Cảm Biến Và Các Loại Cảm Biến.

sensors

1. Cảm Biến Là Gì?

Cảm biến là thiết bị điện tử cảm nhận những trạng thái, quá trình vật lý hay hóa học ở môi trường cần khảo sát, và biến đổi thành tín hiệu điện để thu thập thông tin về trạng thái hay quá trình đó.

Đầu vào cụ thể có thể là ánh sáng, nhiệt, chuyển động, độ ẩm, áp suất hoặc bất kỳ một trong số rất nhiều hiện tượng môi trường khác. Đầu ra nói chung là tín hiệu được chuyển đổi thành màn hình, có thể đọc được ở vị trí cảm biến hoặc được truyền điện tử qua mạng để đọc

Các loại cảm biến.
Các loại cảm biến.

Trên thực tế có vô vàn những loại cảm biến khác nhau và chúng ta có thể chia các cảm biến thành hai nhóm chính:

  • Cảm biến vật lí: có thể kể đến một vài ví dụ dễ hình dung như sóng điện từ, ánh sáng, hồng ngoại, tia X, hạt bức xạ, nhiệt độ, áp suất, âm thanh, từ trường, gia tốc,…
  • Cảm biến hóa học: thường thấy như độ ẩm, độ PH, ion, khói,….

2. Cấu Tạo Cảm Biến

Cấu tạo cảm biến điện từ
Cấu tạo cảm biến điện từ.

Hiện nay, có rất nhiều loại cảm biến trên thị trường, nhưng đều làm từ các đầu dò điện tử, có khả năng thay đổi tính chất theo sự thay đổi của môi trường xung quanh, nó còn được gọi là các sensor.

3. Cảm Biến Chủ Động Và Bị Động

Cảm biến chủ động và bị động phân biệt ở nguồn năng lượng dùng cho phép biến đổi lấy từ đâu.

  • Cảm biến chủ động không sử dụng điện năng bổ sung để chuyển sang tín hiệu điện. Điển hình là cảm biến áp điện làm bằng vật liệu gốm, chuyển áp suất thành điện tích trên bề mặt. Các an-ten cũng thuộc kiểu cảm biến chủ động.
  • Cảm biến bị động có sử dụng điện năng bổ sung để chuyển sang tín hiệu điện. Điển hình là các photodiode khi có ánh sáng chiếu vào, thì có thay đổi của điện trở tiếp giáp bán dẫn p-n được phân cực ngược. Câc cảm biến bằng biến trở cũng thuộc kiểu cảm biến bị động.

Phân loại thì như vậy, nhưng một số cảm biến nhiệt độ kiểu lưỡng kim dường như không thể xếp hẳn vào nhóm nào, nó nằm vào giữa.

4. Phân Loại Nguyên Lý Hoạt Động

  • Cảm biến điện trở: Hoạt động dựa theo di chuyển con chạy hoặc góc quay của biến trở, hoặc sự thay đổi điện trở do co giãn vật dẫn.
  • Cảm biến cảm ứng:
  • Cảm biến biến áp vi phân: Cảm biến vị trí (Linear variable differential transformer, LVDT)
  • Cảm biến cảm ứng điện từ: các antenna
  • Cảm biến dòng xoáy: Các đầu dò của máy dò khuyết tật trong kim loại, của máy dò mìn.
  • Cảm biến cảm ứng điện động: chuyển đổi chuyển động sang điện như microphone điện động, đầu thu sóng địa chấn trên bộ (Geophone).
  • Cảm biến điện dung: Sự thay đổi điện dung của cảm biến khi khoảng cách hay góc đến vật thể kim loại thay đổi.
  • Cảm biến điện trường:
  • Cảm biến từ giảo (magnetoelastic): ít dùng.
  • Cảm biến từ trường: Cảm biến hiệu ứng Hall, cảm biến từ trường dùng vật liệu sắt từ,… dùng trong từ kế.
  • Cảm biến áp điện: Chuyển đổi áp suất sang điện dùng gốm áp điện như titanat bari, trong các microphone thu âm, hay ở đầu thu sóng địa chấn trong nước (Hydrophone) như trong các máy Sonar.
  • Cảm biến quang: Các cảm biến ảnh loại CMOS hay cảm biến CCD trong camera, các photodiode ở các vùng phổ khác nhau dùng trong nhiều lĩnh vực. Ví dụ đơn giản nhất là đầu dò giấy trong khay của máy in làm bằng photodiode. Chúng đang là nhóm đầu bảng được dùng phổ biến, nhỏ gọn và tin cậy cao.
  • Cảm biến huỳnh quang, nhấp nháy: Sử dụng các chất phát quang thứ cấp để phát hiện các bức xạ năng lượng cao hơn, như các tấm kẽm sulfua.
  • Cảm biến điện hóa: Các đầu dò ion, độ pH,…
  • Cảm biến nhiệt độ: Cặp lưỡng kim, hoặc dạng linh kiện bán dẫn như Precision Temperatur Sensor LM335 có hệ số 10 mV/°K.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Main Menu