Phân biệt dải nhiệt độ và giới hạn nhiệt độ trong cảm biến áp suất
Có sự khác biệt rõ ràng giữa dải nhiệt độ và giới hạn nhiệt độ trong công nghệ cảm biến áp suất theo tiêu chuẩn kỹ thuật. Mặc dù sự phân biệt này có cơ sở khoa học và kỹ thuật, nhưng đối với người dùng phổ thông không có kiến thức chuyên sâu, việc hiểu sự khác nhau giữa hai thuật ngữ này có thể không trực quan.
Khi nhắc đến dải nhiệt độ (temperature range) và giới hạn nhiệt độ (temperature limit) của cảm biến áp suất, nhiều người có thể cho rằng hai khái niệm này giống nhau. Trực giác ban đầu cũng có thể nghĩ rằng dải nhiệt độ là một phạm vi trong khi giới hạn nhiệt độ là điểm biên. Tuy nhiên, nếu nhìn kỹ hơn, cả hai đều được xác định bằng một giá trị thấp nhất và một giá trị cao nhất, chẳng hạn như 0 … 100 °C. Vậy vì sao các tiêu chuẩn kỹ thuật vẫn phân biệt hai thuật ngữ này?
Tiêu chuẩn IEC 61987 và sự phân biệt giữa dải nhiệt độ và giới hạn nhiệt độ
Theo tiêu chuẩn IEC 61987, hai thuật ngữ này không phải là một. Tiêu chuẩn này quy định các đặc tính kỹ thuật của các cảm biến chất lỏng, bao gồm cả cảm biến áp suất. Theo đó:
- Dải nhiệt độ (temperature range): Là khoảng nhiệt độ mà trong đó các thông số kỹ thuật của cảm biến vẫn được đảm bảo – đặc biệt là độ chính xác.
- Giới hạn nhiệt độ (temperature limit): Là giá trị tối thiểu và tối đa mà cảm biến có thể hoạt động mà không bị hư hại, nhưng không nhất thiết phải duy trì độ chính xác hoặc thậm chí hoạt động bình thường.
Điều này có ý nghĩa quan trọng về mặt kỹ thuật. Ví dụ, một cảm biến áp suất có thể đảm bảo đo chính xác trong khoảng nhiệt độ môi trường từ 0 … 100 °C (dải nhiệt độ hoạt động). Tuy nhiên, nó cũng có thể chịu được nhiệt độ từ -20 °C đến 0 °C mà không bị hư hỏng (giới hạn nhiệt độ), mặc dù trong khoảng này nó không cần phải đo chính xác hoặc thậm chí không hoạt động.
Hình 1. Cảm biến áp suất
Vì sao sự khác biệt này là hợp lý?
Thoạt nhìn, sự khác biệt giữa dải nhiệt độ và giới hạn nhiệt độ có vẻ hơi cứng nhắc, nhưng khi xem xét kỹ, điều này lại hoàn toàn hợp lý. Các phần tử cảm biến áp suất – tức là bộ phận đo thực tế – thường có sai số nhiệt độ lớn, thậm chí phi tuyến tính. Nếu không có biện pháp bù nhiệt, cảm biến sẽ không thể đo áp suất chính xác. Do đó, nhà sản xuất phải thực hiện bù nhiệt độ để giảm sai số xuống mức có thể chấp nhận được.
Từ góc độ kinh tế, việc giới hạn cảm biến trong một khoảng nhiệt độ nhất định là hợp lý, thậm chí cần thiết để đảm bảo độ chính xác đo lường. Vì vậy, việc phân biệt giữa dải nhiệt độ hoạt động và giới hạn nhiệt độ chịu đựng là rất quan trọng.
Sự phân biệt này không chỉ áp dụng cho nhiệt độ môi trường mà còn áp dụng cho nhiệt độ môi chất (nhiệt độ của chất lỏng hoặc khí mà cảm biến tiếp xúc). Ngoài ra, nó cũng được sử dụng cho các đặc tính kỹ thuật khác, chẳng hạn như giới hạn quá áp (overpressure limit).
