Hiện nay, cảm biến là một trong những thiết bị được ứng dụng khá phổ biến trong cuộc sống, đặc biệt là trong các lĩnh vực sản xuất công nghiệp và truyền thông.

Cảm biến được sử dụng thay thế cho các thiết bị cơ khí truyền thống với độ chính xác cao hơn rất nhiều nhờ các vi mạch điện tử. Mọi người cũng đã quá quen thuộc với cái tên cảm biến và những ứng dụng của nó tuy nhiên chúng cũng có những đặc điểm riêng cần chúng ta tìm hiểu và nắm rõ để có thể ứng dụng nó một cách hiệu quả nhất. Vậy hãy cùng Lợi Lợi Đạt tìm hiểu về cảm biến là gì qua bài viết dưới đây nhé! 

Cảm biến là gì?

Cảm biến tên tiếng Anh là Sensor là một trong những thiết bị điện tử đo lường các trạng thái, hoá học, vật lý, cơ học hay dòng điện, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất lưu lượng hay dòng chảy hay một vị trí nào đó. Từ đó cảm biến sẽ tiến hành xử lý các biến đổi thành các tín hiệu điện thông qua các vi mạch điện tử.

Nói ngắn gọn, cảm biến là một thiết bị đo đạc một vị trí hoặc một môi trường cụ thể. Từ đó chúng ta biết được chính xác các chỉ số thông qua các giá trị cảm biến được đưa ra.

Khi đó, thông tin sẽ được xử lý để có được tham số định tính hay là định lượng của môi trường khảo sát, để phục vụ các nhu cầu nghiên cứu khoa học kỹ thuật dân sinh hay còn gọi ngắn gọn là đo đạc, phục vụ trong việc truyền, giúp xử lý thông tin và trong điều khiển các quá trình khác. 

Hơn nữa, cảm biến thường được đặt ở trong các vỏ để có thể giúp bảo vệ tạo thành đầu thu hay đầu dò, còn được kèm theo các mạch điện hỗ trợ và có rất nhiều trường hợp bộ gồm nhiều thành phần đó lại được gọi luôn là “cảm biến”.

Tuy nhiên, đối với nhiều trường hợp thì thuật ngữ cảm biến lại ít khi dùng cho những vật thể có kích thước lớn. Thuật ngữ này thường không được dùng cho một số vật thể chi tiết, ví dụ như nút của công tắc bật đèn khi mở tủ lạnh ra, mặc dù về mặt hàn lâm thì nút này làm việc giống như một cảm biến.

Hiện nay có rất nhiều loại cảm biến khác nhau và được chia thành hai nhóm chính như sau:

– Cảm biến vật lý bao gồm: tia tử ngoại, tia X, sóng điện từ, hạt bức xạ, hồng ngoại, nhiệt độ, áp suất, các loại âm thanh, rung động, chuyển động, từ trường hay trọng trường,…

– Cảm biến hóa học gồm có: độ PH, độ ẩm, các ion và các hợp chất đặc hiệu,…

Các hiện tượng cần đến cảm biến cũng rất đa dạng, cũng tương tự như phương pháp chế tạo ra các cảm biến hay những cảm biến mới liên tục được nghiên cứu và phát triển. Do đó, việc phân loại cảm biến là rất phức tạp vì nó khó có thể đưa ra đầy đủ những tiêu chí phân loại cho một tập hợp đa dạng như vậy.

                                 

Phân loại cảm biến

Có một số cách phân loại cảm biến được thực hiện bởi các tác giả và chuyên gia khác nhau. Một số thì rất đơn giản và một số lại rất phức tạp. Việc phân loại cảm biến dưới đây là cách phân loại cảm biến rất đơn giản.

