BƯỚC 1
Tạo đơn hàng
Trong nhiều lĩnh vực đặc thù như truyền thông, công nghiệp, giao thông vận tải… việc sử dụng thiết bị cảm biến ngày càng trở nên phổ biến. Đây là thành phần không thể thiếu trong các hệ thống tự động hóa và công nghệ thông minh, giúp nâng cao độ chính xác, tối ưu hiệu suất vận hành và giảm thiểu rủi ro.Vậy cảm biến là gì, chúng có bao nhiêu loại và ứng dụng ra sao trong thực tế? Hãy cùng chúng tôi khám phá chi tiết trong bài viết dưới đây.
Cảm biến (Sensor) là thiết bị có nhiệm vụ thu nhận các tín hiệu vật lý (như âm thanh, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, chiều dài, gia tốc…) rồi chuyển đổi thành tín hiệu điện. Nhờ vậy, cảm biến giúp ghi nhận thông tin, phục vụ cho việc đo lường, điều khiển hoặc giám sát các quá trình vận hành.
Cảm biến được xem là bộ phận quan trọng không thể thiếu trong các hệ thống tự động hóa, góp phần nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong suốt quá trình hoạt động. Hiện nay, đa số các thiết bị cảm biến đều được lắp đặt bên trong vỏ bảo vệ chắc chắn, tạo thành các đầu dò hoặc đầu thu để đảm bảo hoạt động ổn định và bền bỉ.
Nhằm đáp ứng đa dạng nhu cầu và mục đích sử dụng của người dùng, thiết bị cảm biến ngày nay được sản xuất với nhiều loại khác nhau. Tuy nhiên, về cơ bản, hầu hết các loại cảm biến đều có cấu tạo chung khá tương đồng. Vậy cấu tạo chung của các loại cảm biến là gì?
Hiện nay trên thị trường có hàng trăm thiết bị cảm biến khác nhau tuy nhiên tất cả đều được tạo từ sensor phần tử điện có khả năng thay đổi tính chất theo sự biến đổi của môi trường gọi là đầu dò. Cảm biến ( sensor ) có cấu tạo chung được chia làm 3 phần sau:
Vỏ bảo vệ cảm biến, có cấu bằng nhựa hoặc kim loại tùy vào loại cảm biến có tác dụng bảo vệ các phần bên trong của cảm biến.
Bộ phận cảm nhận của cảm biến hay còn gọi là bộ máy phát
Bộ chuyển đổi tín hiệu từ bộ máy phát thành tín hiệu điện 4-20mA, hoặc tín hiệu ON – OFF và được gọi là bộ vi xử lý tín hiệu hoặc bộ não của cảm biến.
Thiết bị cảm biến không thể hoạt động độc lập, mà cần có nguồn cấp năng lượng để vận hành. Nguồn điện này có thể được cung cấp trực tiếp từ thiết bị đo, hoặc được tạo ra từ nguồn tín hiệu mà cảm biến thu nhận như ánh sáng, sức gió, nhiệt độ…
Để hệ thống cảm biến hoạt động hiệu quả và ổn định, cần đảm bảo đầy đủ các thành phần trong sơ đồ kết nối sau:
Hiện nay, cảm biến được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, phù hợp với các mục đích sử dụng đa dạng trong thực tế. Dưới đây là các cách phân loại phổ biến:
Cảm biến analog
Đây là loại cảm biến tạo ra tín hiệu đầu ra liên tục theo thời gian, phản ánh trực tiếp sự thay đổi của đại lượng đo. Ví dụ: cảm biến nhiệt độ dạng điện trở (RTD), cảm biến áp suất analog. Loại này thường yêu cầu mạch khuếch đại và mạch lọc tín hiệu để xử lý dữ liệu chính xác.
Cảm biến digital (số hóa)
Khác với analog, cảm biến digital cho tín hiệu đầu ra dưới dạng nhị phân (0 hoặc 1) hoặc các tín hiệu số đã được xử lý. Điều này giúp dữ liệu dễ dàng truyền đi xa, hạn chế nhiễu và tích hợp tốt với các hệ thống điều khiển tự động. Ví dụ: công tắc hành trình, cảm biến tiệm cận kỹ thuật số.
Theo phương tiện được sử dụng, cảm biến được chia thành nhiều loại như: cảm biến điện (hoạt động dựa trên sự thay đổi điện trở, điện áp, dòng điện), cảm biến quang học (dùng ánh sáng để phát hiện vật thể, đo khoảng cách), cảm biến siêu âm (sử dụng sóng siêu âm để đo mức chất lỏng, phát hiện vật cản), cảm biến từ tính (hoạt động nhờ từ trường, phát hiện vị trí, tốc độ quay) và cảm biến hóa học (phát hiện, đo lường nồng độ khí hoặc hóa chất trong môi trường).
