khác đến từ thương hiệu JSP – Cộng Hòa Séc. Đây là dòng thiết bị có tính năng và cấu tạo hoàn toàn tương tự như dòng chuyển đổi bên trên mình vừa giới thiệu. Các thông số kỹ thuật của loại này như sau:

• Model: thiết bị có mã là P5310
• Xuất xứ: được nhập khẩu trực tiếp từ hãng JSP – Cộng Hòa Séc.
• Ngõ vào (Input): các dạng tín hiệu của cảm biến Pt100 2 dây, Pt100 3 dây và Pt100 4 dây.
• Ngõ ra (Output): tín hiệu analog 4-20mA
• Sai số: chỉ 0.1% trong suốt quá trình kết nối và chuyển đổi
• Tiêu chuẩn bảo vệ: chống bụi chống nước đạt IP40
• Vật liệu cấu thành: nhựa Polycarbonate
• Có thể cài đặt dãy đo tuỳ ý: -10÷50°C, 0÷100°C, -30÷200°C, -50÷400°C,…
• Nguồn cấp: sử dụng nguồn trong khoảng 9÷35VDC, nhưng thường là 24VDC
• Kích thước bộ chuyển đổi: có kích thước tổng thể là 44 x 24 mm
• Nhiệt độ làm việc: có khả năng chịu nhiệt trong khoảng -40÷85°C
• Thời gian phản hồi: khả năng phản hồi tín hiệu chỉ trong <1s
• Thời gian bảo hành: 12 tháng 1 đổi 1 nếu có lỗi từ nhà sản xuất
• Đạt các chứng chỉ về thiết bị điện như: IEC 60751

Bộ chuyển đổi tín hiệu PT100 sang 4-20ma của Orbit Merret:

Đây cũng là dòng chuyển đổi tín hiệu PT100 điện trở sang 4-20ma, tuy nhiên là dạng gắn tủ điện. Dòng này sẽ có hệ số cách ly cao giúp chống nhiễu trong những môi trường có nhiều tác nhận sinh ra từ trường như motor bơm, động cơ điện. Không chỉ chuyển về 4-20ma mà còn có các dạng tín hiệu khác như 0-20ma, 0-5v, 0-10v, relay on/off, rs485,…Các thông số kỹ thuật bên dưới.

• Model: thiết bị có mã sản phẩm là OMX333UNI.
• Xuất xứ: từ hãng Orbit Merret – Cộng Hòa Séc.
• Ngõ vào (Input): tín hiệu ngõ vào có thể đọc như 4-20mA, 0-10vdc, 0-20mA, 0-5vdc. Có thể đọc các tín hiệu cảm biến pt100, can nhiệt S, K, R, E,…
• Ngõ ra (Output): Có thể xuất ra các dạng tín hiệu 4-20mA, 0-10vdc, 0-20mA, 0-5vdc. tín hiệu đóng/ngắt relay on/off, tín hiệu truyền thông modbus rtu
• Nguồn cấp: thiết bị dùng nguồn nuôi 10÷30VDC có thể tuỳ chọn nguồn  80÷250VAC.
• Sai số: chỉ 0.1% trên toàn dãy đo của thiết bị.
• Hệ số cách ly: 2500VAC có thể chống nhiễu tốt trong nhiều loại môi trường.
• Thời gian bảo hành: 1 đổi 1 trong vòng 12 tháng, nếu phát sinh lỗi từ nhà cung cấp.

Xem chi tiết thiết bị này tại bài viết: bộ chuyển đổi tín hiệu PT100 sang 4-20ma

Bộ hiển thị và điều khiển nhiệt độ:

Một thiết bị khác đến từ hãng Orbit Merret đó là màn hình hiển thị nhiệt độ. Hầu hết chúng ta đo lường nhiệt độ đều phải cần hiển thị lên màn hình để quan sát đúng không nào. Và thiết bị này có thể đáp ứng tốt điều đó, có thể hiện thị đơn vị nhiệt độ, có hệ số cách ly cao, có thể xuất ra nhiều dạng tín hiệu khác nhau và còn có cả relay đóng/ngắt. Các thông số kỹ thuật như sau:

• Model: sản phẩm có mã là OM402UNI.
• Hãng sản xuất: Orbit Merret – Cộng Hòa Séc. Đây là hãng mà bên mình đang làm đại điện phân phối chính hãng và độc quyền sản phẩm tại thị trường Việt Nam hiện nay.
• Ngõ vào (Input): các loại tín hiệu can nhiệt K, S, E, R,…, các dạng analog 4-20mA, 0-10vdc, 0-20mA, 0-5vdc. Ngoài ra còn đọc được tín hiệu điện trở và biến trở.
• Ngõ ra (Output): có thể xuất ra tín hiệu 4-20mA hoặc 0-10vdc và tín hiệu này sẽ không bị nhiễu khi truyền đi xa, chúng ta có thể dễ dàng đấu dây đến PLC điều khiển.Ngoài ra còn có thể xuất tín hiệu Relay (ON/OFF) chúng ta có thể chọn lên đến 4 relay. Có thể đấu dây để điều chỉnh đóng/ngắt motor bơm hay máy nạp liệu khi đến một nhiệt độ nào đó. Bên cạnh đó ngõ ra còn có modbus RS485, rất thích hợp cho truyền dữ liệu modbus trong giao thức Modbus RTU.
• Sử dụng nguồn: sử dụng nguồn 220VAC.
• Màn hình hiển thị: trên 4 LED, 6 LED, 9 LED và 11 LED.
• Hệ số cách ly, chống nhiễu: 4000VAC.
• Sai số: 0,1% khi hiển thị

Tham khảo thêm chi tiết thiết bị này tại bài viết: bộ hiển thị nhiệt độ

Trên đây là những thông tin cũng như các kiến thức cần thiết về Cảm biến nhiệt độ PT100 ngõ ra 4-20ma, hy vọng sẽ giúp ích cho những bạn có như sử dụng. Ngoài ra bên mình còn cung cấp các loại cảm biến nhiệt độ, màn hình hiển thị, bộ chuyển tín hiệu các bạn có thể tham khảo nếu có nhu cầu. Mọi thắc mắc cần tư vấn các bạn có thể liên hệ mình qua các thông tin sau:

Phone – Zalo: 0779 81 81 84 (An Nguyễn)

Email: An.nguyen@bff-tech.com

Bài viết khác:

Dây Dò Nhiệt Độ PT100 PT1000