Cảm biến là gì? Top 4 loại cảm biến được sử dụng nhiều nhất

Cảm biến là một thiết bị thông dụng và đóng vai trò hết sức quan trọng trong công nghiệp. Vậy cảm biến là gì, các loại cảm biến thông dụng hiện nay gồm những loại nào. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu trong bài viết dưới đây nhé.

Cảm biến là gì?

Cảm biến (sensor) là một thiết bị điện tử cảm nhận những trạng thái hay quá trình vật lý, hóa học hay sinh học của môi trường cần khảo sát và biến đổi thành tín hiệu điện nhằm thu thâp thông tin về quá trình hay trạng thái đó.

Cảm biến là gì?

Nói cách khác, thông tin sẽ được xử lý để rút ra tham số định lượng hoặc định tính tại môi trường đó. Qua đó phục vụ các nhu cầu nghiên cứu khoa học như xử lý thông tin, đo đạc hay trong việc điều khiển các thiết bị.

Cảm biến thường được đặt trong vỏ bảo vệ để tạo thành đầu dò hoặc đầu thu. Cảm biến sẽ kèm các mạch điện hỗ trợ. Trên thực tế có vô vàn những loại cảm biến khác nhau nhưng chủ yếu có hai nhóm chính là cảm biến vật lí và cảm biến hóa học.

Cấu tạo chung của cảm biến

Trên thị trường hiện nay có hàng trăm ngàn cảm biến phục vụ các mục đích khác nhau nhưng mẫu số chung là được làm từ các sensor phần tử điện thay đổi tính chất theo sự biến đổi của môi trường gọi là đầu dò.

Cấu tạo bao gồm các phần tử mạch điện tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh, được đóng gói nhỏ gọn trong một vỏ hộp. Các tín hiệu phát ra được quy chuẩn theo các mức điện áp và dòng điện thông dụng nhất phù hợp với các bộ điều khiển.

4  loại cảm biến thông dụng thường được sử dụng nhiều trong cuộc sống hiện nay

1. Cảm biến quang ( Photoelectric Sensor)

Là một loại cảm biến được cấu tạo bởi linh kiện bán dẫn quang điện, khi có ánh sáng chiếu vào bề mặt bán dẫn sẽ thay đổi tính chất của light sensor. Thông qua bảng mạch điện tử, tín hiệu quang này sẽ được chuyển đổi sang tín hiệu điện quy chuẩn nhờ hiện tượng phát xạ điện tử ở cực catot. Cảm biến quang có phạm vi dài hơn nhiều so với các loại cảm biến khác, chúng thường được sử dụng ở những nơi không kén chọn chính xác mục tiêu ở đâu nhưng chúng ta cần biết mục tiêu đó có vị trí đặt cảm biến đó hay không. Cảm biến quang thường có một đầu thu và phát tín hiệu quang, bao gồm các loại là cảm biến quang thu phát, cảm biến quang dạng khuếch tán, cảm biến quang dạng phản xạ gương. Cảm biến quang phản xạ gương thường được sử dụng phổ biến vì nó có thể phát hiện vật rất xa so với cảm biến quang thu phát thông thường, hay cảm biến quang độc lập. Ngoài ra nó còn giúp tiết kiệm chi phí lắp đặt và kinh phí đầu tư.

Các loại cảm biến thông dụng

2. Cảm biến áp suất

Đây là thiết bị được dùng để đo áp suất trong các bình hơi, thiết bị khí nén trong công nghiệp, chuyển áp lực hơi thành tín hiệu điện. Các tín hiệu này sẽ được truyền về biến tần hoặc PLC để điều khiển động cơ hoạt động. Động cơ lúc này cũng chạy như được giám sát bằng các thiết bị cảm biến để điều chỉnh công suất chạy ít hay nhiều. Cảm biến áp suất thường gặp nhiều trong các máy sử dụng cơ cấu khí nén. Bên cạnh đó nó còn đo áp suất nước, đo áp suất hơi, cảm biến áp suất không khí và khí nạp, cảm biến áp suất lốp xe hơi rất thông dụng. Trên thị trường hiện có 3 loại:

3. Cảm biến nhiệt độ

Là loại cảm biến được sử dụng để đo đạc nhiệt độ môi trường, nước,... thường được bao bọc 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 cho bộ điều khiển bằng tín hiệu điện. Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ là khi có sự thay đổi nhiệt độ môi trường cần đo dẫn đến thay đổi nhiệt độ của đầu lạnh và đầu nóng sẽ xuất hiện hiệu điện thế ở đầu lạnh. Như vậy tín hiệu thay đổi này sẽ cung cấp cho bộ điều khiển phân tích như PLC.

4. Cảm biến tiệm cận

Là loại cảm biến thông dụng trong máy móc công nghiệp, đặc biệt trong các dây chuyền sản xuất đếm và phân loại sản phẩm. Nó có chức năng phát hiện vật di chuyển qua đầu cảm biến chuyển đổi thành tín hiệu điện cho bộ điều khiển. Cảm biến tiệm cận được chia thành hai loại chính là cảm biến phát ra trường điện từ dùng để phát hiện ra vật bằng kim loại, có cuộn copper coil ở đầu cảm ứng. Loại còn lại là không phải bằng kim loại nhưng cũng là loại tương tự như vậy dựa trên nguyên lý phát trường điện dung ở đầu dò, giá trị phụ thuộc vào chất liệu vật và khoảng cách.

Ứng dụng của cảm biến trong cuộc sống hàng ngày

Thiết bị cảm biến là một sản phẩm công nghệ tiên tiến được sử dụng trong nhiều lĩnh vực trong đời sống xã hội như trong sinh hoạt, kinh doanh thương mại, vận tải hàng không,... với nhiều loại cảm biến như cảm biến không khí, cảm biến nhiệt, cảm biến âm thanh, cảm biến tần số, màu sắc, từ trường.

Trong sinh hoạt có thiết bị cảm biến chúng ta thường thấy như là cảm biến âm thanh, cảm biến từ trường. Trong sản xuất công nghiệp thì thiết bị cảm biến chủ yếu để ngắt dòng điện khi quá tải, nóng hoặc bị ẩm để bảo vệ thiết bị điện an toàn,... Sử dụng cảm biến trong trường hợp nào cũng đem lại lợi ích thiết thực cho người sử dụng cũng như tiết kiệm được chi phí, bảo vệ thiết bị điện an toàn, nâng cao tuổi thọ của chúng.

Hy vọng những thông tin trên sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về khái niệm cảm biến là gì và các loại cảm biến thông dụng.