1. Theo vật thể phát hiện và phản hồi

– Cảm biến vật lí: Phát hiện và phản hồi các sóng điện từ, âm thanh, hồng ngoại, tia X, ánh sáng, hạt bức xạ, nhiệt độ, áp suất, từ trường, gia tốc,…

– Cảm biến hóa học: Phát hiện và phản hồi độ pH, độ ẩm khói, ion….

2. Theo nguồn năng lượng dùng để biến đổi được lấy từ đâu 

– Cảm biến chủ động: Không cần dùng điện năng bổ sung để chuyển sang tín hiệu điện, ví dụ như cảm biến áp điện làm bằng vật liệu ang ten, gốm…

– Cảm biến bị động: Cần sử dụng điện năng bổ sung để chuyển sang tín hiệu điện, ví dụ như cảm biến bằng biến trở, các photodiode,…

3. Theo nguyên lí hoạt động của biến trở

– Cảm biến điện trở: Hoạt động dựa theo góc quay của biến trở, sự di chuyển của con chạy hoặc sự thay đổi điện trở do vật dẫn co giãn.

– Các kiểu cảm biến cảm ứng:

+ Cảm biến bằng biến áp vi phân: Cảm biến vị trí.

+ Cảm biến bằng cảm ứng điện từ.

+ Cảm biến bằng dòng xoáy: Điển hình là các đầu dò khuyết tật trong máy dò mìn, kim loại.

+ Cảm biến bằng cảm ứng điện động: Tiêu biểu là đầu thu sóng địa chấn trên bộ, microphone điện động,…

+ Cảm biến bằng điện dung: Điện dung của cảm biến sẽ thay đổi khi góc đến hoặc khoảng cách của vật thể kim loại thay đổi.

+ Cảm biến bằng điện trường.

+ Cảm biến bằng từ giảo.

+ Cảm biến bằng áp điện: Được dùng nhiều trong ở đầu thu sóng địa chấn trong nước hoặc microphone thu âm.

– Cảm biến quang: Ứng dụng nhiều trong đầu dò giấy trong khay của máy in làm bằng photodiode.

– Cảm biến huỳnh quang: Dùng để tìm ra các bức xạ năng lượng cao bằng các chất phát quang thứ cấp.

– Cảm biến bằng điện hóa.

– Cảm biến bằng nhiệt độ.

– Cảm biến bằng quang học: 

+ Cảm biến bằng quang hồng ngoại.

+ Cảm biến bằng gương phản xạ.

+ Cảm biến bằng quang khuếch tán

– Cảm biến bằng áp suất: Được ứng dụng phổ biến nhất, gồm 3 loại như cảm biến biến dung, áp suất cầu và áp cảm biến suất.

Các loại cảm biến thường dùng trong công nghiệp

Mặc dù hiện nay có hàng nghìn loại cảm biến khác nhau được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau, nhưng thực tế chỉ có một số loại cảm biến sử dụng phổ biến trong công nghiệp như: cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất, cảm biến quang và cảm biến tiệm cận. Đây là những loại cảm biến rất phổ biến, đặc biệt là trong ngành công nghiệp tự động hóa.

• Cảm biến quang học

Được biết cảm biến quang học có tên Tiếng Anh là Photoelectric Sensor, là một loại cảm biến được cấu tạo từ linh kiện bán dẫn quang điện, khi có ánh sáng chiếu vào bề mặt bán dẫn sẽ làm thay đổi tính chất của cảm biến quang.

Dựa vào một bảng mạch điện tử, nhờ hiện tượng phát xạ điện tử ở cực catot (+), tín hiệu quang này sẽ được chuyển đổi sang tín hiệu điện quy chuẩn.

Cảm biến quang thường có phạm vi dài hơn nhiều so với các loại cảm biến khác, nhưng vì phải sử dụng ánh sáng để cảm biến nên chúng rất dễ bị bụi bẩn, các vấn đề môi trường và cơ học khác ảnh hưởng. Vậy nên, cảm biến quang thường được ứng dụng ở những nơi chúng ta không cần chọn chính xác mục tiêu ở đâu, nhưng chúng ta cần biết mục tiêu có ở tại vị trí đặt cảm biến đó hay không.

