Cảm biến là gì? Các loại cảm biến thông dụng trên thị trường hiện nay
Cảm biến là một thiết bị quen thuộc trong cuộc sống và đóng vai trò vô cùng quan trọng trong lĩnh vực công nghiệp. Với độ chính xác vượt trội nhờ vào vi mạch điện tử, cảm biến ngày càng được sử dụng rộng rãi để thay thế cho các thiết bị cơ khí truyền thống. Vậy cảm biến là gì và các loại cảm biến nào đang phổ biến trong công nghiệp hiện nay? Hãy cùng RX Tradex tìm hiểu thêm dưới đây.
1. Cảm biến là gì?
Cảm biến (Sensor) là một công cụ điện tử được thiết kế để thu nhận các trạng thái và biến động từ môi trường, bao gồm các yếu tố vật lý, hóa học, hoặc sinh học. Những tín hiệu này được chuyển đổi thành tín hiệu điện và hiển thị lên màn hình cho phép con người dễ dàng đọc được số liệu từ trạng thái thu được.
Với độ nhạy cao, cảm biến thường hoạt động liên tục, ngay cả trong những môi trường khắc nghiệt hoặc ô nhiễm. Vì vậy, chúng cần có một lớp vỏ bảo vệ để giúp dễ dàng thao tác. Ngoài tên gọi “cảm biến”, chúng cũng có những tên gọi khác như “đầu dò” hoặc “que đo”.
2. Nguyên lý hoạt động của cảm biến
Để các cảm biến hoạt động bình thường, chúng cần được cấp điện. Thông thường, nguồn điện này được cung cấp bởi một thiết bị đo được kết nối trực tiếp với cảm biến. Trong một số trường hợp, cảm biến có thể lấy năng lượng từ các nguồn như ánh sáng mặt trời hoặc sức gió.
Mô-đun cảm biến thường đặt gần đối tượng cần thử nghiệm. Các phần tử cảm biến trong mô-đun sẽ tạo ra một từ trường nhỏ và xoay chiều. Từ trường này có khả năng xuyên qua bề mặt của đối tượng mà không gây bất kỳ tác động nào. Sau đó, từ trường quay trở lại và được phần tử cảm biến thu nhận. Tín hiệu này được chuyển đến bộ phận xử lý tiếp theo trong cảm biến.
3. Các loại cảm biến phổ biến
Dù có hàng ngàn loại cảm biến khác nhau trên thị trường, nhưng trong thực tế, chỉ có một số ít loại cảm biến công nghiệp được sử dụng rộng rãi. Vì vậy, RX Tradex sẽ tổng hợp các loại cảm biến phổ biến hiện nay để cung cấp cho quý doanh nghiệp thông tin chi tiết và cụ thể.
3.1 Cảm biến hình ảnh
Cảm biến hình ảnh còn được gọi là cảm biến thị giác, là một thiết bị điện tử có khả năng phát hiện một đối tượng hoặc màu sắc cụ thể trong phạm vi nhất định. Những tín hiệu này được chuyển sang hình ảnh tới hệ thống điều khiển để khách hàng quan sát dễ dàng.
3.2 Cảm biến nhiệt độ
Cảm biến nhiệt độ thường được thiết kế dưới dạng đầu dò nhiệt độ. cho phép tiếp nhận các thông số nhiệt và truyền tín hiệu đến thiết bị đo nhiệt. Cảm biến nhiệt độ thường được sử dụng để đo các đặc tính nhiệt của chất lỏng, rắn và khí trong số nhiều ngành công nghiệp chế biến và môi trường hiện nay.
3.3 Cảm biến gia tốc
Cảm biến gia tốc (accelerometer) là cảm biến để nhận tín hiệu gia tốc hoặc độ rung của các vật thể. Những tín hiệu này chuyển đổi thành tín hiệu điện và hiển thị trên màn hình. Cảm biến gia tốc thường được dùng trong các máy đo độ rung và bộ thu thập dữ liệu về độ rung.
3.4 Cảm biến bức xạ
Cảm biến này được dùng để phát hiện sự hiện diện và mật độ của các hạt bức xạ như alpha, beta hoặc gamma. Các tín hiệu sau khi được mã hóa sẽ được sẽ truyền đến màn hình điều khiển của máy đo bức xạ sau khi được giải mã. Các cảm biến này thường được ứng dụng trong các lĩnh vực như y tế, quân sự và quốc phòng,…
3.5 Cảm biến tiệm cận
Cảm biến tiệm cận là loại cảm biến phổ biến giúp phát hiện sự hiện diện của các vật thể trong phạm vi nhất định mà không cần tiếp xúc trực tiếp. Khi các vật thể tiến gần lại, cảm biến sẽ được tạo ra và truyền tín hiệu đến bộ điều khiển. Loại cảm biến tiệm cận được sử dụng nhiều nhất là cảm biến tiệm cận điện dung. Sự thay đổi điện dung khi khoảng cách giữa các tụ điện giảm, giúp xác định chính xác hơn chuyển động và vị trí của vật thể.
3.6 Cảm biến áp suất
Cảm biến áp suất thực chất là một thiết bị cơ điện dùng để phát hiện lực trên một diện tích nhất định của chất khí hoặc lỏng. Tín hiệu thu được sẽ truyền vào đến đầu vào thiết bị điều khiển và hiển thị gọi là máy đo áp suất.
