Trong các hệ thống HVAC, tự động hóa tòa nhà và sản xuất công nghiệp, cảm biến nhiệt độ PT100 và PT1000 là hai loại cảm biến nhiệt điện trở được sử dụng phổ biến nhờ độ ổn định và khả năng đo lường lặp lại tốt. Cả hai đều sử dụng phần tử đo bằng bạch kim, hoạt động dựa trên sự thay đổi điện trở theo nhiệt độ và có đặc tính đo được quy định trong tiêu chuẩn IEC 60751.

Vậy PT100 và PT1000 khác nhau như thế nào? Loại nào phù hợp hơn với hệ thống HVAC, đường dây dẫn dài hoặc ứng dụng đo nhiệt độ công nghiệp?

CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ PT100 LÀ GÌ?

Cảm biến nhiệt độ PT100 là loại cảm biến nhiệt điện trở bạch kim có điện trở danh định 100 Ω tại 0 °C. Khi nhiệt độ thay đổi, điện trở của phần tử bạch kim cũng thay đổi theo một đặc tính ổn định và có thể xác định trước. Bộ điều khiển hoặc thiết bị đo sẽ đọc giá trị điện trở, sau đó chuyển đổi thành nhiệt độ tương ứng.

PT100 thuộc nhóm RTD (Resistance Temperature Detector), nghĩa là cảm biến nhiệt độ hoạt động dựa trên nguyên lý đo điện trở. Nhờ đặc tính đo ổn định, độ chính xác tốt và khả năng lặp lại cao, cảm biến PT100 được ứng dụng trong nhiều hệ thống đo nhiệt độ công nghiệp.

Trong thực tế, cảm biến nhiệt độ PT100 được sử dụng trong hệ thống HVAC, thiết bị gia nhiệt, lò hơi, hệ thống nước lạnh, dây chuyền chế biến thực phẩm, sản xuất hóa chất, dược phẩm và thiết bị đo lường phòng thí nghiệm.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến PT100

Đặc tính điện trở và nhiệt độ của cảm biến PT100 được quy định trong tiêu chuẩn IEC 60751. Với hệ số nhiệt điện trở danh định α = 0,00385 °C⁻¹, điện trở của PT100 thay đổi khoảng 0,385 Ω cho mỗi 1 °C gần mức 0 °C.

Ví dụ, tại 0 °C, điện trở danh định của PT100 là 100 Ω. Khi nhiệt độ tăng lên 100 °C, điện trở đạt khoảng 138,51 Ω. Bộ đo sử dụng mối quan hệ này để xác định nhiệt độ thực tế.

Do đặc tính điện trở thay đổi theo nhiệt độ có tính ổn định và khả năng tái lập tốt, cảm biến nhiệt độ PT100 phù hợp với những ứng dụng cần giám sát và kiểm soát nhiệt độ liên tục.

CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ PT1000 LÀ GÌ?

Cảm biến nhiệt độ PT1000 cũng là một loại cảm biến nhiệt điện trở bạch kim RTD, nhưng có điện trở danh định 1000 Ω tại 0 °C, cao gấp 10 lần PT100. Hai loại sử dụng cùng hệ số nhiệt điện trở danh định theo IEC 60751 và có quan hệ điện trở với nhiệt độ tương tự nhau.

Tại 100 °C, điện trở của PT1000 đạt khoảng 1385,1 Ω. Gần mức 0 °C, điện trở thay đổi khoảng 3,85 Ω cho mỗi 1 °C, lớn gấp 10 lần mức thay đổi điện trở của PT100.

Cảm biến nhiệt độ PT1000 được sử dụng rộng rãi trong hệ thống HVAC và tự động hóa tòa nhà, nơi việc giám sát nhiệt độ phòng, nhiệt độ không khí và nhiệt độ nước có vai trò quan trọng đối với hoạt động của hệ thống. Ngoài HVAC, cảm biến PT1000 còn được sử dụng trong một số thiết bị đo năng lượng nhiệt, hệ thống điều khiển sử dụng pin và các thiết bị điện tử cần cân nhắc mức tiêu thụ điện.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến PT1000

Cảm biến PT1000 hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi sự thay đổi nhiệt độ thành sự thay đổi điện trở của bạch kim. Khi nhiệt độ tăng, điện trở tăng; khi nhiệt độ giảm, điện trở giảm theo đặc tính đã được tiêu chuẩn hóa.

Điểm khác biệt đáng chú ý nằm ở độ lớn của tín hiệu điện trở. Với cùng một mức thay đổi nhiệt độ, PT1000 tạo ra biến thiên điện trở lớn hơn PT100. Điều này giúp tín hiệu đo ít bị ảnh hưởng tương đối bởi một lượng điện trở ký sinh nhất định từ dây dẫn và tiếp điểm, đặc biệt trong mạch đo 2 dây.

PT100 VÀ PT1000 KHÁC NHAU THẾ NÀO?

Sự khác biệt cơ bản giữa cảm biến nhiệt độ PT100 và PT1000 nằm ở điện trở danh định tại 0 °C: PT100 có giá trị 100 Ω, trong khi PT1000 có giá trị 1000 Ω. Từ khác biệt này, hai loại cảm biến có những điểm khác nhau về độ nhạy điện trở và ảnh hưởng tương đối của điện trở dây dẫn trong mạch đo. Bảng so sánh PT100 và PT1000: 

CÂU HỎI THƯỜNG GẶP VỀ CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ PT100 VÀ PT1000

PT100 hay PT1000 chính xác hơn?

