(NB) Giáo trình Đo lường điện-lạnh được biên soạn nhằm cung cấp cho sinh viên các kiến thức cơ bản về lý thuyết cũng như thực hành Đo lường điện – lạnh. Giáo trình gồm 6 bài đề cập đến những thiết bị đo lường như: nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, lưu lượng, các dụng cụ đo điện như đo vôn, ampe, điện trở ….giúp học viên nắm rõ lý thuyết và thao tác thực hành chuẩn và chính xác.
NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐO LƯỜNG
Định nghĩa và phân loại phép đo
1.1 Định nghĩa về đo lường: Đo lường là hành động cụ thể thực hiện bằng công cụ đo lường để tìm trị số của một đại lượng chưa biết biểu thị bằng đơn vị đo lường
Kết quả đo lường là giá trị bằng số của đại lượng cần đo AX nó bằng tỷ số của đại lượng cần đo X và đơn vị đo Xo o X o
Ví dụ: Ta đo được U = 50 V thì có thể xem là U = 50 u
Kết quả đo lường là 50, với u đại diện cho đơn vị đo Mục đích của việc đo lường là xác định một lượng chưa biết, trong khi đối tượng đo lường là lượng trực tiếp được đo để tính toán và tìm ra lượng chưa biết.
Ví dụ: S = a.b mục đích là m 2 còn đối tượng là m
Dựa theo cách nhận được kết quả đo lường:
1.2.1 Đo trực tiếp: là đem lượng cần đo so sánh với lượng đơn vị bằng dụng cụ đo hay đồng hồ chia độ theo đơn vị đo
Các phép đo trực tiếp:
- Phép đọc trực tiếp: đo chiều dài bằng mét, đo dòng điện bằng ampe mét, đo điện áp bằng vôn mét, đo nhiệt độ bằng nhiệt kế…
- Phép chỉ không: đem lượng chưa biết cân bằng với lượng đo đã biết và khi có cân bằng thì đồng hồ chỉ không
Ví dụ: cân, đo điện áp
- Phép trùng hợp: theo nguyên tắc của thước cặp để xác định lượng chưa biết
- Phép thay thế: lần lượt thay đại lượng cần đo bằng đại lượng đã biết
Ví dụ: Tìm R chưa biết nhờ thay điện trở đó bằng một hộp R đã biết mà giữ nguyên I và U
- Phép cầu sai: dùng một đại lượng gần nó để suy ra đại lượng cần tìm (thường để hiệu chỉnh các dụng cụ đo độ dài)
Lượng cần đo được xác định thông qua các phép tính dựa trên mối quan hệ hàm đã biết với các lượng được đo trực tiếp có liên quan Phương pháp này thường được ưa chuộng hơn so với đo trực tiếp vì tính đơn giản của nó Tuy nhiên, đo gián tiếp có thể dẫn đến sai số, do nó là tổng hợp của các sai số trong phép đo trực tiếp.
Ví dụ : đo diện tích , đo công suất
Tiến hành đo lường nhiều lần trong các điều kiện khác nhau nhằm xác định hệ phương trình thể hiện mối quan hệ giữa các đại lượng chưa biết và các đại lượng đã đo trực tiếp Qua đó, chúng ta có thể tìm ra các đại lượng chưa biết một cách chính xác.
Ví dụ :đã biết qui luật giản nở dài do ảnh hưởng của nhiệt độ là:
Để xác định các hệ số α, β và chiều dài ban đầu L0 của vật, ta có thể sử dụng công thức L = L0(1 + αt + βt²) Bằng cách đo chiều dài vật ở nhiệt độ t, ký hiệu là Lt, và thực hiện ba lần đo ở các nhiệt độ khác nhau, ta sẽ thu được một hệ ba phương trình Từ hệ phương trình này, ta có thể tính toán và xác định các giá trị chưa biết một cách chính xác.
Những tham số đặc trưng cho phẩm chất của dụng cụ đo
2.1 Lý thuyết về những tham số đặc trưng cho phẩm chất của dụng cụ đo:
Dụng cụ đo lường rất đa dạng về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và công dụng Theo phân loại phép đo, dụng cụ được chia thành hai loại chính: vật đo và đồng hồ đo.
Vật đo là các biểu hiện cụ thể của đơn vị đo, bao gồm các dụng cụ như quả cân, mét và điện trở tiêu chuẩn Đồng hồ đo là những thiết bị cần thiết để thực hiện quá trình đo lường, có thể sử dụng độc lập hoặc kết hợp với vật đo để đạt được kết quả chính xác.
Đồng hồ có nhiều loại với cấu tạo và nguyên lý hoạt động khác nhau, nhưng tất cả đều bao gồm ba bộ phận chính: bộ phận nhạy cảm, bộ phận chỉ thị và bộ phận trung gian, mỗi bộ phận đảm nhận vai trò quan trọng trong chức năng của đồng hồ.
Bộ phận nhạy cảm, bao gồm đồng hồ sơ cấp và đầu đo, là phần tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với đối tượng cần đo Khi bộ phận nhạy cảm được tách biệt và tiếp xúc trực tiếp với đối tượng đo, nó được gọi là đồng hồ sơ cấp.
+ Bộ phận chỉ thị đồng hồ : (Đồng hồ thứ cấp) căn cứ vào tín hiệu của bộ phận nhạy cảm chỉ cho người đo biết kết quả
Phân loại theo cách nhận được lượng bị đo từ đồng hồ thứ cấp
+ Đồng hồ so sánh: Làm nhiệm vụ so sánh lượng bị đo với vật đo Lượng bị đo được tính theo vật đo
Ví dụ : cái cân, điện thế kế
+ Đồng hồ chỉ thị: Cho biết trị số tức thời của lượng bị đo nhờ thang chia độ, cái chỉ thị hoặc dòng chữ số
Hình 1.1: Thang đo chỉ thị và số
Đồng hồ tự ghi là thiết bị ghi lại giá trị tức thời của đại lượng đo dưới dạng đường cong f(t) theo thời gian Chúng có khả năng ghi liên tục hoặc gián đoạn, nhưng độ chính xác thường kém hơn so với đồng hồ chỉ thị Một băng của đồng hồ tự ghi có thể chứa nhiều chỉ số khác nhau.
Đồng hồ kiểu tín hiệu là loại đồng hồ mà bộ phận chỉ thị của nó phát ra tín hiệu, có thể là ánh sáng hoặc âm thanh, khi giá trị đo đạt đạt đến một ngưỡng nhất định.
Phân loại theo các tham số cần đo:
+ Đồng hồ đo áp suất: áp kế - chân không kế
+ Đồng hồ đo lưu lượng: lưu lượng kế
+ Đồng hồ đo nhiệt độ: nhiệt kế, hỏa kế
+ Đồng hồ đo mức cao: đo mức của nhiên liệu, nước
+ Đồng hồ đo thành phần vật chất: bộ phân tích
2.2 Những tham số đặc trưng cho phẩm chất của dụng cụ đo:
2.2.1 Sai số và cấp chính xác của dụng cụ đo:
Không thể tồn tại một đồng hồ đo lý tưởng có khả năng xác định chính xác trị số thật của tham số cần đo, vì nguyên tắc đo lường và cấu trúc của đồng hồ không thể hoàn thiện tuyệt đối.
Gọi giá trị đo được là : Ađ
Còn giá trị thực là : At
Sai số tuyệt đối : là độ sai lệch thực tế δ = Ad - At
Các loại sai số định tính: Trong khi sử dụng đồng hồ người ta thường để ý đến các loại sai số sau
Sai số cho phép là mức sai lệch tối đa cho phép đối với mỗi vạch chia của đồng hồ, nhằm đảm bảo đồng hồ hoạt động đúng theo các tiêu chuẩn kỹ thuật và duy trì độ chính xác cần thiết.
+Sai số cơ bản: là sai số lớn nhất của bản thân đồng hồ khi đồng hồ làm việc bình thường, loại này do cấu tạo của đồng hồ
+Sai số phụ: do điều kiện khách quan gây nên
Trong các công thức tính sai số ta dựa vào sai số cơ bản còn sai số phụ thì không tính đến trong các phép đo
Với: X: độ chuyển động của kim chỉ thị (m, độ…)
A: độ thay đổi của giá trị bị đo
- Tăng độ nhạy bằng cách tăng hệ số khuếch đại
- Giá trị chia độ bằng 1/s = C: gọi là hằng số của dụng cụ đo
Là độ lệch lớn nhất giữa các sai số khi đo nhiều lần 1 tham số cần đo ở cùng điều kiện đo lường nd max dm A
Chú ý: biến sai số chỉ của đồng hồ không được lớn hơn sai số cho phép của đồng hồ
Mức độ biến đổi nhỏ nhất của tham số cần đo được gọi là ngưỡng kích hoạt, khi đó chỉ thị sẽ bắt đầu hoạt động Chỉ số của hạn không nhạy có giá trị nhỏ hơn sai số cơ bản.
Sơ lược về sai số đo lường
3.1 Khái niệm về sai số đo lường:
Trong quá trình đo lường, giá trị mà người xem nhận được luôn có sai số so với giá trị thực của tham số cần đo Sai lệch này được gọi là sai số đo lường Dù có thực hiện đo lường cẩn thận và sử dụng các công cụ tinh vi, sai số vẫn không thể loại bỏ hoàn toàn, vì không có công cụ đo lường nào hoàn hảo và điều kiện đo lường luôn có sự thay đổi Do đó, việc chấp nhận sự tồn tại của sai số đo lường là cần thiết, và người ta tìm cách hạn chế sai số trong phạm vi cho phép, đồng thời sử dụng các phương pháp tính toán để đánh giá sai số và kết quả đo lường.
