Cảm biến là gì? Cấu tạo của cảm biến ra sao? Có mấy loại cảm biến trên thị trường? Hãy cùng Blog Thiết Bị Điện tìm hiểu chi tiết thông tin kiến thức xoay quanh cảm biến trong bài viết sau đây.
Là một trong những thiết bị điện tử phổ biến trong cuộc sống, cảm biến đóng vai trò then chốt cho việc nhận biết các yếu tố vật lý hoặc hóa học từ môi trường. Vậy cảm biến là gì? Cảm biến có cấu tạo như thế nào? Nội dung được BLOG THIẾT BỊ ĐIỆN chia sẻ sau đây sẽ giúp bạn có cái nhìn tổng quan nhất.
Cảm biến là gì?
Cảm biến hay sensor là một thiết bị điện tử nhận biết các yếu tố vật lý hoặc hóa học từ môi trường như: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất hay chuyển động,….. các thông tin này sẽ được cảm biến chuyển đi dưới dạng tin mã hóa và xuất về màn hình hoặc máy tính.
Cấu tạo của cảm biến
Hầu hết các loại cảm biến đều được tạo nên từ sensor phần tử điện và có khả năng thay đổi tính chất theo sự thay đổi từ môi trường (đầu dò). Theo đó, thiết kế của cảm biến khá nhỏ gọn, tiện lợi, những tín hiệu phát ra đều được quy chuẩn theo mức điện áp và dòng điện thông dụng, phù hợp cho các bộ điều khiển của các thiết bị, máy móc.
Phân loại cảm biến
Đối với cảm biến, người ta chia thành 4 kiểu cảm biến chính. Cụ thể như sau:
- Phân theo hoạt động và bị động: cảm biến hoạt động đòi hỏi tín hiệu kích thích từ bên ngoài hoặc bên trong nguồn, còn cảm biến thụ động không yêu cầu như thế;
- Phân loại theo phương tiện phát hiện dùng trong cảm biến: thường là điện, sinh học, hóa học hay phóng xạ,…;
- Phân loại theo đầu ra và đầu vào: thường là quang điện, nhiệt điện, điện hóa, điện từ,….;
- Phân theo công nghệ: cảm biến có thể tạo nên từ công nghệ analog hay kỹ thuật số. Đối với công nghệ analog, cảm biến tạo một đầu ra analog, tín hiệu đầu ra sẽ liên quan đến đại lượng được do. Còn về công nghệ kỹ thuật số thường dùng để chuyển đổi hoặc truyền tải thông tin;
Bên cạnh đó, người ta còn chia cảm biến (sensor) thành 2 kiểu sau đây:
- Cảm biến vật lý: sóng điện từ, ánh sáng, tia hồng ngoại, tia X, nhiệt độ, áp suất, âm thanh, từ trường,…;
- Cảm biến hóa học: độ ẩm, độ PH, ion, khói,…
Các loại cảm biến thông dụng
Sau đây, cùng Blog Thiết Bị Điện tìm hiểu qua một số loại cảm biến thông dụng được sử dụng thường xuyên trong cuộc sống. Cụ thể như sau.
Cảm biến nhiệt
Cảm biến nhiệt là loại cảm biến phổ biến nhất trên thị trường hiện nay, loại này dùng để đo nhiệt độ trong các môi trường như: không khí, nước, chất lỏng,… Theo đó, cảm biến nhiệt có 2 bộ phận chính: đầu nóng và đầu lạnh, phần đầu nóng tiếp xúc trực tiếp với nơi cần đo đạc, còn đầu lạnh nối với bộ điều khiển hoặc bộ mã hóa, sau đó truyền tới máy tính.
Cảm biến nhiệt hoạt động khi nhiệt độ của môi trường thay đổi và tác động đến nhiệt độ ở đầu nóng và đầu lạnh, đầu nóng xuất hiện hiệu điện thế, theo đó hiệu điện thế giữa hai đầu sẽ chênh lệch, sau đó đưa tín hiệu về bộ điều khiển được nối với dây đầu lạnh, tiếp đấy PLC tiến hành phân tích và đưa ra chế độ làm việc phù hợp cho máy móc, thiết bị.
Về tính ứng dụng thì cảm biến nhiệt dùng trong ngành công nghiệp là nhiều, để cho cảm biến nhiệt hoạt động bình thường thì cần phải có nguồn cung ổn định và đúng với kỹ thuật. Ngoài ra cần thêm 1 bù nhiễu để giảm đi sai số và 1 đồng hồ đo nhiệt để lưu thông số và hiển thị kết quả đo trên màn hình.
