Cảm biến là gì? Các loại cảm biến thường dùng hiện nay.

CẢM BIẾN LÀ GÌ?

Trong hệ thống đo lường điều khiển, mọi quá trình đều được đặc trưng bởi các đại lượng vật lý hay hóa học là đại lượng không điện. Tuy nhiên, trong các quá trình đo lường điều khiển, thông tin được truyền tải và xử lý dưới dạng điện. Do đó, cảm biến được định nghĩa như những thiết bị dùng để biến đổi các đại lượng không điện cần đo thành đại lượng điện có thể đo được như điện áp, dòng điện, trở kháng...

Trên thị trường cảm biến thường có 2 dạng tín hiệu ON/OFF và dạng tín hiệu tương tự.

CÁC LOẠI CẢM BIẾN THƯỜNG DÙNG 

Phạm vi hoạt động của các cảm biến tiệm cận là từ -40 - 200 độ C

Cảm biến điện cảm và điện dung giống nhau về hình dáng bên ngoài. Chúng ta thường phân biệt bằng nhãn hiệu dán trên thân cảm biến.

1. Cảm biến tiệm cận điện cảm (inductive proximity sensor):

Ưu điểm

• Độ chính xác tốt hơn cảm biến tiệm cận điện dung.
• Không chịu ảnh hưởng của độ ẩm, bụi bậm, màu sắc.
• Tần số chuyển mạch nhanh.

Nhược điểm

• Chỉ có thể phát hiện đối tượng là kim loại.
• Có thể chịu ảnh hưởng bởi các vùng điện từ mạnh.
• Phạm vi hoạt động ngắn.

2. Cảm biến tiệm cận điện dung (capacitive proximity sensor)

Ưu điểm

• Có thể phát hiện vật thể bằng kim loại và phi kim
• Độ ổn định và độ phân giải tốt, có thể cảm nhận được các vật thể gọn, nhẹ.
• Tốc độ hoạt động nhanh.
• Tuổi thọ cao, giá thành thấp.

Nhược điểm

• Bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, độ ẩm môi trường.
• Phạm vi hoạt động ngắn, nhạy với chất dẫn điện hơn chất không dẫn điện.
• Độ tuyến tính thấp, độ chính xác không tốt bằng cảm biến tiệm cận điện cảm.

3. Cảm biến từ

Cảm biến từ hoạt động dựa vào nguyên lí nam châm vĩnh cửu để phát hiện ra sự có mặt hay không có mặt của vật thể. Độ tin cậy cũng như tuổi thọ cao.

Ứng dụng của cảm biến từ dùng để đo vị trí, dịch chuyển hoặc phát hiện vật liệu bằng nam châm.

4. Cảm biến quang (optical proximity sensor)

Loại khuếch tán

• Lắp đặt nhỏ, gọn.
• Dễ bị ảnh hưởng bởi các dạng bề mặt và màu sắc của vật, khoảng cách phát hiện không xa bằng các loại khác do bề mặt  hoặc góc nghiêng của vật làm ánh sáng bị tổn hao một phần sau khi phản xạ.

Loại phản xạ dùng gương

• Loại này được lắp đặt nơi có không gian nhỏ, nối dây đơn giản.
• Phát hiện khoảng cách xa hơn do chùm tia sáng hầu hết được phản xạ ngược lại bộ thu.
• Ngoài ra loại này không bị ảnh hưởng bởi hình dạng, màu sắc, vật liệu của vật.

Loại thu phát độc lập

• Loại này có khoảng cách phát hiện vật xa nhất, ổn định, không bị ảnh hưởng bởi hình dạng, màu sắc và vật liệu của vật
• Nhược điểm của loại này là khi lắp đặt cần phải canh chỉnh trục chùm tia sáng để bộ phát và bộ thu thẳng hàng, cần nguồn cung cấp cho cả hai đầu cảm biến nên lắp đặt phức tạp, đòi hỏi nhiều không gian và dây dẫn hơn 2 loại trên.

5. Đĩa mã hóa (encoder)

Encoder là thiết bị đo tốc độ động cơ thông dụng nhất mà trong đó phổ biến nhất là loại đĩa mã hóa quang học (optical encoder) được chia thành hai loại: tương đối (relative encoder) và tuyệt đối (absolute encoder).

6. Cảm biến nhiệt độ

Ngoài ra còn IC đo nhiệt độ chuyên dụng như LM35..

Cặp nhiệt ngẫu

7. Loadcell

Loadcell là một thiết bị chuyển đổi trọng lượng sang tín hiệu điện. Ứng dụng trong hệ thống cân oto, beetong, thức ăn gia súc, phân bón... Ngoài ra còn đo lực, momen,...