Người làm công tác đo lường và thí nghiệm cần nắm vững các đại lượng sai số cùng nguyên nhân gây ra chúng Việc hiểu rõ sai số sẽ giúp tìm ra phương pháp khắc phục và giảm thiểu ảnh hưởng của sai số đối với kết quả đo lường.
3.2 Sơ lược về các sai số đo lường:
Trong quá trình đo lường, sai số nhầm lẫn có thể xảy ra do người thực hiện đo đọc sai, ghi chép không chính xác, thao tác sai hoặc tính toán nhầm Để giảm thiểu những sai sót này, việc tiến hành đo lường một cách cẩn thận và chính xác là rất quan trọng.
Trong thực tế, số đo có sai số nhầm lẫn thường được coi là số đo có sai số lớn hơn 3 lần so với sai số trung bình khi tiến hành đo nhiều lần tham số cần đo.
Sai số hệ thống thường xuất hiện do việc sử dụng đồng hồ đo không đúng cách, khuyết điểm của đồng hồ đo, hoặc điều kiện đo lường không phù hợp Đặc biệt, việc thiếu hiểu biết về tính chất của đối tượng đo lường cũng góp phần vào sai số này Trị số sai số hệ thống thường cố định hoặc biến đổi theo quy luật, vì các nguyên nhân gây ra nó cũng mang tính chất tương tự Để loại bỏ sai số hệ thống trong số đo, chúng ta có thể tìm các trị số bổ chính hoặc sắp xếp quá trình đo lường một cách hợp lý Nếu phân loại theo nguyên nhân, sai số hệ thống có thể được chia thành nhiều loại khác nhau.
Sai số công cụ: Ví dụ : - Chia độ sai - Kim không nằm đúng vị trí ban đầu - tay đòn của cân không bằng nhau
Sai số đồng hồ có thể xảy ra khi không tuân thủ quy định sử dụng, chẳng hạn như đặt đồng hồ ở những nơi có ảnh hưởng của nhiệt độ hoặc từ trường, hoặc vị trí đặt đồng hồ không đúng quy định.
Sai số do chủ quan của người xem đo Ví dụ : Đọc số sớm hay muộn hơn thực tế, ngắm đọc vạch chia theo đường xiên
Sai số do phương pháp : Do chọn phương pháp đo chưa hợp lý, không nắm vững phương pháp đo
Sai số ngẫu nhiên là những sai số không thể tránh khỏi, phát sinh từ sự không chính xác do các yếu tố hoàn toàn ngẫu nhiên.
Nguyên nhân của sai số trong đo lường xuất phát từ những biến đổi nhỏ và không liên quan, xảy ra một cách ngẫu nhiên Điều này dẫn đến việc không thể dự đoán trước các yếu tố gây ra sai số, do đó, việc tính toán trị số của sai số là cần thiết thay vì cố gắng loại bỏ hoàn toàn các nguyên nhân này.
ĐO LƯỜNG ĐIỆN
Khái niệm chung – các cơ cấu đo điện thông dụng
Đo lường điện là quá trình xác định các đại lượng vật lý của dòng điện thông qua các thiết bị đo lường như Ampe kế, Vôn kế, Ohm kế, Tần số kế và công tơ điện.
Vai trò : Đo lường điện đóng vai trò rất quan trọng đối với nghề điện dân dụng vì những lý do đơn giản sau :
Nhờ dụng cụ đo lường có thể xác định trị số các đại lượng điện trong mạch
Nhờ dụng cụ đo, có thể phát hiện một số hư hỏng xảy ra trong thiết bị và mạch điện
Ví dụ : dùng vạn năng kế để đo nguội 2 cực nối của bàn là để biết có hỏng không
Sử dụng vạn năng kế để kiểm tra xem vỏ tủ lạnh có bị rò điện hay không là rất quan trọng, đặc biệt đối với các thiết bị điện mới hoặc sau khi bảo trì, đại tu Việc đo các thông số kỹ thuật giúp đánh giá chất lượng thiết bị Nhờ vào các dụng cụ đo và mạch đo phù hợp, chúng ta có thể xác định các thông số kỹ thuật của thiết bị điện một cách chính xác Những đại lượng, dụng cụ đo và ký hiệu phổ biến trong đo lường điện cần được nắm rõ để thực hiện công việc này hiệu quả.
Dụng cụ đo điện áp Vôn kế (V) V
Dụng cụ đo dòng điện Ampe kế (Akế) A
Dụng cụ đo công suất Oát kế (W) W
Dụng cụ đo điện năng Công tơ điện (Kwh) Kwh
1.2 Các cơ cấu đo điện thông dụng:
1.2.1 Cơ cấu đo từ điện: a Cấu tạo: gồm 2 phần là phần tĩnh và phần động
- Phần tĩnh: gồm nam châm vĩnh cửu 1, mạch từ và cự từ 3, lõi sắt 6 hình thành mạch từ kín
Phần động của thiết bị bao gồm khung dây 5 được quấn bằng dây đồng và gắn vào trục quay Trên trục quay, có hai lò xo cản 7 được mắc ngược nhau, cùng với kim chỉ thị 2 và thang đo, tạo nên một hệ thống hoạt động chính xác và hiệu quả.
Hình 2.1 minh họa cơ cấu chỉ thị từ điện Nguyên lý hoạt động của nó dựa trên việc dòng điện chạy qua khung dây 5, tạo ra mômen quay Mq dưới tác động của từ trường nam châm vĩnh cửu 1 Mômen quay này khiến khung dây lệch khỏi vị trí ban đầu một góc , và giá trị của Mq có thể được tính toán.
Tại vị trí cân bằng, mômen quay bằng mômen cản:
Trong đó: We – năng lượng điện từ trường
B – độ từ cảm của nam châm vĩnh cửu
W – số vòng dây của khung dây
I – cường độ dòng điện c Các đặc tính chung
- Chỉ đo được dòng điện 1 chiều
- Đặc tính của thang đo đều
- Ưu điểm: độ chính xác cao, ảnh hưởng của từ trường không đáng kể, công suất tiêu thụ nhỏ, độ cản dịu tốt, thang đo đều
- Nhược điểm: chế tạo phức tạp, chịu quá tải kém, độ chính xác chịu ảnh hưởng lớn bởi nhiệt độ, chỉ đo dòng 1 chiều
+ chế tạo các loại ampemét, vônmét, ômmét nhiều thang đo, dải đo rộng
+ chế tạo các loại điện kế có độ nhạy cao
+ chế tạo các dụng cụ đo điện tử tương tự: vônmét điện tử, tần số kế điện tử…
1.2.2 Cơ cấu đo điện từ: a Cấu tạo: gồm 2 phần là phần tĩnh và phần động
- Phần tĩnh: là cuộn dây 1 bên trong có khe hở không khí (khe hở làm việc)
Phần động của thiết bị bao gồm lõi thép 2 được gắn lên trục quay 5, cho phép lõi thép quay tự do trong khe làm việc của cuộn dây Trên trục quay, có các bộ phận quan trọng như bộ phận cản dịu không khí 4, kim chỉ 6 và đối trọng 7 Ngoài ra, thiết bị còn được trang bị lò xo cản 3 và bảng khắc độ 8 để tăng cường hiệu suất hoạt động.
Hình 2.2 minh họa cấu tạo chung của cơ cấu chỉ thị điện từ Nguyên lý hoạt động của nó dựa trên dòng điện I chạy qua cuộn dây 1, tạo ra một nam châm điện Nam châm này sẽ hút lõi thép 2 vào khe hở không khí, tạo ra mômen quay.
W e , L là điện cảm của cuộn dây
Tại vị trí cân bằng: 2
là phương trình thể hiện đặc tính của cơ cấu chỉ thị điện từ c Các đặc tính chung
- Thang đo không đều, có đặc tính phụ thuộc vào dL/d là một đại lượng phi tuyến
- Cản dịu thường bằng không khí hoặc cảm ứng
- Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, tin cậy, chịu được quá tải lớn
- Nhược điểm: độ chính xác không cao nhất là khi đo ở mạch một chiều sẽ bị sai số
(do hiện tượng từ trễ, từ dư…), độ nhạy thấp, bị ảnh hưởng của từ trường ngoài
- Ứng dụng: thường để chế tạo các loại ampemét, vônmét…
1.2.3 Cơ cấu đo điện động: a Cấu tạo: gồm 2 phần cơ bản phần động và phần tĩnh
- Phần tĩnh: gồm cuộn dây 1 để tạo ra từ trường khi có dòng điện chạy qua Trục quay chui qua khe hở giữa hai phần cuộn dây tĩnh
Khung dây 2 được đặt trong lòng cuộn dây tĩnh và gắn với trục quay, có lò xo cản, bộ phận cản dịu và kim chỉ thị Cả phần động và phần tĩnh đều được bảo vệ bằng màn chắn để ngăn chặn ảnh hưởng từ trường bên ngoài Khi dòng điện I1 chạy vào cuộn dây 1, nó tạo ra từ trường trong lòng cuộn dây, tác động lên dòng điện I2 trong khung dây 2, sinh ra mômen quay khiến khung dây 2 quay một góc α.