Dựa vào loại năng lượng hoặc hiện tượng vật lý mà cảm biến thu nhận (đầu vào) và tín hiệu mà nó phát ra (đầu ra), cảm biến có thể chia thành:
Cảm biến chủ động
Là loại cảm biến cần nguồn cung cấp năng lượng bên ngoài để phát ra tín hiệu đo. Ví dụ: radar, sonar, cảm biến siêu âm — các loại này phát ra sóng và thu tín hiệu phản xạ để tính toán khoảng cách hoặc phát hiện vật thể.
Cảm biến bị động
Không cần nguồn năng lượng riêng, mà hoạt động dựa vào năng lượng phát ra từ chính đối tượng đo. Ví dụ: cảm biến nhiệt điện trở (thermistor), cảm biến bức xạ hồng ngoại. Chúng chỉ thu nhận và biến đổi tín hiệu mà không phát sóng chủ động.
Thiết bị cảm biến dùng để đi áp suất của các thiết bị khí, bình hơi. Chuyển áp lực thành tín hiệu điện, dòng điện với các định mức quy chuẩn công nghiệp theo điện áp hoặc theo dòng điện. Tín hiệu sẽ được truyền về biến tấn hoặc PLC để điều khiển động cơ hoạt động. Động cơ được giám sát bằng thiết bị cảm biến để điều chỉnh công suất chạy ít hay nhiều.
Cảm biết nhiệt độ được sử dụng để tiếp nhận nhiệt độ, truyền tín hiệu tới thiết bị đo nhiệt độ. Dùng để đo nhiệt độ của chất rắn, lỏng, khí trong các ngành công nghiệp chế biến, môi trường.
Cảm biến quang, hay còn gọi là cảm biến quang học (tên tiếng Anh là Photoelectric sensor) là một thiết bị sử dụng các linh kiện quang điện để phát hiện sự thay đổi của vật thể. Khi ánh sáng chiếu vào cảm biến quang, các linh kiện quang điện sẽ thay đổi trạng thái dựa trên hiện tượng phát xạ điện tử ở cực Cathode.
Cảm biến tiệm cận là loại cảm biến được sử dụng phổ biến để phát hiện sự hiện diện của các vật thể trong một phạm vi nhất định. Khi có vật thể tiến lại gần trong phạm vi cảm biến, thiết bị sẽ nhận diện và phát ra tín hiệu truyền về bộ điều khiển để xử lý.
Trong số đó, cảm biến tiệm cận điện dung là loại phổ biến nhất. Loại cảm biến này hoạt động dựa trên nguyên lý thay đổi điện dung khi khoảng cách giữa các bản tụ điện thay đổi, từ đó xác định được sự di chuyển và vị trí của vật thể một cách chính xác.
Cảm biến tiếp nhận tín hiệu gia tốc hay độ rung của các vật thể. Tín hiệu được chuyển đổi thành tín hiệu điện, hiển thị trên màn hình.
Sử dụng xác định sự hiện diện, mật độ của hạt bức xạ (hạt alpha, beta, gamma...). Cảm biến bức xạ sử dụng trong lĩnh vực y tế, quốc phòng, quân sự.
Cảm biến vị trí sử dụng để xác định vị trí của các van như van tiết lưu. Sử dụng cho các trường hợp cần thông tin về vị trí.
Là thiết bị điện được trang bị một loại cảm biến đặc biệt nhằm phát hiện ra các chuyển động vật lý trên một thiết bị hoặc trong môi trường thật. Ngoài ra, thiết bị này cũng có khả năng phát hiện và nắm bắt các chuyển động vật lý hoạt động học trong thời gian thực.
một thiết bị điện tử được sử dụng để phát hiện và đo lường các hạt vật chất nhỏ li ti, bao gồm bụi, phấn hoa, bào tử nấm và các hạt ô nhiễm khác có trong không khí. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc giám sát chất lượng không khí và bảo vệ sức khỏe con người.
Cảm biến kim loại là một thiết bị điện tử được sử dụng để phát hiện và nhận diện sự có mặt của kim loại trên các vật thể mà không cần tiếp xúc trực tiếp. Chúng hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, khi thấy vật thể kim loại xuất hiện trong vùng, cảm biến sẽ ghi nhận và phát tín hiệu.
Là thiết bị dùng để xác định và giám sát mức chất lỏng hoặc chất rắn trong các bồn chứa, silo, đường ống hoặc hệ thống công nghiệp. Chúng giúp kiểm soát quy trình tự động như bơm, cảnh báo đầy/cạn, hoặc đo lường chính xác thể tích chất chứa.
