Sensor Là Gì? Tổng Quan Về Các Loại Cảm Biến Thông Dụng

Sensor là gì? Đây luôn là thắc mắc của đại đa số mặc dù chúng xuất hiện ở xung quanh chúng ta. Chúng ta có thể nhận biết, nhưng lại khó để hiểu biết hết về chúng. Vậy sau đây chúng ta hãy cùng nhau đi tìm hiểu về Sensor là gì nhé.

SENSOR LÀ GÌ? 

Sensor là gì? Sensor là cách gọi chung về các loại cảm biến, đầu dò,… Đây là thiết bị có thể cảm nhận, phát hiện và phản hồi về sự tồn tại của một số sự vật, sự việc từ môi trường xung quanh. Một trong số đó có thể là âm thanh, ánh sáng, nhiệt độ, chuyển động, áp suất,…. Tùy vào từng loại môi trường sẽ có nhiều từng loại cảm biến thích hợp.

Sensor có các bộ phận nhận biết và xử lý tín hiệu cho ra các giá trị khác nhau và truyền đến các bộ phận quản lý và điều khiển để đọc và xử lý.

Do kỹ thuật ngày càng tân tiến nên nhiều loại sensor ra đời, để phân biệt được sự khác nhau ta có thể chia thành các loại sau:

• Cảm biến hoạt động: Là cảm biến cần điện năng bổ sung để chuyển sang tín hiệu điện.
• Cảm biến thụ động: Không cần sử dụng đến tín hiệu nguồn bên ngoài, trực tiếp tạo ra phản ứng đầu ra.
• Cảm biến analog: Tạo ra tín hiệu đầu ra liên tục liên quan đến đại lượng đo.
• Cảm biến kỹ thuật số: hoạt động với dữ liệu hoạt động rời rạc hoặc kỹ thuật số.

CÁC LOẠI CẢM BIẾN THÔNG DỤNG

Ở phần đầu bài viết là một số khải niệm tổng quát về Sensor là gì? Để tìm hiểu sâu hơn về chúng, ta sẽ đi phân tích các loại sensor thông dụng sau đây.

1. Cảm biến nhiệt độ

Cảm biến nhiệt độ được sử dụng để đo nhiệt độ khi nhiệt độ có hiện tượng thay đổi. Từ đó sẽ đưa ra tín hiệu để các bộ đọc xử lý và quy đổi ra nhiệt độ. Cảm biến này được chia thành một số loại như: cặp nhiệt điện, đầu dò nhiệt độ, RTD,… có thể dễ dàng bắt gặp tại một số thiết bị hoặc không gian như: ô tô, điện thoại, laptop, trong công nghiệp và nông nghiệp,…

Cấu tạo bao gồm 3 phần như sau:

• Bộ phận cảm biến hay còn gọi là đầu dò ( thường được làm bằng inox, có nhiều kích thước dễ dàng lựa chọn, bộ phận này có nhiệm vụ tiếp xúc với vật thể.
• Cổng kết nối để đấu dây nguồn.
• Nắp bảo vệ các mối đấu dây điện, chống lại các tác động xung quanh.

Sensor nhiệt độ còn được ưa dùng ở trong nông nghiệp và công nghiệp. Đặc biệt là quá trình thu hoạch và bảo quản sản phẩm. Giúp giám sát được nhiệt độ, đảm bảo nhiệt độ phù hợp để kéo dài thời hạn sử dụng sản phẩm.

Một số sản phẩm thông dụng: Cảm biến PT100,PT50,PT1000,K, R, B, S, E, T,…

2. Cảm biến tiệm cận

Cảm biến tiệm cận hay còn gọi là PROX là loại cảm biến phản ứng khi có vật ở gần. Cảm biến này có thể hoạt động được ở nhiều môi trường dù điều kiện khắc nghiệt.Có hai loại cảm biến tiệm cận là cảm ứng từ và cảm ứng điện dung. Sensor tiệm cận giúp chuyển đổi tín hiệu về sự chuyển động và xuất hiện của vật thể thành tín hiệu tín điện.

Để thực hiện chuyển đổi dựa vào 3 hệ thống sau:

• Hệ thống dùng dòng điện xoáy phát ra từ vật thể kim loại.
• Hệ thống dùng sự thay đổi điện dung phát hiện khi gần vật thể.
• Hệ thống sử dụng nam châm và hệ thống chuyển.