M q dW e , có 2 trường hợp xảy ra:
Với: M12 là hỗ cảm giữa cuộn dây tĩnh và động; là góc lệch pha giữa I1 và I2
Hình 2.3 Cấu tạo của cơ cấu chỉ thị điện động c Các đặc tính chung
- Có thể dùng trong cả mạch điện một chiều và xoay chiều
- Góc quay phụ thuộc tích (I1.I2) nên thang đo không đều
- Trong mạch điện xoay chiều phụ thuộc góc lệch pha nên có thể ứng dụng làm Oátmét đo công suất
- Ưu điểm: có độ chính xác cao khi đo trong mạch điện xoay chiều
Mặc dù có nhiều ưu điểm, nhưng thiết bị này cũng gặp phải một số nhược điểm như công suất tiêu thụ lớn, khiến nó không phù hợp cho các mạch công suất nhỏ Hơn nữa, nó còn chịu ảnh hưởng của từ trường bên ngoài và độ nhạy thấp do mạch từ yếu.
- Ứng dụng: Chế tạo các ampemét, vônmét, oátmét một chiều và xoay chiều tần số công nghiệp…
1.2.4 Cơ cấu đo cảm ứng: a Cấu tạo: gồm phần tĩnh và phần động
Phần tĩnh của thiết bị bao gồm các cuộn dây điện 2,3 được thiết kế để khi có dòng điện chạy qua, chúng sẽ tạo ra từ trường Từ trường này sẽ móc vòng qua mạch từ và phần động, với ít nhất 2 nam châm điện được sử dụng để tối ưu hóa hiệu suất hoạt động.
- Phần động: đĩa kim loại 1 (thường bằng Al) gắn vào trục 4 quay trên trụ 5
Hình 2.4 Cơ cấu chỉ thị cảm ứng b Nguyên lý làm việc:
Cơ cấu này hoạt động dựa trên sự tương tác giữa từ trường xoay chiều và dòng điện xoáy được tạo ra trong đĩa của phần động, vì vậy nó chỉ có thể sử dụng với mạch điện xoay chiều.
Mômen quay được tính: Mq = C.f.1.2.cos
Với: C – hằng số f – tần số của dòng điện I1, I2
1.2 – từ thông c Đặc tính chung
- Để có mômen quay là phải có ít nhất 2 từ trường
- Mômen quay đạt giá trị cực đại nếu góc lệch pha giữa I1 và I2 bằng /2
- Mômen phụ thuộc vào tần số của dòng điện tạo ra từ trường
- Chỉ làm việc trong mạch xoay chiều
- Nhược điểm: mômen quay phụ thuộc tần số nên cần phải ổn định tần số
- Ứng dụng: chủ yếu để chế tạo công tơ đo năng lượng, có thể đo tần số
Bảng 2.1: Tổng kết các loại cơ cấu chỉ thị cơ điện
Đo dòng điện
2.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc của dụng cụ đo dòng điện:
Dụng cụ được sử dụng để đo dòng điện là Ampe hay ampemet
2.2 Các phương pháp đo dòng điện:
Phương pháp đo trực tiếp dòng điện sử dụng các dụng cụ như ampe kế, miliampe kế và microampe kế Người dùng có thể dễ dàng đo dòng điện và đọc kết quả ngay trên thang chia độ của thiết bị đo.
Phương pháp đo gián tiếp cho phép xác định dòng điện cần đo bằng cách sử dụng vônmét để đo điện áp rơi trên một điện trở mẫu, được kết nối trong mạch có dòng điện Qua các phép tính, ta có thể tính toán và thu được giá trị dòng điện mong muốn.
Phương pháp so sánh là một kỹ thuật đo dòng điện bằng cách so sánh dòng điện cần đo với dòng điện mẫu Phương pháp này đảm bảo độ chính xác cao, khi đạt trạng thái cân bằng giữa dòng cần đo và dòng mẫu, kết quả sẽ được đọc chính xác từ mẫu.
- Phương pháp chia nhỏ cuộn dây
Khi thực hiện đo dòng điện có giá trị nhỏ, người ta thường mắc các cuộn dây nối tiếp Ngược lại, để đo dòng điện lớn, các cuộn dây sẽ được mắc song song.
Hình 2.5 Phương pháp chia nhỏ cuộn dây
- Phương pháp dùng biến dòng điện
Hình 2.6: Sơ đồ dùng B I để đo dòng điện
KI: hệ số máy biến dòng VD máy biến dòng: 100/5; 200/5; 300/5…
Phương pháp sử dụng điện trở Shunt giúp tăng khả năng chịu dòng cho cơ cấu chỉ thị bằng cách mắc thêm điện trở Shunt song song với nó, cho phép dòng điện lớn hơn đi qua.
Diode mắc nối tiếp với cơ cấu đo từ điện, do đó dòng điện chỉnh lưu qua cơ cấu đo, dòng điện qua Rs là dòng AC
Im dòng điện qua cơ cấu đo
Immax dòng điện cực đại
Imax dòng điện cực đại cho phép qua cơ cấu đo max max 0,318 2
Giá trị dòng điện hiệu dụng của dòng điện AC qua Rs:
I s c Ic là dòng điện cần đo
2.4 Điều chỉnh các dụng cụ đo:
Hình 2.7 Đồng hồ vạn năng (VOM)
Đồng hồ vạn năng (VOM) là thiết bị đo quan trọng đối với kỹ thuật viên điện tử, với bốn chức năng chính: đo điện trở, đo điện áp, đo dòng điện và kiểm tra thông mạch Sự đa năng của VOM giúp người dùng thực hiện nhiều phép đo khác nhau một cách hiệu quả và chính xác, trở thành công cụ không thể thiếu trong công việc sửa chữa và bảo trì thiết bị điện tử.
Đồng hồ đo điện áp AC và dòng điện có ưu điểm nổi bật là đo nhanh và kiểm tra nhiều loại linh kiện, đồng thời cho phép quan sát sự phóng nạp của tụ điện Tuy nhiên, thiết bị này có hạn chế về độ chính xác và trở kháng thấp khoảng 20K/Vol, dẫn đến hiện tượng sụt áp khi đo trong các mạch có dòng thấp.
Hướng dẫn đo dòng điện bằng đồng hồ vạn năng
Để đo dòng điện bằng đồng hồ vạn năng, bạn cần kết nối đồng hồ theo kiểu nối tiếp với tải tiêu thụ Lưu ý rằng chỉ nên đo dòng điện có giá trị nhỏ hơn giới hạn của thang đo Các bước thực hiện như sau:
Bước1 : Đặt đồng hồ vào thang đo dòng cao nhất
Bước 2: Đặt que đồng hồ nối tiếp với tải, que đỏ về chiều dương, que đen về chiều âm
Nếu kim lên thấp quá thì giảm thang đo
Nếu kim lên kịch kim thì tăng thang đo, nếu thang đo đã để thang cao nhất thì đồng hồ không đo được dòng điện này
Chỉ số kim báo sẽ cho ta biết giá trị dòng điện
Cách 2 : Dùng thang đo áp DC
Để đo dòng điện qua tải, chúng ta có thể sử dụng phương pháp đo sụt áp trên điện trở hạn dòng mắc nối với tải Khi điện áp đo được chia cho giá trị trở hạn dòng, ta sẽ xác định được giá trị dòng điện Phương pháp này cho phép đo các dòng điện lớn hơn giới hạn của đồng hồ và cũng đảm bảo an toàn hơn khi sử dụng.
Cách đọc trị số dòng điện và điện áp khi đo như thế nào ?
* Đọc giá trị điện áp AC và DC
Khi đo điện áp DC, bạn cần đọc giá trị trên vạch chỉ số DC tương ứng với thang đo Nếu chọn thang 250V, giá trị cao nhất sẽ là 250, trong khi thang 10V có giá trị tối đa là 10 Trong trường hợp sử dụng thang 1000V mà không có vạch ghi 1000, bạn sẽ đọc giá trị Max = 10 và nhân với 100 để có kết quả chính xác.
Khi đo điện áp AC, bạn cần đọc giá trị trên vạch AC Nếu bạn đang sử dụng thang đo khác, hãy tính toán theo tỷ lệ tương ứng Ví dụ, nếu thang đo là 250V, mỗi chỉ số trên vạch 10 số sẽ tương đương với 25V.
Khi đo dòng điện thì đọc giá trị tương tự đọc giá trị khi đo điện áp
Ampe kẹp được dùng để đo dòng điện trong mạch lớn hoặc đo dòng điện trên nhiều dây dẫn
Khi dòng điện chạy qua một dây dẫn, nó tạo ra một từ trường xung quanh Đối với dòng điện xoay chiều, từ trường này sẽ biến đổi theo thời gian Cường độ của từ trường tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện trong dây dẫn.
Ampe kẹp sử dụng biến dòng để đo dòng điện, với cơ cấu dạng mỏ kẹp bằng sắt từ giúp kẹp quanh dây dẫn có dòng điện xoay chiều Mỏ kẹp cũng đóng vai trò là mạch từ của máy biến dòng, trong khi cuộn dây thứ cấp được lắp đặt trong vỏ đồng hồ và kết nối với đồng hồ đo dòng tiêu chuẩn Ngoài chức năng đo dòng điện, ampe kẹp còn có khả năng đo volt AC/DC và ohm Thiết bị chỉ thị có thể là loại kim hoặc digital, cho phép hiển thị chính xác dòng điện xoay chiều cần đo.
Ampe kẹp có nhiều loại khác nhau tùy theo nhà sản xuất, với các thông số kỹ thuật và cỡ đo đa dạng Trước khi sử dụng, người dùng nên đọc kỹ tài liệu hướng dẫn đi kèm để đảm bảo hiệu quả và an toàn.
Đo điện áp
3.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc của các dụng cụ đo điện áp:
Dụng cụ dùng để đo điện áp gọi là Vôn kế hay vônmét
Khi sử dụng vônmét để đo điện áp, thiết bị này phải được kết nối song song với đoạn mạch cần đo Để thực hiện việc đo điện áp cho một phần tử cụ thể, người ta sẽ mắc vônmét theo cách phù hợp như trong hình minh họa.