Cảm biến phát hiện rò rỉ nước là một trong những thiết bị thông minh được sử dụng trong những căn hộ hiện đại ngày nay. Đây được xem là một thiết bị cần thiết cho gia đình vì tác dụng của chúng rất hữu ích.
Cảm biến độ ẩm là thiết bị dùng để đo lường và phát hiện mức độ ẩm trong môi trường, có thể là không khí hoặc các vật liệu khác. Chúng đóng vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng, từ việc điều khiển môi trường trong nhà đến các quy trình công nghiệp.
Cảm biến khí và hóa chất là các thiết bị điện tử được sử dụng để phát hiện sự hiện diện và nồng độ của các loại khí hoặc hóa chất trong môi trường, thường được dùng để cảnh báo nguy hiểm, kiểm soát chất lượng không khí, hoặc trong các ứng dụng công nghiệp.
Cảm biến lực, còn gọi là Loadcell, cảm biến tải, hay cảm biến tải trọng, là thiết bị được sử dụng để chuyển đổi lực hoặc trọng lượng thành tín hiệu điện. Khi một vật thể tác dụng lực lên cảm biến, sự thay đổi lực sẽ dẫn đến thay đổi điện trở cảm ứng trong cầu điện trở, tạo ra tín hiệu điện áp tỉ lệ với lực đó.
Là công tắc dòng chảy, cảm biến nước trong đường ống. cảm biến nước trong ống, công tắc báo nước chảy, cảm biến báo nước chảy trong ống, công tắc cảm biến dòng chảy....
Là loại cảm biến thường thấy trong các máy siêu âm kiểm tra khuyết tật là thiết bị điện tử được sử dụng trong nhiều quy trình sản xuất khác nhau để phát hiện ra những điểm không nhất quán trên bề mặt hoặc trong các vật liệu cơ bản như mối hàn.
Cảm biến ngọn lửa (còn gọi là cảm biến lửa hoặc flame sensor) là một thiết bị điện tử dùng để phát hiện sự hiện diện của ngọn lửa hoặc đám cháy bằng cách nhận biết các loại bức xạ điện từ đặc trưng mà ngọn lửa phát ra.
là sử dụng điện dung để đo hằng số điện môi của môi trường xung quanh. Cấu trúc giống như đầu dò neutron nơi ống tiếp cận được làm bằng nhựa PVC được lắp đặt trong đất, các đầu dò cũng có thể là mô-đun (giống như lược) và được kết nối với bộ ghi.
Cảm biến tiếp xúc là tất cả những thiết bị cảm biến nào có chức năng nhận tín hiệu thông qua sự tiếp xúc vật lý giữa cảm biến và đối tượng cần theo dõi. Loại sensor này được sử dụng trong các hệ thống báo động để giám sát cửa ra vào, cửa sổ hoặc cửa khác.
Các cảm biến này cũng hoạt động theo nguyên lý là dẫn sóng. Hệ thống sẽ chặn lại sự lan truyền sóng trên dây, từ đó cảm biến tính ra được khoảng cách của các nhiên liệu cần đo.
Cảm biến không tiếp xúc không yêu cầu chạm vật lý giữa cảm biến và đối tượng được giám sát như sensor tiếp xúc. Thiết bị này được ứng dụng trong đèn an ninh để phát hiện các đối tượng chuyển động trong phạm vi của máy dò thông qua các phương tiện như hồng ngoại, vi sóng, radar.
Cảm biến là mắt xích quan trọng trong quá trình tự động hóa, giúp thu thập dữ liệu, giám sát, phát hiện sự cố, tiết kiệm năng lượng và tăng tính an toàn cho hệ thống. Nhờ cảm biến, các thiết bị trở nên “thông minh” và phản ứng kịp thời với môi trường.
Cảm biến được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau từ y tế, công nghiệp cho đến điện tử và giao thông vận tải. Cụ thể như sau”:
Trong sinh hoạt thường ngày, bạn có thể bắt gặp các ứng dụng dùng cảm biến như: cảm biến từ trường, cảm biến âm thanh hay cảm biến hồng ngoại trong camera giám sát.
Trên đây là toàn bộ thông tin chi tiết về cảm biến khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động đến các loại phổ biến và lưu ý khi chọn mua. Hy vọng bài viết của Chúng tôi sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn và đưa ra lựa chọn phù hợp cho nhu cầu sử dụng.
CÔNG TY TNHH AN PHÁT 379 * ĐIỆN THÔNG MINH CHÂU ÂU
Nhà phân phối các loại cảm biến tại Hạ long Quảng Ninh
Địa chỉ : Số 1 Đông hồ, phường Hạ Long Quảng