Cảm biến quang thường sẽ có một đầu thu và phát tín hiệu quang, được chia thành nhiều loại theo nguyên lý làm việc: cảm biến quang phản xạ gương, cảm biến quang thu phát và cảm biến quang dạng khuếch tán.

Cảm biến quang phản xạ gương thường được người dùng lựa chọn bởi nó có thể phát hiện vật thể rất xa so với cảm biến quang thu phát độc lập hay cảm biến quang thông thường. Hơn nữa nó còn tiết kiệm được chi phí lắp đặt và kinh phí đầu tư.

Nguyên lý hoạt động của Cảm biến (Sensor) quang học

• Cảm biến áp suất

Cảm biến áp suất là thiết bị cảm biến dùng để đo áp suất trong các thiết bị khí nén, bình hơi trong công nghiệp, chuyển hóa áp lực hơi thành dòng điện, tín hiệu điện với các định mức quy chuẩn trong công nghiệp 0-20mA và 4-20mA theo dòng điện hoặc 0.5-4.5V, 1-5V hay 0-10V theo mức điện áp.

Các tín hiệu điện này sẽ được truyền về biến tần hoặc PLC để điều khiển động cơ hoạt động. Có thể hiểu giống như máy lạnh inventer hay tủ lạnh. Động cơ luôn luôn chạy nhưng được giám sát bằng thiết bị cảm biến để điều chỉnh công suất chạy ít hay nhiều.

Cảm biến áp suất thường được gặp nhiều trong các máy sử dụng cơ cấu khí nén, ngoài ra nó còn đo áp suất hơi, đo áp suất nước, cảm biến áp suất khí nạp và không khí, cảm biến áp suất lốp xe hơi rất thông dụng.

Cảm biến áp suất hiện đang được chia làm 3 loại trên thị trường: cảm biến áp suất dạng cầu (strain gage based), áp suất cảm biến (piezoelectric), cảm biến áp suất biến dung (variable capacitance). Trong đó, cảm biến dạng cầu là cảm biến áp suất phổ biến nhất.

Cấu tạo của Cảm biến (Sensor) áp suất

• Cảm biến nhiệt độ

Cảm biến nhiệt độ là loại cảm biến được dùng để đo đạc nhiệt độ môi trường, nước,… Cảm biến nhiệt độ công nghiệp thường được bọc rất cẩn thận bằng lớp vỏ kim loại bên ngoài mục đích để đo sự thay đổi tín hiệu nhiệt độ từ môi trường sau đó cung cấp tín hiệu điện cho bộ điều khiển.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến bằng nhiệt độ: khi có sự thay đổi nhiệt độ của môi trường cần đo kéo theo sự thay đổi nhiệt độ của đầu nóng và đầu lạnh, sẽ làm xuất hiện hiệu điện thế ở đầu lạnh. Như vậy, việc thay đổi này sẽ cung cấp cho bộ điều khiển phân tích như PLC.

Thông thường, cảm biến nhiệt độ được cấu tạo từ Platium có giá trị nhiệt độ là 11Ω khi nhiệt độ là 0 độ C. Khi nhiệt độ biến đổi thì điện trở cũng biến đổi tỷ lệ theo.

Cấu tạo của Cảm biến (Sensor) Nhiệt độ

• Cảm biến tiệm cận

Cảm biến tiệm cận hay còn được gọi với tên tiếng Anh là Proximity Sensors. Đây là loại cảm biến công nghiệp được ứng dụng phổ biến trong máy móc công nghiệp, đặc biệt là trong các dây chuyền sản xuất đếm và phân loại sản phẩm. Nó có chức năng phát hiện vật thể di chuyển qua đầu cảm biến chuyển đổi thành tín hiệu điện cho bộ điều khiển.