Hình 2.9 Cách mắc để đo điện áp
Các vôn mét trong đo lương điện được phân loại căn cứ vào các tính năng sau đay:
- Dạng chỉ thị: vôn mét chỉ thị bằng kim hay vôn mét chỉ thị bằng số
- Thông số của điện áp đo: vôn mét đo điện áp đỉnh, điện áp trung bình hay điện áp hiệu dụng
- Dải trị số điện áp đo: micro vôn mét, mili vôn mét hay kilo vôn mét
Vôn mét, giống như các thiết bị đo lường khác, bao gồm hai phần chính: bộ biến đổi và bộ chỉ thị.
Hình 2.10 Cấu tạo chung của Vôn mét
Bộ biến đổi của vôn mét được sử dụng là bộ tách sóng, có chức năng chuyển đổi điện áp có chu kỳ thành điện áp một chiều Đối với micro vôn mét, tín hiệu trước khi vào bộ tách sóng cần được khuếch đại Yêu cầu đối với bộ khuếch đại bao gồm hệ số khuếch đại ổn định, không phụ thuộc vào tần số, trở kháng lớn và điện dung vào nhỏ.
Bộ chỉ thị của vôn mét là các thiết bị đo điện áp một chiều, được trang bị màn hình hiển thị bằng kim hoặc số Một yêu cầu quan trọng đối với các bộ này là phải có điện trở vào cao.
Khi đo điện áp xoay chiều cao tần thì thiết bị đo được sử dụng là vôn mét điện tử
Vôn mét điện tử có nhiều loại, bao gồm đo điện áp một chiều và điện áp xoay chiều Thiết bị này nổi bật với trở kháng vào lớn, độ nhạy cao, tiêu thụ ít năng lượng và khả năng chịu quá tải Kết quả đo có thể được hiển thị dưới dạng số hoặc bằng kim, tùy thuộc vào cấu tạo của từng loại vôn mét.
3.2 Các phương pháp đo điện áp: a Đo bằng Vônmét từ điện
Vônmét từ điện được cấu tạo từ cơ cấu đo từ điện bằng cách mắc nối tiếp một điện trở lớn cộng với điện trở của cơ cấu đo
Giá trị của điện trở nối tiếp có giá trị lớn để đảm bảo chỉ mức dòng chấp nhận được chảy qua cơ cấu đo, được dùng:
- Đo điện áp một chiều: có độ nhạy cao, cho phép dòng nhỏ đi qua
- Đo điện áp xoay chiều: trong mạch xoay chiều khi sử dụng kèm với bộ chỉnh lưu, chú ý đến hình dáng tín hiệu
Hình 2.10 Đo bằng Vônmét điện từ b Vônmét điện từ
Vônmét điện từ ứng dụng cơ cấu chỉ thị điện từ để đo điện áp Được dùng để đo điện áp xoay chiều ở tần só công nghiệp
Vì yêu cầu điện trở trong của
Vônmét lớn nên dòng điện chạy trong cuộn dây nhỏ, số lượng vòng dây quấn trên cuộn tĩnh rất lớn, cỡ 1000 đến 6000 vòng
Khi đo ở mạch xoay chiều sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng sinh ra bởi tần số của dòng điện, ảnh hưởng đến trị số trên thang đo
Khắc phục bằng cách mắc song song với cuộn dây một tụ bù c Vônmét điện động
Vônmét điện động có cấu trúc phần động tương tự như ampemet điện động, nhưng số lượng vòng dây ở phần tĩnh nhiều hơn Phần tĩnh của vônmét có tiết diện dây nhỏ hơn để đáp ứng yêu cầu về điện trở trong lớn.
Trong vônmét điện động, cuộn dây động và cuộn dây tĩnh luôn mắc nối tiếp nhau, tức:
Khi đo điện áp ở tần số cao, sai số phụ do tần số có thể xảy ra, vì vậy cần bố trí thêm tụ bù cho các cuộn dây tĩnh và động Phương pháp so sánh là một cách hiệu quả để đo điện áp trong trường hợp này.
Các dụng cụ đo điện áp sử dụng cơ cấu cơ điện để hiển thị kết quả đo, dẫn đến cấp chính xác của chúng không thể vượt quá cấp chính xác của chỉ thị Để nâng cao độ chính xác trong việc đo điện áp, phương pháp bù thường được áp dụng.
Nguyên tắc cơ bản sau:
- Uk là điện áp mẫu với độ chính xác rất cao được tạo bởi dòng điện I ổn định đi qua điện trở mẫu Rk Khi đó:
- Chỉ thị là thiết bị phát hiện sự chênh lệch điện ấp mẫu Uk và điện áp cần đo Uk:
Khi U ) điều chỉnh con chạy của điện trở mẫu Rk sao cho Ux = Uk nghĩa là làm cho U = 0; chỉ thị Zero
Chú ý : Các dụng cụ bù điện áp đều có nguyên tắc hoạt động như trên nhưng có thể khác nhau phần tạo điện áp mẫu Uk
3.3 Mở rộng thang đo: a Phương pháp dùng điện trở phụ
Với: Ro điện trở của cơ cấu đo
Rp là điện trở phụ
Uo điện áp đặt lên cơ cấu
Ux điện áp cần đo
, vậy: Ku.Ro = Ro + Rp R p = Ro(Ku – 1)
Ku là hệ số mở rộng của thang đo
Có thể chế tạo vônmét điện động với nhiều thang đo bằng cách thay đổi cách mắc song song hoặc nối tiếp giữa hai đoạn dây tĩnh, cùng với việc nối tiếp các điện trở phụ Ví dụ, sơ đồ vônmét điện động có thể được thiết kế với hai thang đo khác nhau.
Trong Vônmét, cuộn dây tĩnh A1 và A2 được kết nối liên tiếp với cuộn dây động B, đồng thời cũng nối tiếp với các điện trở phụ Rp.
Bộ đổi nối K làm nhiệm vụ thay đổi giới hạn đo Các tụ điện C tạo mạch bù tần số cho vônmét b Phương pháp dùng biến điện áp
Vì Vônmét có điện trở lớn nên có thể coi biến áp luôn làm việc ở chế độ không tải:
Để thuận tiện trong việc sử dụng và chế tạo, điện áp định mức của biến áp phía thứ cấp luôn được quy định là 100V, trong khi phía sơ cấp được chế tạo tương ứng với các cấp điện áp lưới Khi lắp ráp giữa biến điện áp và Vônmét, giá trị điện áp sơ cấp sẽ được khắc trên Vônmét.
Giống như Biến dòng điện, biến điện áp là phần tử có cực tính, có cấp chính xác và phải được kiểm định trước khi lắp đặt
3.4 Đo điện áp: Đo điện áp xoay chiều AC
Khi đo điện áp xoay chiều, cần chuyển thang đo sang các thang AC và chọn thang cao hơn điện áp cần đo một nấc Ví dụ, để đo điện áp AC 220V, ta nên chọn thang AC 250V Nếu chọn thang thấp hơn điện áp cần đo, đồng hồ sẽ báo kịch kim, trong khi nếu chọn thang quá cao, kim sẽ báo thiếu chính xác.
Khi sử dụng đồng hồ đo điện, tuyệt đối không được để thang đo điện trở hoặc thang đo dòng điện khi đo điện áp xoay chiều, vì nếu nhầm lẫn, đồng hồ sẽ bị hỏng ngay lập tức Việc nhầm thang đo dòng điện và đo vào nguồn AC sẽ gây hư hỏng cho đồng hồ, trong khi việc nhầm thang đo điện trở và đo vào nguồn AC sẽ làm hỏng các điện trở bên trong đồng hồ.
Khi sử dụng đồng hồ đo điện áp DC để đo nguồn AC, kim đồng hồ sẽ không hiển thị giá trị nhưng thiết bị vẫn hoạt động bình thường Việc đo điện áp AC bằng thang đo DC không làm hỏng đồng hồ, mặc dù kim đồng hồ không lên.
Khi đo điện áp một chiều (DC), cần chuyển thang đo sang chế độ DC và kết nối que đo đúng cách: que đỏ vào cực dương (+) và que đen vào cực âm (-) Nên chọn thang đo cao hơn điện áp cần đo một nấc, ví dụ, nếu đo 110V DC, chọn thang 250V Nếu thang đo quá thấp, kim sẽ báo kịch kim, còn nếu thang đo quá cao, kim sẽ không chính xác.
Dùng đồng hồ vạn năng đo điện áp một chiều DC
* Trường hợp để sai thang đo :
Đo công suất
4.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc của dụng cụ đo công suất:
Công suất là một đại lượng cơ bản trong nhiều lĩnh vực vật lý, và việc xác định chính xác công suất là rất quan trọng Độ chính xác trong đo lường công suất không chỉ ảnh hưởng đến tiêu thụ năng lượng mà còn liên quan đến việc tìm kiếm nguồn năng lượng mới và tiết kiệm năng lượng, từ đó có ý nghĩa lớn đối với nền kinh tế quốc dân.
