Cảm biến là thiết bị thông dụng trong công nghiệp và giữ vai trò quan trọng. Có hàng chục loại cảm biến khác nhau, giúp người dùng phục vụ tốt nhất cho công việc.
Định nghĩa
Cảm biến có tên tiếng anh là Sensor. Đây là thiết bị đo lường được các trạng thái của vật cần đo bao gồm: trạng thái hoá học, cơ học, vật lý. Ngoài ra còn đo được dòng điện, nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, lưu lượng, dòng chảy hay một vị trí nào đó. Sau đó cảm biến sẽ xử lý các biến đổi của vị trí đo được thành các chỉ số cụ thể thông qua các giá trị cảm biến đưa ra.
Các loại cảm biến
Để phục vụ cho ngành công nghiệp trong thời đại 4.0, có rất nhiều loại cảm biến đã ra đời, trong đó phổ biến nhất là:
Cảm biến nhiệt
Đây là cảm biến dùng để đo nhiệt độ môi trường xung quanh gồm: không khí, nước, chất lỏng hoặc nhiệt độ trong máy móc.
Cảm biến nhiệt gồm 2 bộ phận chính: đầu nóng và đầu lạnh. Trong đó đầu nóng là phần tiếp xúc với nơi cần đo nhiệt độ, còn đầu lạnh là phần nối với bộ điều khiển hoặc bộ mã hóa và truyền thông tin tới máy tính.
Cảm biến nhiệt
Cảm biến quang
Đây là cảm biến mà khi có ánh sáng đi qua sẽ làm thay đổi tính chất của cảm biến. Tín hiệu ánh sáng này được bộ thu chuyển đổi thành dạng thông tin và truyền về bộ điều khiển nhờ các bảng mạch. Theo nguyên lý làm việc, cảm biến quang học được chia thành 3 loại: cảm biến quang hồng ngoại, gương phản xạ và cảm biến quang khuếch tán.
+ Cảm biến quang hồng ngoại: Cấu tạo cảm biến này gồm: 1 bộ phát ánh sáng theo loại hồng ngoại hoặc lazer và một bộ thu chuyên nhận tín hiệu ánh sáng và chuyển thành tín hiệu điện.
+ Cảm biến gương phản xạ: Loại cảm biến này có nguyên lý hoạt động nhờ vào chiếc gương được đặt trước bộ thu và phát. Nếu không có vật gì cản trở ánh sáng, tín hiệu phát truyền tới gương và phản xạ lại vào bộ thu. Bộ thu này chuyển đổi tín hiệu quang học và xuất ra dạng NPN hoặc là PNP.
+ Cảm biến quang khuếch tán: Loại cảm biến này có ưu điểm là có khả năng phát hiện vật thể khá xa. Cảm biến quang khuếch tán được ứng dụng trong các máy đếm sản phẩm chạy trên băng tải hoặc đọc mã vạch của các hàng hóa loại lớn trong nhà xưởng.
Cảm biến áp suất
Đây là loại thiết bị dùng để đo áp suất trong các bình khí nén, máy nén, áp suất lốp xe, áp suất chất lỏng, áp suất nước. Nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất chính là chuyển áp lực dưới dạng khí nén hoặc chất lỏng nén thành tín hiệu điện rồi đưa về bộ thu.
Cảm biến áp suất
Cảm biến tiệm cận
Cảm biến tiệm cận là thiết bị dùng để phát hiện ra vật ở phía trước nó thông qua từ trường. Nguyên lý hoạt động của cảm biến này vô cùng đơn giản, loại này phát ra các trường điện từ để nhận biết các vật thể bằng kim loại phía trước. Các tín hiệu này tiếp tục được bộ thu nhận lại và đưa về bộ điều khiển. Do hạn chế về việc phải sử dụng từ trường để nhận biết nên nó chỉ nhận biết được vật thể kim loại. Cảm biến tiệm cận được chia làm 2 loại: cảm biến trường điện từ và điện dung.
+ Cảm biến trường điện từ: Loại cảm biến này phát ra các trường điện từ. Nhờ tính năng cảm ứng điện từ để phát hiện ra các vật thể kim loại phía trước. Loại cảm biến này có khả năng hoạt động trong môi trường sản xuất công nghiệp ô nhiểm bẩn bụi, dầu nhớt.