Cấu tạo Cảm biến (Sensor) tiệm cận

Cảm biến tiệm cận được phân chia làm hai loại chính:

• Cảm biến phát ra trường điện từ dùng để phát hiện ra vật thể bằng kim loại, có cuộn copper coil ở đầu của cảm ứng. Một mạch điện điều khiển sẽ phát ra sóng cao tần móc vòng với cuộn dây tạo ra trường điện từ dao động quanh nó. Khi có vật bằng kim loại đi quá, làm cho dao động dòng điện trong cuộn dây giảm đi, tín hiệu đầu ra sẽ thay đổi trạng thái. Cảm biến này có đặc tính là chống chịu dầu mỡ, hoạt động tốt trong môi trường bụi bẩn.
• Loại còn lại không phải bằng kim loại nhưng cũng là loại tương tự dựa trên nguyên lý phát trường điện dung ở tại đầu dò, giá trị phụ thuộc vào chất liệu vật thể và khoảng cách. Khi có sự thay đổi thì tín hiệu điện sẽ xuất ra đầu dây thông qua bộ chuyển đổi.

Vai trò của cảm biến

Vai trò của cảm biến trong hệ thống điều khiển tự động

Cảm biến là thiết bị có vai trò rất quan trọng trong các bài toán điều khiển quá trình cũng như trong tất cả các hệ thống điều khiển tự động. Cụ thể như sau:

– Là bộ phận đặc biệt quan trọng và không thể thay thế trong tự động hóa.

– Là thiết bị có khả năng cảm nhận được các tín hiệu điều khiển vào và ra một cách nhanh chóng.

– Sử dụng để đo đạc các giá trị cao.

– Cảm biến giới hạn cảm nhận với các đại lượng vật lý cần đo đạc.

Công ty TNHH MTV Lợi Lợi Đạt chuyên cung cấp các thiết bị cảm biến với cam kết

-Hàng có sẵn tại kho, giao hàng nhanh chóng vì biết thời gian là quý báu của khách hàng cũng như nhu cầu sử dụng của quý khách.

-Giao đúng mặt hàng, đúng số lượng hàng hóa theo cầu của khách hàng .

-Chúng tôi sẽ hỗ trợ đổi hàng lỗi một cách nhanh chóng cho quý khách hàng.

-Hàng được kiểm tra nghiêm ngặt đạt tiêu chuẩn quốc tế trước khi giao.

-Giá thành hợp lý đi kèm với sản phẩm chất lượng cao, phù hợp với nhu cầu của mọi khách hàng.

-Đội ngũ nhân viên phản hồi nhanh chóng giải đáp những thắc mắc cũng như báo giá cho khách hàng nhanh nhất có thể.

Quý khách có thể tham khảo mua các sản phẩm cảm biến tại:

https://kho-cambien.com/danh-muc-san-pham/cam-bien-sensor/

Nếu các bạn chưa biết mình cần lựa chọn Cảm biến nào xin hãy liên hệ với chúng tôi. Chúng tôi luôn đồng hành và tin cậy cùng bạn. Thêm vào đó model hàng hóa của chúng tôi hầu như 80% là có sẵn trong kho. Giao hàng thần tốc, hoàn toàn miễn cước phí giao hàng ở tỉnh Đồng Nai. Hỗ trợ giao hàng nhanh chóng ở các khu vực lân cận.

Quý khách vui lòng liên hệ thông tin bên dưới để được nhận báo giá tốt nhất.

CÔNG TY TNHH MTV LỢI LỢI ĐẠT

Địa chỉ: Hà Nội/ TP.Hồ Chí Minh

Điện Thoại- Zalo: 0966 057 095

Email: loiloidat@yahoo.com

Websize: thietbidienloiloidat.com

Thời gian làm việc: Giờ hành chính từ Thứ 2 – Thứ 7 / 8:00 AM – 17:00 PM