Cảm biến (Sensor) là gì? Phân loại các loại cảm biến và ứng dụng

Bạn đã thường xuyên nghe đến thuật ngữ cảm biến trong các mạch điện tử của thiết bị. Tuy nhiên, bạn đã biết chính xác cảm biến là gì? Cấu tạo cảm biến và ứng dụng cũng như có các loại cảm biến nào? Bài viết dưới đây sẽ cung cấp cho bạn đầy đủ thông tin về cảm biến (sensor).

Cảm biến là gì?

Bạn đang tìm hiểu cảm biến là gì hay sensor là gì? Câu trả lời đơn giản ngay dưới đây. 

Cảm biến (sensor) là thiết bị điện tử có khả năng cảm nhận trạng thái, bị biến đổi về vật lý hoặc hóa học trong một môi trường khảo sát. Cảm biến sẽ biến đổi những tín hiệu thu được thành tín hiệu điện để thu thập các thông tin về trạng thái của quá trình đó. 

Những thông tin sẽ được thu thập và xử lý để cung cấp tham số định tính hoặc định lượng của môi trường. Cảm biến dùng trong các thiết bị máy móc để dùng cho những công việc đo đạc, nghiên cứu khoa học kỹ thuật trong nhiều lĩnh vực khác nhau. 

Những thông tin đại lượng cần đo như nhiệt độ, áp suất, khoảng cách… có tác động lên sensor sẽ cho đại lượng đặc trưng mang tính chất điện như điện tích, điện áp hoặc dòng điện. Các loại cảm biến thường được bố trí tại những vị trí như đầu dò, đầu thu kết hợp với mạch điện. 

Cấu tạo chung của cảm biến 

Sau khi tìm hiểu cảm biến sensor là gì? Bạn có thể tham khảo cấu tạo của cảm biến như sau:

Cấu tạo cảm biến bao gồm các sensor phần tử mạch điện để hình thành mạch điện hệ thống hoàn chính được đóng gói nhỏ gọn. Khi những tín hiệu phát ra sẽ được quy chuẩn phụ thuộc theo mức điện áp và dòng điện theo bộ điều khiển. Cảm biến có đầu dò thu tín hiệu thay đổi theo sự biến đổi của môi trường đó. 

Phân loại các loại cảm biến (sensor)

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều cảm biến khác nhau theo cấu tạo, nguyên lý hoạt động hay tính chất… Có nhiều cách phân loại cảm biến, bạn có thể tham khảo các loại cảm biến cũng như các loại sensor ngay dưới đây. 

Cảm biến chủ động và bị động

Cảm biến chủ động là loại cảm biến dùng điện năng để chuyển sang tín hiệu điện. Những loại sensor này được làm từ các vật liệu gốm có chức năng chuyển áp suất thành điện tích trên bề mặt. Hiện nay, những antenna đều thuộc loại cảm biến chủ động. 

Cảm biến bị động được hiểu đơn giản là những loại cảm biến không dùng điện năng bổ sung để có thể chuyển sang tín hiệu điện. Các loại photodiode hoạt động khi được ánh sáng chiếu vào sẽ thay đổi mức điện trở tiếp giáp bán dẫn p-n phân cực ngược. Những loại biến trở cũng cũng là loại cảm biến bị động. 

Phân loại cảm biến theo nguyên lý hoạt động

Ngoài việc phân loại cảm biến theo chủ động, bị động, bạn cũng có thể tham khảo cách phân loại cảm biến theo nguyên lý hoạt động.

• Cảm biến điện trở: là loại cảm biến làm việc theo nguyên tắc di chuyển con chạy (hay góc quay của biến trở), hay sự biến đổi điện trở do co giãn vật dẫn. 
• Cảm biến cảm ứng bao gồm
  • Cảm biến vi phân xác định vị trí
  • Các biến dòng xoáy ứng dụng dò khuyết tật trong kim loại, dò mìn. 
  • Các biến cảm ứng điện từ: là các loại antenna. 
  • Cảm biến cảm ứng điện động có chức năng chuyển đổi chuyển động sang điện như microphone điện động, đầu thu sóng địa chấn. 
• Cảm biến điện dung: là loại chuyển đổi điện dung khi giữa vật thể kim loại với cảm biến có khoảng cách thay đổi. 
• Cảm biến điện trường (viết tắt FET): hoạt động dựa vào thay đổi điện trường làm biến đổi cường độ dòng điện bên trong cảm biến. 
• Cảm biến từ trường gồm các loại cảm biến hiệu ứng Hall, cảm biến từ trường với vật liệu sắt từ… 
• Cảm biến áp điện: có chức năng làm biến đổi áp suất sang điện dùng gốm áp điện như titanat bari, mic thu âm, đầu thu sóng địa chấn… 
• Cảm biến quang: là những cảm biến ảnh thuộc vào loại CMOS hay CCD dùng trong camera, đầu dò giấy của máy in…
• Cảm biến nhiệt độ: được dùng nhiều trong các đầu đo nhiệt độ, cặp lưỡng kim, linh kiện bán dẫn… 

