Hiện nay, cảm biến là một trong những thiết bị được sử dụng khá phổ biến, đặc biệt là trong các lĩnh vực công nghiệp và truyền thông. Chắc hẳn mọi người 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 tìm hiểu và nắm rõ để có thể áp dụng được tối ưu cho các bài toán. Vậy hãy cùng tìm hiểu về cảm biến là gì qua bài viết dưới đây nhé!
Cảm biến là gì?
Cảm biến là gì?
Cảm biến là một trong những thiết bị điện tử có thể cảm nhận được những trạng thái hay quá trình vật lý, hóa học trong môi trường cần khảo sát. Đặc biệt, nó có thể biến đổi thành tín hiệu điện để giúp thu thập được thông tin về trạng thái hay quá trình đó.
Khi đó, thông tin sẽ được xử lý để rút ra được tham số định tính hay là định lượng của môi trường, nhằm phục vụ các nhu cầu nghiên cứu khoa học kỹ thuật dân sinh hay gọi ngắn gọn là đo đạc, phục vụ trong 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 giúp bảo vệ tạo thành đầu thu hay đầu dò. Hơn nữa, còn được kèm theo các mạch điện hỗ trợ và có rất nhiều trường hợp trọn bộ đó lại được gọi luôn là “cảm biến”. Tuy nhiên, đối với nhiều trường hợp thì thuật ngữ cảm biến lại ít dùng cho những vật có kích thước lớn. Thuật ngữ này thường không được dùng cho một số loại chi tiết, ví dụ như cái núm của công tắc bật đèn khi mở tủ lạnh ra, mặc dù về mặt hàn lâm thì núm này làm việc giống như một cảm biến.
Có rất nhiều loại cảm biến khác nhau và được chia thành hai nhóm chính như sau:
– Cảm biến vật lý bao gồm: sóng điện từ, tia tử ngoại, hồng ngoại, tia X, hạt bức xạ, nhiệt độ, áp suất, các loại âm thanh, rung động, chuyển động, từ trường hay trọng trường,…
– Cảm biến hóa học có: độ ẩm, độ PH, các ion và các hợp chất đặc hiệu,…
Các hiện tượng cần đến cảm biến rất đa dạng, cũng tương tự như phương cách chế ra các cảm biến hay những cảm biến mới liên tục được phát triển. Do đó, việc phân loại cảm biến rất phức tạp vì nó khó có thể đưa ra đầy đủ các tiêu chí phân loại cho một tập hợp đa dạng như vậy.
Cấu tạo cảm biến
Trên thị trường hiện nay có hàng trăm ngàn loại cảm biến nhằm phục vụ cho các mục đích khác nhau. Tuy nhiên, nó cũng có mẫu số chung là được làm từ các sensor phần tử điện nhằm thay đổi được tính chất theo sự biến đổi của môi trường và gọi là đầu dò.
Cấu tạo của cảm biến bao gồm các phần tử mạch điện được tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh từ đó được đóng gói nhỏ gọn trong một vỏ hộp. Đặc biệt, các tín hiệu phát ra đều được quy chuẩn theo các mức điện áp nhất đinh và có dòng điện thông dụng phù hợp nhất với các bộ điều khiển.
Vai trò của cảm biến trong tự động hóa
Vai trò của cảm biến trong tự động hóa
– Cảm biến có vai trò vô cùng quan trọng trong các bài toán điều khiển của quá trình nói riêng và trong tất cả các hệ thống điều khiển tự động nói chung.
– Là một thiết bị có khả năng cảm nhận được các tín hiệu điều khiển vào, ra một cách nhanh chóng.
– Có vai trò đo đạc các giá trị cao.
– Giới hạn cảm nhận với những đại lượng vật lý cần đo.
Phân loại
Cảm biến nhiệt độ công nghiệp | Tiếp xúc với môi trường đo
Trên thực tế thì có vô vàn những loại cảm biến khác nhau và có thể chia các cảm biến này thành hai nhóm chính đó là:
+ Cảm biến vật lí: đây là loại cảm biến hữu ích, có thể kể đến một vài ví dụ như sóng điện từ, ánh sáng, tia X, hạt bức xạ, áp suất, âm thanh, từ trường hay gia tốc,…
+ Cảm biến hóa học: có thể thấy như độ ẩm, độ PH, ion, khói,….
Cảm biến siêu âm được dùng để đo mức nước
Ngoài ra còn có một số hình thức phân chia khác đó là cảm biến chủ động và bị động:
– Cảm biến chủ động: không được sử dụng điện năng bổ sung để có thể chuyển sang tín hiệu điện. Hơn nữa, cảm biến áp điện được làm bằng vật liệu gốm, giúp chuyển áp suất thành điện tích trên bề mặt.
Cảm biến áp suất chính xác cao
– Cảm biến bị động: đây là loại cảm biến được sử dụng điện năng bổ sung để chuyển sang tín hiệu điện. Tuy nhiên, khi có ánh sáng chiếu vào thì nó sẽ có thay đổi của điện trở tiếp giáp bán dẫn p-n được phân cực ngược lại.
Phân loại theo nguyên lý hoạt động
Cảm biến dòng điện AC / DC
Theo nguyên lý hoạt động của cảm biến thì ta có thể kể đến những loại cảm biến nổi bật như sau:
– Cảm biến điện trở: được hoạt động dựa vào sự di chuyển con chạy, góc quay của biến trở hay thậm chí là sự thay đổi điện trở do co giãn vật dẫn.
– Cảm biến cảm ứng: loại cảm biến này bao gồm cảm biến biến áp vi phân, cảm biến cảm ứng điện từ, cảm biến cảm ứng điện động, cảm biến dòng xoáy, cảm biến điện dung,….
– Cảm biến điện trường: gồm có cảm biến từ giảo, cảm biến áp điện,…
Ngoài ra, còn có một số cảm biến nổi bật khác như: cảm biến quang, cảm biến điện hóa đầu dò ion và độ pH, cảm biến huỳnh quang nhấp nháy, cảm biến nhiệt độ,…
Như vậy, trên đây là một số thông tin quan trọng với việc cảm biến là gì. Hy vọng sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn để tự rút ra kinh nghiệm sâu sắc cho bản thân. Cảm ơn bạn đã quan tâm!
Xem thêm:
- Cảm biến tiệm cận là gì? – Khái niệm, đặc điểm và ứng dụng
- Cảm biến quang là gì? Phân loại và tác dụng của cảm biến quang
- Cảm biến hồng ngoại là gì? Nguyên lý của cảm biến hồng ngoại