Một số ứng dụng của cảm biến tiệm cận:

• Hệ thống phun và đồng hóa chất lỏng trong sản xuất công nghiệp
• Kiểm soát chất lượng, sự cố sản phẩm trong quá trình sản xuất: giám sát hoạt động của máy dập khuôn, phát hiện lon nhôm, phát hiện kim loại có kích thước nhỏ, phát hiện mực chất lỏng trong bồn có bọt,…
• Kiểm tra gãy mũi khoan, kiểm soát tốc độ động cơ,…

3. Cảm biến hồng ngoại

Cảm biến hồng ngoại là thiết bị dùng để đo và phát hiện ra bức xạ hồng ngoại trong môi trường. Cảm biến này dựa vào ánh sáng để phát hiện ra bước sóng trong phổ hồng ngoại. Khi vật thể đang ở gần cảm biến, đèn LED sẽ phát sáng. Nhận biết bằng 3 định luật sau:

• Định luật Planck: Khi nhiệt độ T ở mọi vật bằng O độ Kelvin đều phát ra bức xạ.
• Định luật Stephan Boltzmann: Một vật đen liên quan đến nhiệt độ tuyệt đối có thể tổng lại năng lượng phát ra ở mọi bước sóng.
• Định luật dịch chuyển Wien: Khi các vật thể có nhiệt độ khác nhau sẽ phát ra quang phổ cực đại ở các bước sóng khác nhau.

Cảm biến hồng ngoại được chia thành hai loại là chủ động và thụ động. Đã và đang được sử dụng phổ biến, ở trong nhiều lĩnh vực mà môi trường khác nhau. Một số ứng dụng nổi bật của chúng cần kể đến như:

• Cảm biến phát hiện người, chống trộm an toàn.
• Cảm biến bật tắt điện, tiện ích tiết kiệm điện.
• Cảm biến có thể đo nhiệt độ
• Cảm biến đếm sản phẩm
• Cảm biến sử dụng trong quốc phòng: tên lửa, máy bay hồng ngoại.

4. Cảm biến áp suất

Cảm biến áp suất là thiết bị chuyển đổi tín hiệu của áp suất sang tín hiệu điện. Dùng để đo áp suất và các ứng dụng liên quan đến áp suất. Được sử dụng trong các đường chứa ống nước, khí, dầu,…. Tín hiệu sau khi đo được sẽ truyền về biến tần và PLC để xử lý

Cảm biến áp suất cũng tương tự như một số cảm biến khác, gồm hai bộ phận: cảm biến và khối xử lý. Một số ứng dụng được vận hành với cảm biến áp suất:

• Đo áp suất nước, khí nén, áp suất thủy lực, khí gas và một số chất lỏng khác,…
• Dùng để đo áp suất cho các hệ thống lò hơi, các máy nén khí, các trạm bơm, những nơi có nhiệt độ cao, dễ cháy nổ.
• Lắp đặt cảm biến áp suất ở các xe ben thủy lực để giám sát áp suất không làm ảnh hưởng đến lực kéo của ben.
• Cảm biến áp suất còn được sử dụng đo ở các tank chứa nước và nguyên liệu.

5. Cảm biến vị trí

Cảm biến này là một phương pháp dùng để xác định vị trí,do khoảng cách di chuyển của vật đến một vị trí tham cố. Có thể là khoảng cách giữa hai điểm, khoảng cách di chuyển, di chuyển bằng chuyển động góc,… Ngoài ra còn có thể phát hiện được vị trí khi vật thể đó vắng mặt trong phạm vi tham chiếu.

Để làm rõ được các tính năng của cảm biến vị trí, có thể chia thành các loại như sau:

• Cảm biến vị trí đo điện thế: Được vận hành trên quy tắc hiệu ứng điện trở. Một rãnh điện hoạt động như một yếu tố cảm biến.
• Cảm biến vị trí điện dung theo cách thay đổi hằng số điện môi và thay đổi vùng chồng lấp.
• Cảm biến vị trí từ tính: Cảm biến này hoạt động gồm các thành phần nam châm vị trí. Đo khoảng cách giữa đầu thanh cảm biến và nam châm vị trí.
• Cảm biến vị trí dựa trên hiện tại: Cảm biến phát hiện được sự có mặt, vắng mặt của vật liệu dây dẫn. Không làm ảnh hưởng đến trường thứ cấp và trở kháng của cuộn dây.
• Cảm biến vị trí dựa trên hiệu ứng hall: Bộ phận chuyển động liên kết cùng nam châm đặt ở trục cảm biến từ đó hình thành yếu tố hall.
• Cảm biến vị trí quang: Hoạt động theo hai cơ chế: ánh sáng từ một đầu và nhận ở một đầu và ánh sáng truyền đi phản xạ từ vật thể.

Cảm biến này được ứng dụng trong các thiết bị y tế, máy đóng gói, Robot xếp bao, xe ô tô, hệ thống máy bay fly – by – wire,…

Bài viết trên đã tổng hợp các kiến thức về sensor. Hy vọng sẽ giúp bạn hiểu hơn sensor là gì? để ứng dụng vào trong cuộc sống.