Cảm biến là gì?
Cảm biến là gì? Cảm biến là một thiết bị điện tử cảm nhận những trạng thái hay quá trình vật lý, hóa học hay sinh học của môi trường cần khảo sát, và biến đổi thành tín hiệu điện để thu thập thông tin về trạng thái hay quá trình đó.
Cấu tạo cảm biến
Trên thị trường nhiều các loại cảm biến khác nhau, tuy nhiên cấu tạo cảm biến gồm 5 phần chính: bộ phận vi mạch xử lí, cảm biến sensi, biến áp xoay, con quay và cảm biến tốc độ.
- Bộ phận vi mạch xử lí gồm các hệ thống mạch điện có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu.
- Cảm biến sensing được dùng để truyền các thông tin từ xa về góc qoay trục.
- Biến áp quay dùng để chuyển đổi tín hiệu điện áp.
- Con quay dùng để đo và xác định mức độ sai lệch góc, giúp ổn định hệ thống truyền tín hiệu.
- Chịu tác động của nguồn sáng là cảm biến tốc độ.
Nói chung, một cảm biến bao gồm các phần mạch điện tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh, được đóng gói nhỏ gọn trong một vỏ hộp. Các tín hiệu phát ra được quy chuẩn theo các mức điện áp, và dòng điện thông dụng nhất phù hợp với các bộ điều khiển.
Các loại cảm biến công nghiệp thông dụng
Mặc dù hiện nay có hàng ngàn các loại cảm biến khác nhau, nhưng thực tế chỉ có một số loại cảm biến công nghiệp thông dụng như: cảm biến quang, cảm biến áp suất, cảm biến nhiệt độ, và cảm biến tiệm cận.
Đây là những loại cảm biến phổ biến, nhất là trong ngành công nghiệp tự động hóa.
Một số hãng cảm biến nổi tiếng trong công nghiệp như: Cảm biến iFM, cảm biến Schneider, cảm biến arduino, cảm biến omron, cảm biến autonic, cảm biến keyence, cảm biến panasonic, cảm biến sick ….
1. Cảm biến quang
Cảm biến quang có tên Tiếng Anh là Photoelectric Sensor, là một loại cảm biến được cấu tạo bởi linh kiện bán dẫn quang điện, khi có ánh sáng chiếu vào bề mặt bán dẫn sẽ thay đổi tính chất của light sensor.
Thông qua một bảng mạch điện tử, nhờ hiện tượng phát xạ điện tử ở cực catot, tín hiệu quang này được chuyển đổi sang tín hiệu điện quy chuẩn.
Cảm biến quang có phạm vi dài hơn nhiều so với các loại cảm biến khác, nhưng vì sử dụng ánh sáng để cảm biến nên chúng rất dễ bị bụi bẩn và các vấn đề môi trường và cơ học khác ảnh hưởng.
Vậy nên, cảm biến quang thường được sử dụng ở những nơi chúng ta không kén chọn chính xác mục tiêu ở đâu, nhưng chúng ta cần biết đó là ở đó.
Cảm biến quang thường có một đầu thu và phát tín hiệu quang, được chia làm nhiều loại theo nguyên lý làm việc: cảm biến quang thu phát, cảm biến quang phản xạ gương, cảm biến quang dạng khuếch tán.
Cảm biến quang phản xạ gương thường được người sử dụng lựa chọn bởi nó có thể phát hiện vật rất xa so với cảm biến quang thu phát thông thường, hay cảm biến quang độc lập. Hơn nữa nó còn tiết kiệm chi phí lắp đặt và kinh phí đầu tư.
2. Cảm biến áp suất
Đây là thiết bị cảm biến dùng để đo áp suất trong các bình hơi, thiết bị khí nén trong công nghiệp, chuyển áp lực hơi thành tín hiệu điện, dòng điện với các định mức quy chuẩn công nghiệp 4-20mA và 0-20mA theo dòng điện hoặc 0-10V hay 0.5-4.5V, 1-5V theo mức điện áp.
Các tín hiệu này sẽ được truyền về biến tần hoặc PLC để điều khiển động cơ hoạt động. Có thể hiểu giống như tủ lạnh hay máy lạnh inventer. Động cơ lúc nào cũng chạy nhưng được giám sát bằng thiết bị cảm biến để điều chỉnh công suất chạy ít hay nhiều.
