Tin tức
Cảm biến là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Dec
Cảm biến là một định nghĩa mà khi nhắc đến hệ thống điện thông minh, tự động hoá chúng luôn luôn đóng một vai trò quan trọng không thể thiếu.
Vậy các thiết bị này sở hữu cấu tạo như thế nào, ứng dụng của nó ảnh hưởng mạnh mẽ đến đời sống ra sao?
Bài viết này Công Ty Giải Pháp Công Nghệ NTM xin được chia sẻ những thông tin kỹ nhất về chủ đề tới các bạn đọc.
Cảm biến là gì?
Hiểu đơn giản thì cảm biến là những thiết bị hoặc phần tử điện tử được thiết kế với vai trò phát hiện, đo lường và thu thập dữ liệu từ môi trường sống.
Từ những dữ kiện đó chuyển đổi thành tín hiệu điện hoặc tín hiệu kỹ thuật số để xử lý, hiển thị phù hợp với nhu cầu của người dùng.
Các đại lượng được cảm biến xác định sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu điện, sau đó đi qua đầu ra để để khuếch đại, lọc nhiễu hoặc chuyển đổi để đảm bảo độ chính xác.
Tín hiệu nhận được sẽ được truyền thẳng tới nơi xử lý như bộ hoặc vi điều khiển, máy tính (tuỳ vào từng dòng thiết bị khác nhau), cuối cùng sẽ được dùng để phân tích và thực hiện các nhiệm vụ được đề xuất tương ứng.
Cấu tạo các dòng cảm biến hiện nay
Để người đọc dễ dàng hình dung về khả năng ứng dụng mạnh mẽ của những thiết bị này tới đời sống.
Dưới đây Giải Pháp Công Nghệ NTM xin chia sẻ về cấu tạo chung của các dòng cảm biến hiện nay.
Phần cảm biến (Sensor Element)
Đây là nơi tiếp nhận và phản ứng với các đại lượng vật lý, hoá học cần đo như nhiệt độ, áp suất, ánh sáng, v.v…
Ví dụ:
- Điện trở nhạy cảm với nhiệt độ (Thermistor).
- Màng áp suất (Strain Gauge) biến dạng khi chịu áp lực.
- Diode hoặc vật liệu quang dẫn rất nhạy cảm với ánh sáng.
Bộ phận chuyển đổi (Transducer/Converter)
Là nơi chuyển đổi tín hiệu từ phần cảm biến thành tín hiệu điện hoặc những dạng tín hiệu khác có thể đo lường và xử lý.
Ví dụ:
- Biến đổi sự thay đổi điện trở thành điện áp hoặc dòng điện.
- Tạo điện áp từ hiệu ứng áp điện khi có lực tác động.
- Chuyển ánh sáng thành dòng điện trong cảm biến quang học.
Mạch xử lý & xuất tín hiệu (Conditioning & Output)
Nơi tiếp nhận và xử lý tín hiệu điện từ bộ chuyển đổi để làm sạch, khuếch đại hoặc chuyển đổi thành dạng phù hợp với thiết bị đọc, điều khiển.
Tín hiệu đầu ra có thể là:
- Tín hiệu tương tự (Analog) điện áp hoặc dòng điện.
- Tín hiệu số (Digital) cho các thiết bị hiện đại và hệ thống điều khiển
Xem thêm:
Nguyên lý vận hành của cảm biến
Nguyên lý hoạt động chung của các loại cảm biến ngày nay chính là chuyển đổi một đại lượng vật lý (như nhiệt độ, áp suất, ánh sáng, âm thành, vị trí, v.v…) hoặc bất kỳ đại lượng hoá học nào thành tín hiệu điện, tín hiệu số.
Quá trình chuyển đổi này bắt buộc phải thông qua các hiện tượng vật lý như:
- Sự thay đổi điện trở
- Sự thay đổi điện áp, dòng điện
- Hiệu ứng điện từ hoặc điện dung
- Hiệu ứng quang học hoặc sóng phản xạ
Sau khi quá trình chuyển đổi hoàn tất, tín hiệu sẽ được xử lý để có thể đo lường hoặc điều khiển hệ thống theo như đã được lập trình.
Các loại cảm biến thường gặp
Sau khi đã nắm được kiến thức về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các dòng cảm biến hiện đại.
Tiếp theo Giải Pháp Công Nghệ NTM xin chia sẻ về 3 loại thiết bị cảm biến phổ biến, thường gặp nhất mà bạn có thể tham khảo.
Cảm biến nhiệt độ
Cảm biến nhiệt độ là thiết bị đo sự thay đổi nhiệt độ và chuyển đổi chúng thành tín hiệu điện.
Các dòng thiết bị phổ biến hiện nay bao gồm:
- Nhiệt điện trở
- Cặp nhiệt điện
- Đo hồng ngoại (IR)
Chúng thường được sử dụng rộng rãi trong các công trình công nghiệp, y tế và đời sống với tác dụng như giám sát nhiệt độ môi trường, máy móc và thiết bị.
Đặc biệt IR còn có khả năng đo đạc nhiệt độ từ xa mà không cần tiếp xúc trực tiếp với vật thể (đã từng được ứng dụng rộng rãi trong đại dịch COVID-19).
Cảm biến áp suất
Cảm biến áp suất là thiết bị có khả năng chuyển đổi áp suất của chất lỏng hoặc khí thành tín hiệu để đo lường.
Nguyên lý vận hành chính bao gồm:
- Hiệu ứng điện trở (Strain Gauge)
- Áp điện (Piezoelectric)
- Điện dung
Dòng áp suất được ứng dụng mạnh mẽ trong ngành công nghiệp ô tô, hệ thống thuỷ lực và khí nén để giám sát.
Đảm bảo an toàn cho thiết bị và hệ thống vận hành.
Xem thêm nhiều bài viết cùng chủ đề tại: Tin tức công nghệ NTM
Cảm biến hồng ngoại
Cảm biến hồng ngoại (IR) hoạt động dựa trên nguyên lý phát hiện bức xạ nhiệt phát ra từ một vật thể.
Khi chúng phát ra tia hồng ngoại, thiết bị sẽ tự động thu nhận và chuyển đổi thành tín hiệu điện để xác định nhiệt độ hoặc phát hiện chuyển động.
Loại thiết bị này thường được ứng dụng trong các thiết bị như camera nhiệt, hệ thống báo động và công nghệ nhận diện chuyển động.
Với khả năng hoạt động từ xa, chúng giúp tăng độ chính xác và đảm bảo an toàn cho thiết bị, người dùng khi tiến hành đo lường.
Bạn đã đọc xong bài viết chia sẻ kiến thức về dòng thiết bị cảm biến là gì của Giải Pháp Công Nghệ NTM
Chúc các bạn may mắn và xin hẹn gặp lại tại chuyên mục tin tức tiếp theo.