Dải đo của công suất điện thường từ 10 -20 Wđến 10 +20 W
Hình 2.11: Sơ đồ mắc oát – mét với nguồn công suất cần đo
Về cấu tạo thì các Oát – mét thường gồm 3 khối: tải hấp thụ, bộ biến đổi năng lượng và thiết bị chỉ thị
4.2 Các phương pháp đo công suất: Ở các mạch điện một chiều, mạch xoay chiều tần số công nghiệp (50Hz, 60Hz), âm tần, cao tần thì phép đo công suất được thực hiện bằng phương pháp đo trực tiếp hay đo gián tiếp Đo trực tiếp công suất có thể thực hiện bằng Oát – mét Oát – mét có bộ biến đổi đại lượng điện là một thiết bị “nhân” điện áp và dòng điện trên tải Đo gián tiếp công suất thì được thực hiện bằng phép đo dòng điện, điện áp và trở kháng
Đo dòng điện ở cao tần được thực hiện thông qua các phương pháp chuyển đổi năng lượng điện từ thành các dạng năng lượng khác như quang năng, nhiệt năng hoặc cơ năng để tiến hành đo lường.
4.3 Điều chỉnh các dụng cụ do:
Kiểm tra công tơ là bước quan trọng để đảm bảo độ chính xác trước khi sử dụng, bao gồm việc hiệu chỉnh và cặp chì Để thực hiện kiểm tra, cần mắc công tơ theo sơ đồ hình 3.3.
Hình 2.12 Sơ đồ kiểm tra côngtơ
Nguồn điện 3 pha được điều chỉnh qua bộ điều chỉnh pha để tạo ra điện áp một pha có thể lệch pha từ 0 đến 360 độ với bất kỳ pha nào của nguồn điện Sau đó, điện áp này được chuyển đổi qua biến dòng dưới dạng biến áp tự ngẫu.
1, dòng điện ra được mắc nối tiếp với phụ tải Z
Tampemét và các cuộn dòng của watmet và công tơ là những thành phần quan trọng trong hệ thống điện Điện áp được lấy từ một pha bất kỳ của nguồn điện, chẳng hạn như pha BC, thông qua biến áp tự ngẫu L.
2 và đặt vào cuộn áp của watmet cũng như của công tơ, vônmét chỉ điện áp đó ở đầu ra của biến áp tự ngẫu L
* Việc kiểm tra công tơ theo các bước sau đây:
1 Điều chỉnh tự quay của công tơ: điều chỉnh L
2, đặt điện áp vào cuộn áp của watmet và công tơ bằng điện áp định mức U = U
Khi dòng điện vào cuộn dòng của wattmet và công tơ bằng không (I = 0), chỉ số wattmet sẽ hiển thị 0 và công tơ sẽ không quay Nếu công tơ vẫn quay, đó là hiện tượng tự quay của công tơ.
Nguyên nhân của hiện tượng tự quay ở côngtơ là do mômen bù ban đầu cần thiết để thắng lực ma sát Khi mômen này quá lớn so với mômen ma sát giữa trục và trụ, hiện tượng tự quay sẽ xảy ra Để khắc phục tình trạng này, cần điều chỉnh vị trí của mấu từ trên trục côngtơ nhằm tăng mômen hãm, giảm mômen bù cho đến khi côngtơ dừng lại.
I = 2/π: cho điện áp bằng điện áp định mức U = U
N, dòng điện bằng dòng điện định mức I = I
Để điều chỉnh góc lệch pha φ = π/2, tức là cos φ = 0, công tơ phải đứng yên Nếu công tơ quay, điều này có nghĩa là θ ≠ π/2 và công tơ không tỉ lệ với công suất Để đạt được góc θ = π/2, cần điều chỉnh góc β hoặc từ thông Φu bằng cách can thiệp vào bộ phận phân nhánh từ của cuộn áp, hoặc điều chỉnh góc α.
Để đạt được giá trị chỉ số công tơ ổn định, cần điều chỉnh vòng ngắn mạch của cuộn dòng cho đến khi công tơ ngừng di chuyển Khi công tơ đứng yên, số chỉ của nó sẽ tương ứng với công suất, với góc θ đạt giá trị π/2.
3 Kiểm tra hằng số công tơ: để kiểm tra hằng số công tơ C p thì cần phải điều chỉnh sao cho cos Ф = 1 (tức làФ = 0), lúc này watmet chỉ P = U.I
Để đo thời gian quay của công tơ, sử dụng đồng hồ bấm giây t Đếm số vòng N mà công tơ thực hiện trong khoảng thời gian t Từ đó, chúng ta có thể tính được hằng số công tơ.
Hằng số này thường không đổi đối với mỗi loại côngtơ và được ghi trên mặt côngtơ
4.4 Đo công suất mạch xoay chiều một pha:
Khi dòng điện và áp suất có dạng hình sin, công suất tác dụng được tính theo công thức P = U.I.cosφ, trong đó hệ số cosφ được gọi là hệ số công suất.
Còn đại lượng S = U.I gọi là công suất toàn phần được coi là công suất tác dụng khi phụ tải là thuần điện trở tức là, khi cosφ = 1
Khi đánh giá hiệu quả của các thiết bị điện, khái niệm công suất phản kháng đóng vai trò quan trọng Đối với điện áp và dòng điện hình sin, công suất phản kháng được tính toán dựa trên các thông số này.
Công thức Q = U.I.sinφ mô tả mối quan hệ giữa công suất tác dụng và các thành phần sóng hài trong một quá trình chu kỳ với đường cong bất kỳ Trong trường hợp này, công suất tác dụng được tính bằng tổng các công suất của các thành phần sóng hài.
Hệ số công suất trong trường hợp này được xác định như là tỉ số giữa công suất tác dụng và công suất toàn phần:
4.5 Công suất mạch xoay chiều 3 pha:
Công suất tác dụng và công suất phản kháng được tính bằng công thức: U φ, I φ, trong đó U φ và I φ là điện áp pha và dòng pha hiệu dụng, còn φC là góc lệch pha giữa dòng và điện áp của pha tương ứng.
Biểu thức để đo năng lượng điện được tính như sau:
Wi=Pi.t với: P: công suất tiêu thụ t: thời gian tiêu thụ
Đo điện trở
5.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc của dụng cụ đo điện trở:
Hình 2.13: Cấu tạo thiết bị đo điện trở
1 – Kim chỉ thị 7 – Mặt chỉ thị
2 – Vít điều chỉnh điểm 0 tĩnh 8 – Mặt kính
3 – Đầu đo điện áp thuần xoay chiều 9 – Vỏ sau
4 – Đầu đo dương (+), hoặc P (Bán dẫn dương) 10 – Nút điều chỉnh 0Ω
5 – Đầu đo chung (Com), hoặc N (Bán dẫn âm) 11 – Chuyển mạch chọn thang đo
12 – Đầu đo dòng điện xoay
Đồng hồ vạn năng, hay còn gọi là vạn năng kế, là thiết bị sử dụng linh kiện điện tử để đo lường và tính toán các thông số của dòng điện, và cần nguồn điện như pin để hoạt động.
Hiện nay, đồng hồ đo điện dạng số đang trở thành công cụ phổ biến trong việc kiểm tra điện và điện tử, mang lại sự thuận tiện và dễ dàng cho người dùng Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số được trang bị màn hình LCD, giúp hiển thị trực tiếp các thông số một cách nhanh chóng, chính xác và khách quan.
5.2 Các phương pháp đo điện trở:
* Hướng dẫn đo điện trở và trở kháng:
Với thang đo điện trở của đồng hồ vạn năng ta có thể đo được rất nhiều thứ
- Đo kiểm tra giá trị của điện trở
- Đo kiểm tra sự thông mạch của một đoạn dây dẫn
- Đo kiểm tra sự thông mạch của một đoạn mạch in
- Đo kiểm tra các cuộn dây biến áp có thông mạch không
- Đo kiểm tra sự phóng nạp của tụ điện
- Đo kiểm tra xem tụ có bị dò, bị chập không
- Đo kiểm tra trở kháng của một mạch điện
Để đo kiểm tra đi ốt và bóng bán dẫn, đồng hồ đo cần được trang bị 2 pin tiểu 1,5V Đối với các thang đo 1Kohm hoặc 10Kohm, người dùng cần lắp thêm pin 9V để đảm bảo hoạt động chính xác.
5.3 Điều chỉnh các dụng cụ đo:
* Đo điện trở : Đo kiểm tra điện trở bằng đồng hồ vạn năng Để đo tri số điện trở ta thực hiện theo các bước sau :
Để đo điện trở, trước tiên hãy điều chỉnh thang đo của đồng hồ về chế độ ohm; sử dụng thang x1 ohm hoặc x10 ohm cho điện trở nhỏ, và thang x1Kohm hoặc 10Kohm cho điện trở lớn Sau đó, chập hai que đo lại với nhau và điều chỉnh triết áo để kim đồng hồ chỉ về vị trí 0 ohm.
Bước 3 : Đặt que đo vào hai đầu điện trở, đọc trị số trên thang đo , Giá trị đo được
= chỉ số thang đo X thang đo
Ví dụ : nếu để thang x 100 ohm và chỉ số báo là 27 thì giá trị là = 100 x 27 = 2700 ohm = 2,7 K ohm
Bước 4 : Nếu ta để thang đo quá cao thì kim chỉ lên một chút , như vậy đọc trị số sẽ không chính xác
Bước 5 : Nếu ta để thang đo quá thấp , kim lên quá nhiều, và đọc trị số cũng không chính xác
Khi đo điện trở ta chọn thang đo sao cho kim báo gần vị trí giữa vạch chỉ số sẽ cho độ chính xác cao nhất
+ Dùng thang điện trở để đo kiểm tra tụ điện
Để kiểm tra độ phóng nạp và hư hỏng của tụ điện, chúng ta có thể sử dụng thang điện trở Khi đo tụ gốm, nên sử dụng thang đo x1K ohm hoặc 10K ohm, trong khi đối với tụ hoá, thang đo phù hợp là x1 ohm hoặc x10 ohm.
