Điểm khác biệt giữa bộ phát RTD 2 dây, 3 dây và 4 dây là gì?

Trong lĩnh vực tự động hóa, việc đo lường nhiệt độ và các giá trị tương tự từ cảm biến RTD (Resistance Temperature Detector) thường sử dụng các bộ phát tín hiệu với cấu hình 2 dây, 3 dây hoặc 4 dây. Sự khác biệt giữa các cấu hình này nằm ở cách kết nối và độ chính xác của tín hiệu được đo. 

Dưới đây là phân tích chi tiết về sự khác biệt giữa các cấu hình này để giúp bạn lựa chọn phù hợp với ứng dụng thực tế.

Bộ phát RTD 2 dây

– Nguyên lý hoạt động: Cấu hình 2 dây là phương pháp cơ bản nhất, với hai dây dẫn nối cảm biến RTD đến bộ thu tín hiệu (như PLC). Tín hiệu tương tự đo được từ RTD sẽ là tổng của giá trị điện trở cảm biến và điện trở dây dẫn.

– Công thức đo:

(​Trong cấu hình 2 dây , giá trị đầu ra tương tự tới PLC sẽ là tổng của RTD+Rwire+Rwire . Điều này sẽ dẫn đến việc tăng giá trị đọc do thêm điện trở dây dẫn vào khi tính toán điện trở RTD, do đó sẽ đưa ra giá trị đọc không chính xác.)

Độ chính xác: Thấp nhất do điện trở dây dẫn (Rwire) cộng thêm vào kết quả đo, làm giá trị trở nên không chính xác, đặc biệt khi chiều dài dây lớn.

Ứng dụng: Thường chỉ dùng cho các ứng dụng không đòi hỏi độ chính xác cao và khoảng cách ngắn.

​Bộ phát RTD 3 dây

– Nguyên lý hoạt động: Cấu hình 3 dây cải thiện độ chính xác so với 2 dây nhờ sử dụng mạch bù cho một trong các dây dẫn. Nó đo sự chênh lệch điện áp giữa hai điện trở dây dẫn để loại bỏ sai số do điện trở dây dẫn gây ra.

– Công thức đo:

Vrtd = Vôn kế A – Vôn kế B

  – Độ chính xác: Cao hơn cấu hình 2 dây, vì điện trở dây dẫn được bù trừ thông qua việc đo điện áp giữa các dây.

  – Ứng dụng: Phổ biến trong nhiều ứng dụng công nghiệp đòi hỏi độ chính xác vừa phải.

Bộ phát RTD 4 dây

– Nguyên lý hoạt động: Cấu hình 4 dây là phương pháp chính xác nhất. Nó sử dụng hai dây để dẫn dòng điện qua RTD và hai dây khác để đo điện áp. Phương pháp này còn được gọi là phương pháp “thế dòng điện”, nơi giá trị điện áp được chia cho dòng điện để có điện trở thực của RTD.

  – Công thức đo:

  – Độ chính xác: Cao nhất do các mạch đo điện áp và dòng điện được cách ly hoàn toàn, loại bỏ mọi sai số do điện trở dây dẫn.

  – Ứng dụng: Thích hợp cho các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao nhất, thường là trong các ngành công nghiệp như hóa chất, dược phẩm và năng lượng.

Kết luận

– Bộ phát 2 dây: Phù hợp cho các ứng dụng cơ bản, yêu cầu không cao về độ chính xác, và khoảng cách đo ngắn.

– Bộ phát 3 dây: Là lựa chọn phổ biến trong các ứng dụng công nghiệp, cung cấp độ chính xác tốt hơn mà không cần quá nhiều dây dẫn.

– Bộ phát 4 dây: Được sử dụng cho các hệ thống yêu cầu độ chính xác cao nhất, đặc biệt khi độ dài dây lớn và ảnh hưởng của điện trở dây dẫn cần được loại bỏ hoàn toàn.