+ Cảm biến điện dung: Cảm biến này dùng để phát hiện các vật thể dạng nhựa hoặc carton. Nguyên lý của loại này là đầu dò của nó phát ra trường điện dung. Về cơ bản thì đầu dò và vật thể không phải kim loại là 2 đầu của 1 bản cực. Khi có vật thể đi qua thì tín hiệu điện xuất ra được đưa về bộ chuyển đổi.
Cảm biến cửa
Đây là loại cảm biến công nghiệp dùng để nhận biết được vật thể tĩnh từ vị trí lắp đặt tại độ cao 3,5m ~ 6,5m. Cảm biến phân biệt được người và xe, kết hợp với chức năng nhận biết hướng di chuyển và lọc các luồng di chuyển giao cắt, giúp giảm số lần đóng mở cửa không cần thiết, tiết kiệm điện năng cho công trình. Cảm biến được lắp đặt trên cả trần nhà hoặc bề mặt tường và cài đặt bằng điều khiển từ xa.
Cảm biến từ
Đây là cảm biến hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, có khả năng phát hiện ra vật mang từ tính (chủ yếu là sắt) mà không cần tiếp xúc ở khoảng cách gần. Cấu tạo của loại cảm biến này gồm 3 phần:
+ Cuộn cảm: Đây là vật dụng được dùng để dẫn truyền dòng điện một chiều. Ghép nối tiếp hay ghép song song với tụ để tạo thành một mạch cộng hưởng.
+ Bộ cảm ứng và xử lý các tín hiệu: Ở bộ phận này, các thông tin được xử lý để rút ra tham số định tính hoặc định lượng nhằm phục vụ các nhu cầu nghiên cứu trong khoa học kỹ thuật.
+ Ngõ ra điều khiển: Bộ phận này giúp giám sát và điều khiển các quá trình diễn ra.
Như vậy, có rất nhiều loại cảm biến khác nhau và chúng được dùng nhiều trong các nhà máy, khu công nghiệp, phòng nghiên cứu, thí nghiệm nhằm phục vụ các nhu cầu nghiên cứu khoa học kỹ thuật hay dân sinh và đo đạc, phục vụ trong truyền và xử lý thông tin hoặc dùng để điều khiển các quá trình khác liên quan đến công việc.
Định nghĩa
Cảm biến có tên tiếng anh là Sensor. Đây là thiết bị đo lường được các trạng thái của vật cần đo bao gồm: trạng thái hoá học, cơ học, vật lý. Ngoài ra còn đo được dòng điện, nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, lưu lượng, dòng chảy hay một vị trí nào đó. Sau đó cảm biến sẽ xử lý các biến đổi của vị trí đo được thành các chỉ số cụ thể thông qua các giá trị cảm biến đưa ra.
Các loại cảm biến
Để phục vụ cho ngành công nghiệp trong thời đại 4.0, có rất nhiều loại cảm biến đã ra đời, trong đó phổ biến nhất là:
Cảm biến nhiệt
Đây là cảm biến dùng để đo nhiệt độ môi trường xung quanh gồm: không khí, nước, chất lỏng hoặc nhiệt độ trong máy móc.
Cảm biến nhiệt gồm 2 bộ phận chính: đầu nóng và đầu lạnh. Trong đó đầu nóng là phần tiếp xúc với nơi cần đo nhiệt độ, còn đầu lạnh là phần nối với bộ điều khiển hoặc bộ mã hóa và truyền thông tin tới máy tính.
Cảm biến nhiệt
Cảm biến quang
Đây là cảm biến mà khi có ánh sáng đi qua sẽ làm thay đổi tính chất của cảm biến. Tín hiệu ánh sáng này được bộ thu chuyển đổi thành dạng thông tin và truyền về bộ điều khiển nhờ các bảng mạch. Theo nguyên lý làm việc, cảm biến quang học được chia thành 3 loại: cảm biến quang hồng ngoại, gương phản xạ và cảm biến quang khuếch tán.
+ Cảm biến quang hồng ngoại: Cấu tạo cảm biến này gồm: 1 bộ phát ánh sáng theo loại hồng ngoại hoặc lazer và một bộ thu chuyên nhận tín hiệu ánh sáng và chuyển thành tín hiệu điện.