Dùng thang x 1K ohm để kiểm tra tụ gốm
Phép đo tụ gốm trên cho ta biết :
Tụ C1 còn tốt => kim phóng nạp khi ta đo
Tụ C2 bị dò => lên kim nhưng không trở về vị trí cũ
Tụ C3 bị chập => kim đồng hồ lên = 0 ohm và không trở về
Để kiểm tra tụ hoá, sử dụng thang x10 ohm, vì tụ hoá thường ít khi bị dò hoặc chập mà chủ yếu bị khô, dẫn đến giảm điện dung Để xác định mức độ hỏng của tụ, cần so sánh với một tụ mới có cùng điện dung Trong phép đo so sánh giữa tụ C1 (mới) và C2 (cũ), nếu tụ C2 có độ phóng nạp yếu hơn tụ C1, điều này chứng tỏ tụ C2 đã bị khô và giảm điện dung.
Chú ý: khi đo tụ phóng nạp, ta phải đảo chiều que đo vài lần để xem độ phóng nạp.
ĐO NHIỆT ĐỘ
Khái niệm và phân loại các dụng cụ đo nhiệt độ
1.1 Khái niệm về nhiệt độ và thang đo nhiệt độ: a Khái niệm:
Hình 3.1 Đồng hồ đo nhiệt độ
Tính chất của vật chất liên quan chặt chẽ đến mức độ nóng lạnh của nó, được gọi là nhiệt độ Nhiệt độ là đại lượng đặc trưng cho trạng thái nhiệt của vật, phản ánh động năng của các phân tử theo thuyết động học phân tử.
Trong đó K- hằng số Bonltzman
E - Động năng trung bình chuyển động thẳng của các phân tử
T - Nhiệt độ tuyệt đối của vật
Theo định luật 2 nhiệt động học, nhiệt lượng mà môi chất nhận vào hoặc tỏa ra trong chu trình Carnot phụ thuộc vào nhiệt độ của môi chất, và mối quan hệ này được thể hiện rõ ràng trong các công thức nhiệt động học.
Vậy khái niệm nhiệt độ không phụ thuộc vào bản chất mà chỉ phụ thuộc nhiệt lượng nhận vào hay tỏa ra của vật
Để đo nhiệt độ, cần xác định đơn vị nhiệt độ nhằm xây dựng thang đo nhiệt độ, thường được gọi là thước đo nhiệt độ Dụng cụ dùng để đo nhiệt độ được gọi là nhiệt kế, trong khi nhiệt kế chuyên dụng cho nhiệt độ cao được gọi là hỏa kế.
Thang Kelvin, được phát triển bởi Thomson Kelvin vào năm 1852, là thang nhiệt động học tuyệt đối với đơn vị đo nhiệt độ là Kelvin (K) Trong thang đo này, nhiệt độ tại điểm cân bằng ba trạng thái của nước, bao gồm nước, nước đá và hơi, được gán giá trị là 273,15 K.
Thang Celsius, được phát triển bởi Andreas Celsius vào năm 1742, là thang nhiệt độ bách phân với đơn vị đo là độ C Trong thang đo này, điểm cân bằng của nước và nước đá được xác định là 0 độ C.
0 o C, nhiệt độ điểm nước sôi là 100 o C
Nhiệt độ Celsius xác định qua nhiệt độ Kelvin theo biểu thức:
- Thang Fahrenheit (Fahrenheit – 1706): Đơn vị nhiệt độ là o F Trong thang đo này, nhiệt độ của điểm nước đá tan là 32 o F và điểm nước sôi là 212 o F
Quan hệ nhiệt độ Fahrenheit và nhiệt Celsius:
Bảng 3.1: Nhiệt độ một số hiện tượng quan trọng theo các thang đo:
Nhiệt độ Kelvin (K) Celsius ( o C) Fahrenheit ( o F) Điểm 0 tuyệt đối 0 - 273,15 - 459,67
Hỗn hợp nước – nước đá 273,15 0 32
Cân bằng nước – nước đá – hơi 273,16 0,01 32,018
1.2 Phân loại các dụng cụ đo nhiệt độ:
Theo thói quen, nhiệt kế thường được sử dụng để chỉ các dụng cụ đo nhiệt độ dưới 600°C, trong khi các dụng cụ đo nhiệt độ trên 600°C được gọi là hỏa kế Dựa trên nguyên lý đo nhiệt độ, đồng hồ nhiệt độ được phân thành 5 loại chính.
Nhiệt kế dãn nở là thiết bị đo nhiệt độ dựa trên sự dãn nở của chất rắn hoặc chất lỏng khi nhiệt độ thay đổi Thiết bị này thường có khả năng đo nhiệt độ trong khoảng từ -200 đến 500 độ C.
Ví dụ như nhiệt kế thủy ngân, rượu
Nhiệt kế kiểu áp kế hoạt động dựa trên sự biến đổi áp suất hoặc thể tích của chất khí, chất lỏng hoặc hơi bão hòa trong một hệ thống kín có dung tích cố định khi nhiệt độ thay đổi Thiết bị này thường có khoảng đo từ 0 đến 300 °C, cho phép theo dõi và đo lường nhiệt độ chính xác trong nhiều ứng dụng khác nhau.
Nhiệt kế điện trở là thiết bị đo nhiệt độ dựa trên sự thay đổi của điện trở khi nhiệt độ của vật dẫn hoặc bán dẫn biến đổi Khoảng đo thông thường của nhiệt kế điện trở nằm trong khoảng từ -200 đến 1000°C.
Cặp nhiệt, hay còn gọi là nhiệt ngẫu và pin nhiệt điện, là thiết bị đo nhiệt độ dựa trên mối quan hệ giữa nhiệt độ và suất nhiệt điện động tại đầu mối hàn của hai cực nhiệt điện làm từ kim loại hoặc hợp kim Dải đo nhiệt độ thông thường của cặp nhiệt dao động từ 0 đến 1600 độ C.
Hỏa kế bức xạ, bao gồm hỏa kế quang học và bức xạ màu sắc, là thiết bị đo nhiệt độ của vật dựa trên tính chất bức xạ nhiệt Khoảng đo của hỏa kế bức xạ thường nằm trong khoảng từ 600 đến 6000 độ C, và đây là một dụng cụ đo gián tiếp.
Nhiệt kế còn được chia loại theo mức độ chính xác như:
- Loại chuẩn - Loại mẫu - Loại thực dụng Hoặc theo cách cho số đo nhiệt độ ta có các loại :
- Chỉ thị - Tự ghi - Đo từ xa
Hình 3.2 Các loại dụng cụ đo nhiệt độ
Đo nhiệt độ bằng nhiệt kế giãn nở
2.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc :
Thể tích và chiều dài của vật thể thay đổi theo nhiệt độ và hệ số dãn nở của chúng Nhiệt kế dãn nở, được sử dụng để đo nhiệt độ, hoạt động dựa trên nguyên tắc này Có hai loại chính của nhiệt kế dãn nở: nhiệt kế dãn nở chất rắn, hay còn gọi là nhiệt kế cơ khí, và nhiệt kế dãn nở chất lỏng.
2.2 Đo nhiệt độ bằng nhiệt kế dãn nở chất rắn :
Nguyên lý đo nhiệt độ là dựa trên độ dãn nở dài của chất rắn
Lt, Lto là độ dài của vật ở nhiệt độ t và to α : gọi là hệ số dãn nở dài của chất rắn
Cơ cấu là gồm - 1 ống kim loại có α1 nhỏ và 1 chiếc đũa có α2 lớn
Hình 3.3 Nhiệt kế kiểu đũa + Kiểu bản hai kim loại (thường dùng làm rơle trong hệ thống tự động đóng ngắt tiếp điểm)
Hệ số dãn nở dài của một số vật liệu
Vật liệu Hệ số dãn nở dài α
(1/độ) Nhôm Al 0,238 10 4 ÷ 0,310 10 4 Đồng Cu 0,183 10 4 ÷ 0,236 10 4
2.3 Đo nhiệt độ bằng nhiệt kế dãn nở chất lỏng:
Nguyên lý: tương tự như các loại khác nhưng sử dụng chất lỏng làm môi chất (như Hg , rượu )
Người ta dùng loại này làm nhiệt kế chuẩn có độ chia nhỏ và thang đo từ 0 - 50°
; 50 - 100 o và có thể đo đến 600 o C Ưu điểm : đơn giản rẻ tiền sử dụng dễ dàng thuận tiện khá chính xác
Khuyết điểm của thiết bị này bao gồm độ chậm trễ lớn, khó đọc số, dễ bị vỡ và không tự ghi số đo, yêu cầu phải đo tại chỗ Ngoài ra, thiết bị cũng không phù hợp với tất cả đối tượng vì cần phải nhúng trực tiếp vào môi chất.
Phân loại : Nhiệt kế chất nước có rất nhiều hình dạng khác nhau nhưng :
- Xét về mặt thước chia độ thì có thể chia thành 2 loại chính :
+ Loại thước chia độ trong
Hình 3.4 Các loại nhiệt kế
+ Xét về mặt sử dụng thì có thể chia thành các loại sau:
Nhiệt kế kỹ thuật yêu cầu phần đuôi được cắm ngập vào môi trường cần đo, với thiết kế có thể là hình thẳng hoặc hình chữ L Dải đo nhiệt độ từ -30 đến 50°C và 0 đến 500°C, với độ chia là 0,5°C hoặc 1°C Một số loại nhiệt kế có khoảng đo lớn có thể có độ chia lên tới 5°C.