Cảm biến hoặc đầu dò áp suất thường sử dụng màng ngăn và cầu đo biến dạng để đo lực tác động trên một đơn vị diện tích.
Các thông số kỹ thuật chính gồm chức năng cảm biến, áp suất làm việc tối thiểu và tối đa, độ chính xác và các tính năng cho các ứng dụng riêng. Cảm biến áp suất được dùng ở bất kỳ đâu cần thông tin về áp suất của chất khí hoặc chất lỏng để kiểm soát hoặc đo lường.
3.7 Cảm biến vị trí
Cảm biến vị trí hay đầu dò vị trí là thiết bị điện tử thường được dùng để xác định vị trí của van, cửa, van tiết lưu,…
Cảm biến vị trí, hay đầu dò vị trí, là thiết bị điện tử dùng để nhận biết vị trí của các đối tượng như van, cửa, van tiết lưu, v.v. Loại cảm biến này được ứng dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống điều khiển cần thông tin về vị trí. Một dạng phổ biến của bộ chuyển đổi vị trí là dây nồi hoặc dây chiết áp.
Các thông số kỹ thuật quan trọng bao gồm loại cảm biến, chức năng, phạm vi đo, và các tính năng đặc biệt dành riêng cho từng loại cảm biến.
3.8 Cảm biến quang điện
Cảm biến quang điện chủ yếu được sử dụng để phát hiện các đối tượng hoặc những thay đổi trên bề mặt thông qua đặc tính quang học. Về cấu tạo, cảm biến quang điện thường bao gồm bộ phát (để phát ánh sáng) và bộ thu (để nhận ánh sáng)
3.9 Cảm biến khói
Đây là thiết bị chuyên dụng được thiết kế để phát hiện khói một cách nhanh chóng. Cảm biến khói thường được lắp đặt trong các hệ thống phòng cháy chữa cháy tại trung tâm thương mại, văn phòng, tòa nhà,… Khi phát hiện khói trong không gian, cảm biến sẽ gửi tín hiệu về bộ điều khiển để kích hoạt cảnh báo đến mọi người.
4. Lưu ý khi chọn mua cảm biến
Khách hàng cần lưu ý những điểm sau để chọn mua được cảm biến phù hợp:
Dải đo của cảm biến: Mỗi sản phẩm có dải đo khác nhau, vì vậy chọn sản phẩm phù hợp với nhu cầu sử dụng.
Tín hiệu đầu ra của cảm biến: Tín hiệu chuẩn thường ở mức 4 – 20mA, giúp truyền tín hiệu xa hơn mà vẫn đảm bảo độ ổn định.
Ren kết nối của cảm biến: Chọn đúng loại ren kết nối để đảm bảo tương thích với vị trí đo áp suất. Một số loại ren kết nối phổ biến bao gồm G1/4”, G1/2”, 1/2” NPTM và 1/4” NPTM.
Nhiệt độ môi trường: Biên độ chịu nhiệt của mỗi loại cảm biến sẽ khác nhau, vì vậy hãy chọn cảm biến có khả năng chịu nhiệt phù hợp với môi trường để đảm bảo hiệu quả hoạt động.
5. Ứng dụng của cảm biến trong đời sống
Cảm biến (sensor) được dùng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ điện tử, y tế, công nghiệp đến giao thông vận tải. Dưới đây là một số ứng dụng nổi bật của cảm biến:
Điện tử: Cảm biến được tích hợp trong các thiết bị điện tử như smartphone, máy tính bảng, đồng hồ thông minh, máy ảnh kỹ thuật số,…
Y tế: Trong y tế, cảm biến được sử dụng trong các thiết bị như máy đo huyết áp, máy đo đường huyết, máy ECG,…
Công nghiệp: Cảm biến đóng vai trò quan trọng trong hệ thống tự động hóa công nghiệp, bao gồm các loại như cảm biến áp suất, cảm biến nhiệt độ, và cảm biến đo mức.
Giao thông vận tải: Cảm biến được sử dụng trong các hệ thống giao thông vận tải, chẳng hạn như cảm biến quang, cảm biến đo khoảng cách, và cảm biến đo tốc độ.
Năng lượng: Cảm biến được dùng trong các hệ thống sản xuất như điện gió và điện mặt trời.
Môi trường: Cảm biến được sử dụng trong các hệ thống giám sát môi trường để đo chất lượng không khí, chất lượng nước
Robot và trí tuệ nhân tạo: Cảm biến giúp các hệ thống robot và trí tuệ nhân tạo thu thập dữ liệu, cho phép máy tính hiểu và tương tác với môi trường xung quanh.
6. Tổng kết
Trên đây là các loại cảm biến phổ biến trên thị trường hiện nay. Để đảm bảo sự tương thích với môi trường, việc lựa chọn cảm biến phù hợp là rất quan trọng. Nếu có vấn đề với cảm biến trong các thiết bị của mình, việc thay thế kịp thời và đúng loại là điều cần thiết để đảm bảo sự ổn định và an toàn cho toàn bộ hệ thống. Ngoài ra, nếu quý doanh nghiệp muốn cập nhật công nghệ tiên tiến và xu hướng thị trường mới nhất, hãy tham gia NEPCON 2024 – Triển lãm hàng đầu tại Việt Nam về SMT, Công nghệ kiểm tra, thiết bị và Công nghiệp hỗ trợ cho sản xuất điện tử được RX Tradex Vietnam tổ chức. Đăng ký tham gia ngay tại đây.
