Cảm biến là gì? Bạn đã biết có bao nhiêu loại cảm biến được ứng dụng vào nền công nghiệp như thế nào? Cùng tìm hiểu câu trả lời qua nội dung của bài viết sau.
Cảm biến là gì?
Cảm biến hay sensor cảm biến được định nghĩa như sau:
- Cảm: là sự cảm nhận của thiết bị trong môi trường đo.
- Biến: là sự biến đổi của môi trường đó.
Như vậy, cảm biến là thiết bị có thể cảm nhận được sự biến đổi của môi trường cần đo. Nó sẽ biến đổi thành tín hiệu điện để thu thập thông tin về trạng thái và quá trình đã đo rồi hiển thị ra ngoài.
Thông tin đã thu thập sẽ được xử lý để rút ra tham số định tính hoặc định lượng trong môi trường. Những số liệu này góp phần phục vụ nhu cầu nghiên cứu khoa học, phục vụ truyền và xử lý thông tin, hay điều khiển các quá trình khác.
Thông thường, cảm biến thường sẽ được đặt trong vỏ bảo vệ thành đầu thu hay đầu dò, có thể có kèm theo các mạch điện hỗ trợ. Trong nhiều trường hợp, người ta gọi trọn bộ đó là “cảm biến”, trừ vật có kích thước lớn và một số loại chi tiết khác như núm của công tắc bật đèn của tủ lạnh.
Cấu tạo
Cấu tạo của cảm biến được thiết kế khá nhỏ gọn
Hiện nay, có rất nhiều loại cảm biến phục vụ cho những mục đích khác nhau nhưng tựu chung lại thì chúng đều được làm từ sensor phần tử điện có thể biến đổi tính chất theo sự thay đổi của môi trường.
Cấu tạo của cảm biến bao gồm các mạch điện tạo thành hệ thống hoàn chỉnh được đóng nhỏ gọn. Tín hiệu phát ra sẽ được quy chuẩn theo mức điện áp và dòng điện phù hợp nhất với các bộ điều khiển.
Vai trò
Ứng dụng của cảm biến trong bài toán điều khiển hệ thống tự động hoá và điều khiển quá trình như sau:
- “Cảm nhận” tín hiệu điều khiển ra và vào.
- Đo đạc các giá trị.
- Giới hạn cảm nhận về đại lượng vật lý cần đo.
Phân loại
Các hiện tượng cần cảm biến rất phong phú, đa dạng. Do đó, các loại cảm biến mới cũng liên tục ra đời và phát triển. Việc phân loại cảm biến tương đối phức tạp vì khó đưa ra các tiêu chí để phân loại cho tập hợp các hiện tượng đa dạng như vậy. Cho đến hiện tại, tạm thời, người ta chia cảm biến theo một số tiêu chuẩn xác định.
– Theo tính chất thì chia cảm biến thành hai nhóm chính:
+ Cảm biến vật lý: nhiệt độ, âm thanh, áp suất, hồng ngoại, tử ngoại, sóng điện từ, ánh sáng, tia X, tia gamma, hạt bức xạ, rung động, khoảng cách, chuyển động, gia tốc, từ trường,,…
+ Cảm biến hóa học: độ PH, độ ẩm, khói, các ion, hợp chất đặc hiệu,,…
– Cảm biến chia theo dạng chủ động và thụ động:
+ Cảm biến chủ động không dùng điện năng bổ sung để chuyển sang tín hiệu điện. Tiêu biểu là cảm biến áp điện bằng gốm, nó có thể chuyển áp suất thành điện tích trên bề mặt. Các anten trên các thiết bị điện tử cũng thuộc kiểu cảm biến chủ động.
+ Cảm biến thụ động sẽ sử dụng điện năng bổ sung để chuyển sang tín hiệu điện. Ví dụ như photodiode khi chiếu ánh sáng chiếu thì điện trở tiếp giáp bán dẫn p-n sẽ phân cực ngược. Các cảm biến bằng biến trở cũng được phân vào dạng cảm biến bị động.
– Phân loại cảm biến dựa vào nguyên lý hoạt động:
+ Các loại cảm biến tiệm cận hay cảm biến khoảng cách: là loại cảm ứng dùng để phát hiện ra vật ở phía trước nó. Cảm biến điện từ cũng thuộc nhóm này. Khi nhắc đến cảm biến từ là gì thì người ta sẽ nghĩ ngay đến việc nó có thể phát hiện vật mang từ tính mà không cần tiếp xúc.
+ Cảm biến điện trở: Hoạt động dựa trên việc di chuyển con chạy hoặc theo góc quay biến trở hay sự thay đổi điện trở do vật dẫn thực hiện co giãn.
+ Các loại cảm biến quang: dùng chất phát quang thứ cấp để phát hiện mức bức xạ năng lượng cao hơn.
+ Cảm biến điện dung: Khi khoảng cách hay góc đến vật bằng kim loại thay đổi thì dẫn đến điện dung của cảm biến cũng thay đổi theo.
+ Cảm biến nhiệt độ: Các loại cảm biến nhiệt độ được áp dụng vào đời sống một cách phổ biến. Đa số được ứng dụng để đo nhiệt độ môi trường, nhiệt độ cơ thể,…
Ngoài ra, còn có thêm các loại cảm biến arduino, cảm biến siêu âm, cảm biến từ giảo, cảm biến điện hóa, cảm biến hồng ngoại, cảm biến dòng xoáy, cảm biến áp suất,…
Trên đây là những chia sẻ về mạch cảm biến là gì? và các loại cảm biến thông dụng trong công nghiệp điện. Hy vọng bài viết đã giúp bạn đọc có thêm những kiến thức bổ ích.