Phân loại cảm ứng theo tính chất 

Bên cạnh đó, các cảm biến còn được phân loại theo tính chất làm việc, thiết kế cấu tạo. Cảm biến (sensor) được phân loại thành cảm biến nhiệt, áp suất, quang…

Cảm biến nhiệt độ

Các loại cảm biến nhiệt độ được biết đến với những tên khác như cặp nhiệt điện, nhiệt điện trở, cảm biến đo nhiệt độ, sensor nhiệt độ, dây đo nhiệt độ… dùng cảm biến để tiến hành đo nhiệt độ. Khi nhiệt độ có dấu hiệu thay đổi thì cảm biến sẽ đo và đưa ra tín hiệu để bộ đọc sẽ tiến hành phân tích và cung cấp kết quả đo là nhiệt độ. 

Tìm hiểu chi tiết về cảm biến nhiệt độ tại: Cấu tạo, phân loại, ứng dụng và cách kiểm tra cảm biến nhiệt độ

Cảm biến quang

Cảm biến quang được hiểu là loại cảm biến có chức năng phát hiện vật, đo lường được khoảng cách, đo tốc độ di chuyển của vật cần đo,... dựa vào nguyên lý ánh sáng. Khi ánh sáng chiếu lên bề mặt cảm biến quang, chúng có thể thay đổi tính chất. 

Cảm biến áp suất

Đây là loại cảm biến có chức năng chính đo áp suất, áp lực trong các vật thể như bồn chứa, đường ống dẫn khí, hơi.. Cảm biến giúp kiểm soát áp suất hoặc áp lực của vật thể.

Cảm biến áp suất cũng có nhiều loại khác nhau như cảm biến chênh áp, cảm biến tương đối, cảm biến áp suất âm, cảm biến tuyệt đối…

Ngoài ra, cảm biến cũng được phân loại thành cảm biến tiệm cận, cảm biến tốc độ, cảm biến chất lỏng… Tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng mà bạn có thể tìm hiểu thêm những loại cảm biến khác nhau. 

Xem thêm: Cách đo và kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát chi tiết

Ứng dụng của cảm biến trong tự động hóa

Đối với sự phát triển của công nghiệp, đặc biệt sự hiện đại hóa trong sản xuất. Cảm biến đóng vai trò quan trọng trong hệ thống tự động hóa cũng như có khả năng điều khiển được quá trình sản xuất của các nhà máy.

Ứng dụng của cảm biến trong công nghiệp như sau:

• Xác định, cảm nhận được các tín hiệu điều khiển vào ra.
• Tiến hành đo đạc các giá trị. 
• Cảm nhận được đại lượng với vật lý cần đo. 
• Kiểm soát dây chuyền sản xuất, lọc sản phẩm, đếm sản phẩm… 

Tìm hiểu về cảm biến là gì, cấu tạo cảm biến và ứng dụng của chúng sẽ giúp bạn hiểu thêm về một thiết bị sử dụng phổ biến trong rất nhiều lĩnh vực đời sống, công nghiệp sản xuất tự động hóa. Qua đó, bạn sẽ hiểu thêm về các loại cảm biến sensor khác nhau và lựa chọn được loại cảm biến thích hợp cho nhu cầu sử dụng.

Nếu bạn có nhu cầu mua các thiết bị đo và kiểm tra điện như ampe kìm, đồng hồ vạn năng, đồng hồ đo điện trở cách điện,.. hoặc cần được tư vấn các vẫn đề liên quan khi sử dụng các thiết bị này, bạn có thể truy cập và website Hiokivn.com gọi ngay đến Hotline: 0902148147 - 0979244335. Tại đây, đội ngũ nhân viên sẽ hỗ trợ tư vấn, giải đáp thắc mắc cho bạn.