Độ chính xác phụ thuộc vào nhiều yếu tố như cấp dung sai của cảm biến, chất lượng phần tử đo, thiết bị đọc tín hiệu và cách đấu dây. Khi sử dụng cùng cấp dung sai theo IEC 60751, PT100 và PT1000 có thể có sai số cho phép theo nhiệt độ tương đương.

PT1000 có nhạy hơn PT100 không?

Có, nếu xét theo mức thay đổi điện trở khi nhiệt độ thay đổi. Gần 0 °C, PT1000 thay đổi khoảng 3,85 Ω/°C, trong khi PT100 thay đổi khoảng 0,385 Ω/°C. 

PT100 và PT1000 có cùng dải nhiệt độ đo không?

Về nguyên lý, cả hai có thể được thiết kế để hoạt động trong những dải nhiệt độ tương tự nhau. IEC 60751 quy định đặc tính điện trở theo nhiệt độ cho nhiệt điện trở bạch kim trong phạm vi tiêu chuẩn áp dụng, thường được tham chiếu từ -200 °C đến 850 °C.

Tuy nhiên, không phải mọi cảm biến PT100 hoặc PT1000 đều đo được toàn bộ dải này. Dải nhiệt độ thực tế phụ thuộc vào cấu tạo phần tử đo, vỏ bảo vệ, vật liệu cáp và giới hạn vận hành của từng model.

Làm thế nào để phân biệt cảm biến PT100 và PT1000?

Ở nhãn sản phẩm, mã model hoặc tài liệu kỹ thuật, nhà sản xuất thường cung cấp đầy đủ thông tin về loại cảm biến. Trong trường hợp không có thông tin, có thể đo điện trở của phần tử bằng đồng hồ vạn năng khi cảm biến đã được ngắt khỏi mạch điện.

Ở nhiệt độ khoảng 20 °C, PT100 thường có điện trở khoảng 107,8 Ω, còn PT1000 khoảng 1077,9 Ω. Giá trị thực tế thay đổi theo nhiệt độ môi trường. Với cảm biến 3 dây hoặc 4 dây, cần xác định đúng các đầu dây theo sơ đồ đấu nối của nhà sản xuất trước khi đo.

Có thể sử dụng PT1000 với bộ điều khiển PT100 không?

Không nên kết nối trực tiếp nếu bộ điều khiển chỉ hỗ trợ PT100. Thiết bị có thể diễn giải sai điện trở của PT1000 và hiển thị nhiệt độ không chính xác hoặc báo lỗi. Nếu bộ điều khiển hỗ trợ lựa chọn nhiều loại RTD, hãy kiểm tra menu cài đặt và chọn đúng PT100 hoặc PT1000. Nếu không hỗ trợ, cần sử dụng cảm biến tương thích hoặc bộ chuyển đổi tín hiệu phù hợp.

Xem thêm: Cảm biến PT100 2 dây, 3 dây và 4 dây khác nhau thế nào? 

NÊN CHỌN CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ PT100 HAY PT1000?

Việc lựa chọn cảm biến nhiệt độ PT100 hay PT1000 nên bắt đầu từ thiết bị đọc tín hiệu và điều kiện lắp đặt.

Trước tiên, hãy kiểm tra bộ điều khiển, PLC, đồng hồ đo hoặc bộ chuyển đổi tín hiệu có hỗ trợ loại cảm biến dự kiến sử dụng hay không. Đây là điều kiện quan trọng nhất để bảo đảm cảm biến hoạt động đúng và cung cấp dữ liệu nhiệt độ đáng tin cậy.

Tiếp theo, cần xem xét chiều dài đường dây và kiểu đấu nối. PT1000 thường có lợi thế trong mạch 2 dây nhờ ảnh hưởng tương đối nhỏ hơn của điện trở dây dẫn. Với các ứng dụng công nghiệp yêu cầu độ chính xác cao, PT100 kết hợp mạch đo 3 dây hoặc 4 dây phù hợp vẫn là lựa chọn đáng cân nhắc.

Đối với hệ thống HVAC và tự động hóa tòa nhà, nên ưu tiên cảm biến đáp ứng được dải nhiệt độ cần đo, tương thích với bộ điều khiển và phù hợp với vị trí lắp đặt như phòng, ống gió hoặc đường ống nước. 

• PT100 phù hợp với nhiều hệ thống đo nhiệt độ công nghiệp cần cấu hình đo lường chuyên dụng
• PT1000 có lợi thế trong nhiều mạch đo 2 dây và ứng dụng HVAC. 

Không có lựa chọn tối ưu cho mọi trường hợp; hãy lựa chọn loại đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và tương thích với toàn bộ hệ thống. Khi lựa chọn cảm biến nhiệt độ PT100 hoặc PT1000, hãy đối chiếu tài liệu kỹ thuật của cảm biến và bộ điều khiển để xác định đúng loại đầu vào, cấp dung sai, kiểu đấu dây và dải nhiệt độ làm việc.