Cảm biến áp suất thường gặp nhiều trong các máy sử dụng cơ cấu khí nén, ngoài ra nó còn đo áp suất nước, đo áp suất hơi, cảm biến áp suất không khí và khí nạp, cảm biến áp suất lốp xe hơi rất thông dụng.
Cảm biến áp suất hiện được chia làm 3 loại trên thị trường: áp suất cảm biến (piezoelectric), cảm biến áp suất dạng cầu (strain gage based), cảm biến áp suất biến dung (variable capacitance). Trong đó, dạng cầu là cảm biến áp suất phổ biến nhất.
3. Cảm biến nhiệt độ
Trong các loại cảm biếncảm biến nhiệt độ được dùng để đo đạc nhiệt độ môi trường, nước,… Cảm biến nhiệt độ công nghiệp thường được bao bọc cẩn thận bằng lớp vỏ kim loại bên ngoài, rất công nghiệp, mục đích để đo sự thay đổi tín hiệu nhiệt độ từ môi trường sau đó cung cấp cho bộ điều bằng tín hiệu điện.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ: khi có sự thay đổi nhiệt độ môi trường cần đo dẫn đến thay đổi nhiệt độ của đầu nóng và đầu lạnh, sẽ xuất hiện hiệu điện thế ở đầu lạnh. Như vậy, tín hiệu thay đổi này sẽ cung cấp cho bộ điều khiển phân tích như PLC.
Thông thường, cảm biến nhiệt độ được cấu tạo từ Platium có giá trị nhiệt độ là 11 ôm khi nhiệt đồ là 0 độ C. Khi nhiệt độ biến đổi thì điện trở cũng biến đổi lý lệ theo.
> Tham khảo: Thêm các sản phẩm liên quan đến công nghiệp
4. Cảm biến tiệm cận
Cảm biến tiệm cận hay còn được gọi là Proximity Sensors trong Tiếng Anh. Đây là loại cảm biến công nghiệp thông dụng trong máy móc công nghiệp, đặc biệt trong các dây chuyền sản xuất đếm và phân loại sản phẩm. Nó có chức năng phát hiện vật di chuyển qua đầu cảm biến chuyển đổi thành tín hiệu điện cho bộ điều khiển.
Cảm biến tiệm cận được chia làm hai loại chính:
- Cảm biến phát ra trường điện từ dùng để phát hiện ra vật bằng kim loại, có cuộn copper coil ở đầu cảm ứng. Một mạch điện điều khiển phát ra song cao tần móc vòng với cuộn dây tạo ra trường điện từ dao động quanh nó. Khi có vật bằng kim loại lướt quá, làm dao động dòng điện trong cuộn dây giảm đi, tín hiệu đầu ra sẽ thay đổi trạng thái. Cảm biến này có đặc tính chống chịu dầu mỡ, hoạt động được trong môi trường bụi bẩn.
- Loại còn lại không phải bằng kim loại nhưng cũng là loại tương tự như vậy dựa trên nguyên lý phát trường điện dung ở đầu dò, giá trị phụ thuộc vào chất liệu vật và khoảng cách. Khi có sự thay đổi thì tín hiệu điện được xuất ra đầu dây thông qua bộ chuyển đổi.
Những lưu ý khi lựa chọn cảm biến
Để lựa chọn được loại cảm biến công nghiệp phù hợp, cần lưu ý những vấn đề sau:
- Xác định được đặc tính của máy.
- Ứng dụng trong sản xuất mặt hàng gì?
- Môi trường làm việc.
- Yêu cầu độ tin cậy để làm việc.
Sau khi xác định được những yếu tố trên có thể dễ dàng chọn loại cảm biến phù hợp giúp tiết kiệm chi phí và mang lại hiệu quả cao nhất.
Có thể thấy thông qua nội dung, TMT-Technics đã liệt kê các loại cảm biến thông dụng nhất hiện nay. Hy vọng mang lại giải pháp và nội dung hữu ích đến quý vị!
Mời Quý vị tham khảo thêm nhiều bài viết: Thông tin bỗ ích