Cảm biến quang học
Cảm biến quang học (Light Sensor) được cấu tạo nên từ những linh kiện bán dẫn. Theo đó, cảm biến quang học sẽ thay đổi đổi tính chất nếu có ánh sáng đi qua, tín hiệu của ánh sáng được chuyển đổi dưới dạng tin tin và truyền về bộ điều khiển nhờ vào các bảng mạch.
Thông thường, có 3 loại cảm biến quang học chính gồm: cảm biến quang hồng ngoại, gương phản xạ và quang khuếch tán.
- Cảm biến quang hồng ngoại: có cấu tạo từ bộ phát ánh sáng, theo hồng ngoại hoặc laser, bộ phận này chuyên nhận tín hiệu của ánh sáng và chuyển thành tín hiệu điện;
- Cảm biến gương phản xạ: thực chất đây là loại cảm biến có một chiếc gương được đặt trước bộ thu và phát, tiếp đó thiết bị sẽ hoạt động khi không có vật cản sáng, tín hiệu truyền tới gương, sau đó phản xạ lại bộ thu, bộ thu lại chuyển tín hiệu quang học sang NPN hoặc PNP;
- Cảm biến khuếch tán: cảm biến loại này có thể phát hiện vật thể từ xa, thường dùng cho máy đếm sản phẩm chạy trên bằng tải hoặc đọc mã vạch hàng hóa loại lớn, vì thế mà cảm biến khuếch tán ứng dụng tốt trong công nghiệp sản xuất và tự động hóa.
Cảm biến áp suất
Cảm biến áp suất dùng cho các bình nén khí, máy nén, áp suất lốp xe,…hay đo áp suất của chất lỏng, áp suất nước. Đối với cảm biến áp suất thường có 3 loại chính: áp suất cầu, biến dung và áp suất biến suất.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất chính dựa trên sự chuyển áp lực dưới dạng khí nén hoặc chất lỏng nén thành tín hiệu, sau đó đưa tín hiệu về bộ thu.
Cảm biến tiệm cận
Cảm biến tiệm cận dùng từ trường để phát hiện ra vật, ứng dụng hầu hết trong ngành công nghiệp. Bên cạnh đó, cảm biến tiệm cận sẽ phát ra trường điện từ, tiếp đó nhận biết vật thể bằng kim loại ở phía trước, sau đó các tín hiệu phát ra sẽ được thu lại và đưa về bộ điều khiển.
Cảm biến tiệm cận có 2 loại chính:
- Cảm biến trường điện từ: loại này dùng trường điện từ để phát hiện vật thể bằng kim loại, hoạt động tốt ngay cả trong môi trường sản xuất công nghiệp khắc nghiệt;
- Cảm biến điện dung: dùng để phát hiện vật thể bằng nhựa hoặc giấy carton, theo đó thì đầu dò cảm biến phát ra điện trường điện dung, vật thể đi ngang qua đầu dò thì tín hiệu điện được xuất ra và đưa về bộ chuyển đổi.
Ứng dụng của cảm biến
Sensor được sử dụng hầu hết trong mọi sinh hoạt và sản xuất hằng ngày, khi sử dụng cảm biến cho các thiết bị, máy móc sẽ giúp tiết kiệm chi phí rất nhiều mà còn bảo vệ và nâng cao tuổi thọ cho thiết bị.
- Đối với sinh hoạt đời thường: cảm biến âm thanh có thể vỗ tay để tắt đèn, cả biến từ trường giúp đèn từ tắt khi không có người, cảm biến hồng ngoại bên trong camera giám sát,…;
- Đối với công nghiệp sản xuất: dùng để ngắt dòng điện khi quá tải, bảo vệ mạch điện cũng như ngăn chặn các sự cố về điện. Bên cạnh đó, cảm biến còn dùng cho nhiều máy móc công nghiệp như máy nén khí, máy áp suất, máy quét,…
Hy vọng với bài viết vừa được blogthietbidien.com chia sẻ, bạn sẽ có thể biết được cảm biến là gì và những loại cảm biến thông dụng trên thị trường. Hãy lan tỏa nội dung này đến với nhiều đọc giả khác nếu bạn cảm thấy thông tin chúng tôi cung cấp bổ ích và hữu dụng bạn nhé.