- Nhiệt kế phòng thí nghiệm : có thể là 1 trong các loại trên nhưng có kích thước nhỏ hơn
- Chú ý : Khi đo ta cần nhúng ngập đầu nhiệt kế vào môi chất đến mức đọc
* Loại có khoảng đo ngắn độ chia 0,0001 - 0,02 o C dùng làm nhiệt lượng kế để tính nhiệt lượng
* Loại có khoảng đo nhỏ 50 o C do đến 350 o C chia độ 0,1 o C
* Loại có khoảng đo lớn 750 o C đo đến 500 o C chia độ 2 o C
Nếu đường kính ống đựng môi chất lớn thì ta đặt nhiệt kế thẳng đứng.
Đo nhiệt độ bằng nhiệt kế kiểu áp kế
3.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc:
Dựa vào sự phụ thuộc áp suất môi chất vào nhiệt độ khi thể tích không đổi
Phía ngoài ống mao dẫn có ống kim loại mềm (dây xoắn bằng kim loại hoặc ống cao su để bảo vệ)
Nhiệt kế này có khả năng đo nhiệt độ từ -50 °C đến 0 °C và áp suất làm việc lên tới 60 kG/m², với khả năng chuyển tín hiệu xa đến 60 m Độ chính xác tương đối thấp với các chỉ số CCX là 1,6; 4; 2,5, trong khi một số ít có CCX = 1 Ưu điểm của loại nhiệt kế này là khả năng chịu chấn động và cấu tạo đơn giản, tuy nhiên, nhược điểm là số chỉ bị chậm trễ lớn và cần phải hiệu chỉnh thường xuyên, đồng thời việc sửa chữa cũng gặp khó khăn.
3.2 Áp kết loại chất lỏng:
* Dựa vào mới liên hệ giữa áp suất p và nhiệt độ t p - po =(t-to) α/ξ
Trong bài viết này, chúng ta xem xét các yếu tố quan trọng liên quan đến áp suất và nhiệt độ của chất lỏng, với p, po, t, to lần lượt là áp suất và nhiệt độ tương ứng Chỉ số 0 đại diện cho điều kiện không đo đạc Hệ số giản nỡ thể tích được ký hiệu là α, trong khi ξ là hệ số nén ép của chất lỏng Chất lỏng phổ biến được sử dụng là thủy ngân, có hệ số giản nỡ thể tích α = 18 × 10^-5 cm²/kG.
Vậy đối với thủy ngân t - to = 1 o C thì p - po = 45kG/ cm 2
Khi sử dụng bao nhiệt, cần đảm bảo rằng nó được cắm ngập hoàn toàn trong môi chất cần đo Điều này là quan trọng vì sai số khi sử dụng bao nhiệt khác với sai số khi chia độ, với điều kiện chia độ được thiết lập ở nhiệt độ môi trường 20 độ C.
3.3 Áp kế loại chất khí:
Thường dùng các khí trơ : N2, He
Quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ xem như khí lý tưởng α = 0,0365 o C -1
3.4 Áp kế loại dùng hơi bão hòa:
Axêtôn (C2H4Cl2) và Cloruaêtilen, cloruamêtilen là những chất lỏng có số chỉ nhiệt kế không bị ảnh hưởng bởi môi trường xung quanh Nhiệt kế này có thước chia độ không đều, với vạch chia sát hơn ở nhiệt độ thấp và thưa dần ở nhiệt độ cao Để đo nhiệt độ thấp mà không bị sai số lớn, có thể nạp thêm một chất lỏng có điểm sôi cao hơn vào ống dẫn để truyền áp suất.
- Không được ngắt riêng lẻ các bộ phận, tránh va đập mạnh
- Không được làm cong ống mao dẫn đường kính chỗ cong > 20 mm
Nhiệt kế kiểu áp kế sử dụng môi chất lỏng cần được kiểm định định kỳ mỗi 6 tháng Cần chú ý đến vị trí của đồng hồ sơ cấp và thứ cấp để tránh sai số do cột áp của chất lỏng Đối với các môi chất như thủy ngân, độ dài của ống mao dẫn nên được hạn chế dưới 25 m.
Đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt
4.1 Hiệu ứng nhiệt điện và nguyên lý đo:
Giả sử nếu có hai bản dây dẫn nối với nhau và 2 đầu nối có nhiệt độ khác nhau thì sẽ xuất hiện suất điện động
(sđđ) nhỏ giữa hai đầu nối do đó sinh ra hiệu ứng nhiệt
Nguyên lý: Dựa vào sự xuất hiện sđđ trong mạch khi có độ chênh nhiệt độ giữa các đầu nối
Cấu tạo của mạch điện gồm nhiều dây dẫn khác loại với nhiệt độ khác nhau giữa các đầu nối, tạo ra sự xuất hiện của điện áp ký sinh tại các điểm tiếp xúc Điều này dẫn đến việc hình thành điện áp tổng trong toàn bộ mạch.
EAB(t,to) = eAB(t) + eBA(to)
= eAB(t) + eAB(to) eAB(t), eBA(to) là sđđ ký sinh hay điện thế tại điểm có nhiệt độ t và to Nếu t = to thì
Trong mạch không có suất điện động (sđđ), giá trị EAB(t,to) bằng 0 Tuy nhiên, trong thực tế, để thực hiện việc đo lường, chúng ta cần thêm một dây dẫn thứ ba Khi đó, sẽ xuất hiện các trường hợp sđđ sinh ra toàn mạch, bao gồm tổng các sđđ ký sinh tại các điểm nối, như được thể hiện trong hình vẽ.
EAB(t,to) = eAB(t) + eBC(to) + eCA(to)
Mà eBC(to) + eCA(to) = - eAB(to) (= eBA(to)) EABC(t,to) = EAB(t,to) Vậy sđđ sinh ra không phụ thuộc vào dây thứ 3
Khi nối hai đầu của hai dây kia có nhiệt độ không đổi (to)
- Trường hợp này tương tự ta cũng có:
EABC(t,to) = eAB(t) + eBC(t1) + eCB(t1) + eBA(to) EAB(t, to)
Chú ý: - Khi nối cặp nhiệt với dây dẫn thứ 3 thì những điểm nối phải có nhiệt độ bằng nhau
- Vật liệu cặp nhiệt phải đồng nhất theo chiều dài
4.2 Các phương pháp nối cặp nhiệt:
* Nguyên lý : a Cách mắc nối tiếp thuận :
Khi đo nhiệt độ nhỏ, cần chú ý đến việc mắc nối tiếp nghịch để đảm bảo độ chính xác cao hơn Phương pháp này giúp tạo ra góc quay lớn cho kim chỉ, từ đó mang lại kết quả đo chính xác hơn.
Dùng để đo hiệu nhiệt độ giữa hai điểm và thường chọn cặp nhiệt có đặc tính thẳng nhiệt độ đầu tự do như nhau c Cách mắc song song
Sử dụng để đo nhiệt độ trung bình của một số điểm d Cách mắc để bù đầu lạnh cho cặp nhiệt chính
4.3 Bù nhiệt độ đầu lạnh của cặp nhiệt:
Để xác định nhiệt độ t từ cặp nhiệt, bạn cần biết nhiệt độ đầu lạnh to của cặp nhiệt Dựa vào bảng quy đổi, bạn có thể tìm ra nhiệt độ t thông qua giá trị đọc được từ cặp nhiệt, thường có giá trị đầu vào là 0 oC.
- Nếu quan hệ là đường thẳng thì ta chỉ cần điều chỉnh kim đi một đoạn t – t’ = to’ – to
- Thêm vào mạch cặp nhiệt 1 sđđ bằng sđđ EAB(to’, to)
Người ta láy điện áp từ cầu không cân bằng một chiều gọi là cầu bù Ký hiệu KT –
Nguyên lý : Tạo ra điện áp Ucd ≈ EAB(to’, to), được điều chỉnh bằng Rs và nguồn Eo
Trong mạch điện 4V, các điện trở R1, R2, R3 được chế tạo từ mangan (Mn), trong khi điện trở Rx được làm bằng niken (Ni) hoặc đồng (Cu) Khi nhiệt độ thay đổi, điện trở Rx cũng sẽ thay đổi, dẫn đến sự điều chỉnh tự động của điện áp Ucd tương ứng với EAB tại các thời điểm to’ và to.
Khi thực hiện quá trình bù dây, cần đảm bảo nhiệt độ đầu tự do không thay đổi Điều này có thể được thực hiện bằng cách đặt đầu đo trong ống dầu và ngâm trong nước đá đang tan Ngoài ra, trong một số trường hợp, có thể sử dụng hộp nhồi chất cách nhiệt và chôn dưới đất hoặc đặt vào các buồng hằng nhiệt để duy trì nhiệt độ ổn định.
4.4 Vật liệu dùng chế tạo cặp nhiệt và các cặp nhiệt thường dùng:
Bạch kim tinh khiết thường được chọn làm tiêu chuẩn do độ bền hóa học cao, tính chất được nghiên cứu kỹ lưỡng, nhiệt độ nóng chảy cao và khả năng dễ dàng điều chế Ngoài ra, vật liệu này còn được phân loại thành dương tính và âm tính, tạo ra sự đa dạng trong ứng dụng.
Yêu cầu của các kim loại :
Có tính chất nhiệt điện ổn định theo thời gian, vật liệu này chịu được nhiệt độ cao và có độ bền hóa học tốt Nó không bị khuếch tán hay biến mất, và sức điện động sinh ra thay đổi theo đường thường tương ứng với nhiệt độ.