+ Cảm biến gương phản xạ: Loại cảm biến này có nguyên lý hoạt động nhờ vào chiếc gương được đặt trước bộ thu và phát. Nếu không có vật gì cản trở ánh sáng, tín hiệu phát truyền tới gương và phản xạ lại vào bộ thu. Bộ thu này chuyển đổi tín hiệu quang học và xuất ra dạng NPN hoặc là PNP.
+ Cảm biến quang khuếch tán: Loại cảm biến này có ưu điểm là có khả năng phát hiện vật thể khá xa. Cảm biến quang khuếch tán được ứng dụng trong các máy đếm sản phẩm chạy trên băng tải hoặc đọc mã vạch của các hàng hóa loại lớn trong nhà xưởng.
Cảm biến áp suất
Đây là loại thiết bị dùng để đo áp suất trong các bình khí nén, máy nén, áp suất lốp xe, áp suất chất lỏng, áp suất nước. Nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất chính là chuyển áp lực dưới dạng khí nén hoặc chất lỏng nén thành tín hiệu điện rồi đưa về bộ thu.
Cảm biến áp suất
Cảm biến tiệm cận
Cảm biến tiệm cận là thiết bị dùng để phát hiện ra vật ở phía trước nó thông qua từ trường. Nguyên lý hoạt động của cảm biến này vô cùng đơn giản, loại này phát ra các trường điện từ để nhận biết các vật thể bằng kim loại phía trước. Các tín hiệu này tiếp tục được bộ thu nhận lại và đưa về bộ điều khiển. Do hạn chế về việc phải sử dụng từ trường để nhận biết nên nó chỉ nhận biết được vật thể kim loại. Cảm biến tiệm cận được chia làm 2 loại: cảm biến trường điện từ và điện dung.
+ Cảm biến trường điện từ: Loại cảm biến này phát ra các trường điện từ. Nhờ tính năng cảm ứng điện từ để phát hiện ra các vật thể kim loại phía trước. Loại cảm biến này có khả năng hoạt động trong môi trường sản xuất công nghiệp ô nhiểm bẩn bụi, dầu nhớt.
+ Cảm biến điện dung: Cảm biến này dùng để phát hiện các vật thể dạng nhựa hoặc carton. Nguyên lý của loại này là đầu dò của nó phát ra trường điện dung. Về cơ bản thì đầu dò và vật thể không phải kim loại là 2 đầu của 1 bản cực. Khi có vật thể đi qua thì tín hiệu điện xuất ra được đưa về bộ chuyển đổi.
Cảm biến cửa
Đây là loại cảm biến công nghiệp dùng để nhận biết được vật thể tĩnh từ vị trí lắp đặt tại độ cao 3,5m ~ 6,5m. Cảm biến phân biệt được người và xe, kết hợp với chức năng nhận biết hướng di chuyển và lọc các luồng di chuyển giao cắt, giúp giảm số lần đóng mở cửa không cần thiết, tiết kiệm điện năng cho công trình. Cảm biến được lắp đặt trên cả trần nhà hoặc bề mặt tường và cài đặt bằng điều khiển từ xa.
Cảm biến từ
Đây là cảm biến hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, có khả năng phát hiện ra vật mang từ tính (chủ yếu là sắt) mà không cần tiếp xúc ở khoảng cách gần. Cấu tạo của loại cảm biến này gồm 3 phần:
+ Cuộn cảm: Đây là vật dụng được dùng để dẫn truyền dòng điện một chiều. Ghép nối tiếp hay ghép song song với tụ để tạo thành một mạch cộng hưởng.
+ Bộ cảm ứng và xử lý các tín hiệu: Ở bộ phận này, các thông tin được xử lý để rút ra tham số định tính hoặc định lượng nhằm phục vụ các nhu cầu nghiên cứu trong khoa học kỹ thuật.
+ Ngõ ra điều khiển: Bộ phận này giúp giám sát và điều khiển các quá trình diễn ra.
Như vậy, có rất nhiều loại cảm biến khác nhau và chúng được dùng nhiều trong các nhà máy, khu công nghiệp, phòng nghiên cứu, thí nghiệm nhằm phục vụ các nhu cầu nghiên cứu khoa học kỹ thuật hay dân sinh và đo đạc, phục vụ trong truyền và xử lý thông tin hoặc dùng để điều khiển các quá trình khác liên quan đến công việc.