- Độ dẫn điện lớn, hệ số nhiệt độ điện trở nhỏ, có khả năng sản xuất hàng loạt, rẻ tiền
Đầu nóng của cặp nhiệt được thiết kế với việc xoắn lại và hàn với nhau, có đường kính dây cực từ 0,35 đến 3 mm, với số vòng xoắn từ 2 đến 4 vòng Ngoài ra, ống sứ có thể được thay thế bằng các loại vật liệu khác như cao su hoặc tơ nhân tạo.
(100 o C ÷ 130 o C), hổ phách (250 o C), thủy tinh (500 o C), thạch anh (1000 o C), ống sứ
- Vỏ bảo vệ : Thường trong phòng thí nghiệm thì không cần, còn trong công nghiệp thì phải có
- Dây bù nối từ cặp nhiệt đi phía trên có hộp bảo vệ
Yêu cầu của vỏ bảo vệ
- Chịu nhiệt độ cao và biến đổi đột ngột của nhiệt độ
- Chống ăn mòn cơ khí và hóa học
- Hệ số dẫn nhiệt cao
- Thường dùng thạch anh, đồng, thép không rỉ để làm vỏ bảo vệ
Một số cặp nhiệt thường dùng : Ứng với mỗi loại cặp nhiệt có một loại dây bù riêng, dây bù thường được cấu tạo dây đôi
Ví dụ : Loại dây bù Ca, Ni
XA dây bù Cu – Costantan
4.5 Đồng hồ thứ cấp dùng với cặp nhiệt
Đo nhiệt độ bằng nhiệt kế điện trở
Điện trở là đặc tính vật liệu liên quan đến nhiệt độ, cho phép xác định nhiệt độ chỉ bằng cách đo điện trở Hệ thống đo nhiệt độ dựa trên nguyên tắc này bao gồm phần tử nhạy cảm nhiệt, hay còn gọi là nhiệt kế điện trở, cùng với dây nối và đồng hồ thứ cấp Sử dụng nhiệt kế điện trở, người dùng có thể đạt được độ chính xác cao, lên tới 0,02 °C.
5.1 Vật liệu dùng chế tạo nhiệt kế điện trở:
* Yêu cầu chung đối với vật liệu làm điện trở:
- Có điện trở suất ρ đủ lớn để điện trở ban đầu R0 lớn mà kích thước nhiệt kế vẫn nhỏ
- Hệ số nhiệt điện trở của nó tốt nhất là luôn luôn không đổi dấu, không triệt tiêu
- Có đủ độ bền cơ, hoá ở nhiệt độ làm việc
- Dễ gia công và có khả năng thay lẫn
Các cảm biến nhiệt thường được chế tạo bằng Pt và Ni Ngoài ra còn dùng Cu, W
+ Có thể chế tạo với độ tinh khiết rất cao (99,999%) do đó tăng độ chính xác của các tính chất điện
Với tính trơ về mặt hóa học và cấu trúc tinh thể ổn định, vật liệu này đảm bảo duy trì tính ổn định cao trong các đặc tính dẫn điện trong suốt quá trình sử dụng.
+ Hệ số nhiệt điện trở ở 0oC bằng 3,9.10-3/ 0 C
+ Điện trở ở 100oC lớn gấp 1,385 lần so với ở 0 o C
+ Dải nhiệt độ làm việc khá rộng từ -200 o C ÷1000 o C
+ Có độ nhạy nhiệt cao, bằng 4,7.10-3/ o C
+ Điện trở ở 100oC lớn gấp 1,617 lần so với ở 0 o C
+ Dễ bị oxy hoá khi ở nhiệt độ cao làm giảm tính ổn định
+ Dải nhiệt độ làm việc thấp hơn 250 o C
Đồng được sử dụng trong các ứng dụng điện trở nhờ vào tính tuyến tính cao của nó theo nhiệt độ Tuy nhiên, do hoạt tính hóa học cao, nhiệt độ làm việc của đồng thường không vượt quá 180°C Với điện trở suất nhỏ, để chế tạo điện trở có giá trị lớn, cần tăng chiều dài dây, từ đó làm tăng kích thước của điện trở.
Wolfram có độ nhạy nhiệt và độ tuyến tính cao hơn platin, cho phép hoạt động ở nhiệt độ cao hơn Với khả năng chế tạo sợi rất mảnh, wolfram có thể sản xuất các điện trở cao với kích thước nhỏ Tuy nhiên, ứng suất dư sau khi kéo sợi khó được triệt tiêu hoàn toàn qua quá trình ủ, dẫn đến giảm tính ổn định của điện trở Nhiệt độ T được đo bằng độ C.
T 0 =0 0 C và A, B, C là các hệ số thực nghiệm điện trở thường dùng và cấu tạo
5.2 Các nhiệt kế điện trở thường dùng và cấu tạo: Để tránh sự làm nóng đầu đo dòng điện chạy qua điện trở thường giới hạn ở giá trị một vài mA và điện trở có độ nhạy nhiệt cao thì điện trở phải có giá trị đủ lớn
Để đạt được hiệu quả trong việc sử dụng điện trở, cần giảm tiết diện hoặc tăng chiều dài dây Tuy nhiên, việc giảm tiết diện sẽ làm giảm độ bền, dễ dẫn đến đứt dây, trong khi tăng chiều dài lại làm tăng kích thước điện trở Thông thường, người ta chọn điện trở R ở 0°C khoảng 100Ω, với điện trở platin có đường kính dây vài μm và chiều dài khoảng 10cm, sau khi quấn lại sẽ tạo ra nhiệt kế dài khoảng 1cm Các sản phẩm thương mại thường có điện trở ở 0°C là 50Ω, 500Ω và 1000Ω, trong đó các điện trở lớn thường được sử dụng để đo ở dải nhiệt độ thấp.
Nhiệt kế công nghiệp được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng trong ngành công nghiệp, với vỏ bọc chắc chắn giúp chống lại va chạm mạnh và rung động Chúng thường có điện trở kim loại được cuốn và bảo vệ trong thủy tinh hoặc gốm, đồng thời được đặt trong vỏ bảo vệ bằng thép để đảm bảo độ bền và chính xác trong quá trình sử dụng.
Nhiệt kế công nghiệp dùng điện trở platin
1) Dây platin 5) Sứ cách điện
2) Gốm cách điện 6) Trục gá
9) Xi măng – Nhiệt kế bề mặt:
Nhiệt kế bề mặt là thiết bị dùng để đo nhiệt độ trên bề mặt của vật rắn, thường được chế tạo bằng phương pháp quang hoá Chúng sử dụng vật liệu điện trở như Ni, Fe-Ni hoặc Pt, với lớp kim loại dày khoảng vài micromet và kích thước nhiệt kế khoảng 1cm².
Nhiệt kế bề mặt Đặc trưng chính của nhiệt kế bề mặt:
– Độ nhạy nhiệt : ~5.10-3/oC đối với trường hợp Ni và Fe-Ni
~4.10-3/oC đối với trường hợp Pt
– Dải nhiệt độ sử dụng: -195oC ÷ 260oC đối với Ni và Fe-Ni
-260oC ÷1400oC đối với Pt
Khi sử dụng nhiệt kế bề mặt cần đặc biệt lưu ý đến ảnh hưởng biến dạng của bề mặt đo
5.3 Nhiệt kế điện trở đồng: Được sử dụng trong một số trường hợp nhờ độ tuyến tính cao của điện trở theo nhiệt độ Tuy nhiên, hoạt tính hoá học của đồng cao nên nhiệt độ làm việc thường không vượt quá 180 o C Điện trở suất của đồng nhỏ, do đó để chế tạo điện trở có điện trở lớn phải tăng chiều dài dây làm tăng kích thước điện trở
5.4 Nhiệt kế điện trở bạch kim:
+ Có thể chế tạo với độ tinh khiết rất cao (99,999%) do đó tăng độ chính xác của các tính chất điện
Với tính trơ về mặt hóa học và cấu trúc tinh thể ổn định, vật liệu này đảm bảo độ ổn định cao cho các đặc tính dẫn điện trong suốt quá trình sử dụng.
+ Hệ số nhiệt điện trở ở 0oC bằng 3,9.10-3/ 0 C
+ Điện trở ở 100oC lớn gấp 1,385 lần so với ở 0 o C
+ Dải nhiệt độ làm việc khá rộng từ -200 o C ÷1000 o C
5.5 Nhiệt kế điện trở sắt và nikel:
+ Có độ nhạy nhiệt cao, bằng 4,7.10-3/ o C
+ Điện trở ở 100oC lớn gấp 1,617 lần so với ở 0 o C
+ Dễ bị oxy hoá khi ở nhiệt độ cao làm giảm tính ổn định
+ Dải nhiệt độ làm việc thấp hơn 250 o C
5.6 Nhiệt kế điện trở bán dẫn:
Hỗn hợp bột oxyt được trộn với tỉ lệ thích hợp, sau đó nén định hình và thiêu kết ở nhiệt độ khoảng 1000°C Các dây nối kim loại được hàn tại hai điểm trên bề mặt và được phủ một lớp kim loại Bên ngoài có thể được bọc bằng vỏ thủy tinh.
Nhiệt điện trở có độ nhạy nhiệt cao, cho phép phát hiện những biến thiên nhiệt độ nhỏ đến 10-4 -10-3K Với kích thước cảm biến nhỏ, nó có khả năng đo nhiệt độ tại từng điểm cụ thể Thời gian hồi đáp nhanh nhờ vào nhiệt dung cảm biến nhỏ Tùy thuộc vào thành phần chế tạo, dải nhiệt độ làm việc của cảm biến nhiệt điện trở dao động từ vài độ đến khoảng 300 o C.
