Sensor là gì? Tìm hiểu về các loại cảm biến phổ biến hiện nay

Hiện nay Sensor là một loại thiết bị khá phổ biến và được con người ứng dụng rất nhiều. Vậy Sensor là gì? Có những loại Sensor nào phổ biến hiện nay? Cùng theo dõi bài viết dưới đây để tìm hiểu thêm Sensor là gì nhé!

Nội Dung Chính

Sensor là gì?

Cảm biến là một thiết bị phát hiện và phản hồi với một số loại đầu vào từ môi trường vật lý. Đầu vào cụ thể có thể là ánh sáng, chuyển động, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất hoặc bất kỳ một trong số rất nhiều hiện tượng môi trường khác. Đầu ra là tín hiệu được chuyển đổi thành màn hình hiển thị có thể đọc được ở vị trí cảm biến hoặc có thể được truyền điện tử qua mạng để đọc hoặc xử lý thêm.

Phân loại sensor

Hiện nay có 3 cách phân loại sensor phổ biến là: Phân loại theo môi trường, theo cách đo và theo tính năng.

Phân loại theo môi trường

Cảm biến trong môi trường rắn;
Cảm biến trong môi trường lỏng;
Cảm biến trong môi trường khí.

Phân loại theo cách đo, phương pháp đo

Cảm biến siêu âm;
Cảm biến điện dung;
Cảm biến radar;
Cảm biến hồng ngoại;
Cảm biến quang học;
Cảm biến cơ học;
Cảm biến tiệm cận;
Cảm biến cảm ứng.

Phân loại theo tính năng, ứng dụng

Cảm biến nhiệt độ: Pt100, Pt1000, RTD, IC, Thermistors…
Cảm biến độ ẩm;
Cảm biến áp suất;
Cảm biến mức;
Cảm biến PH;
Cảm biến CO2;
Cảm biến Clo;
Cảm biến Carbon;
Cảm biến độ đục;
Cảm biến Oxy;
Cảm biến Hydro;
Cảm biến Nitơ;
Cảm biến Ozone;
Cảm biến khói;
Cảm biến hình ảnh;
Cảm biến phát hiện chuyển động;
Cảm biến khoảng cách (vị trí);
Cảm biến đo biến dạng;
Cảm biến độ nghiêng;
Cảm biến tốc độ;
Cảm biến ánh sáng;
Cảm biến lưu lượng;
Cảm biến gia tốc;
Cảm biến độ dẫn điện.

Cảm biến nhiệt độ hay Temperature Sensor là gì?

Cặp nhiệt điện (Thermocouple)

Cặp nhiệt điện là một loại cảm biến nhiệt độ được sử dụng rộng rãi hiện nay. Nó sử dụng để đo nhiệt độ tại một nơi cụ thể.

Ưu điểm của cặp nhiệt điện:

Có giá thành rẻ hơn so với các thiết bị đo nhiệt độ khác.
Phản hồi nhanh chóng.
Có phạm vi nhiệt độ rộng.

Nhược điểm của cặp nhiệt điện:

Có độ chính xác thấp.
Việc hiệu chuẩn lại cặp nhiệt điện đôi khi gặp nhiều khó khăn.

Cảm biến nhiệt độ RTD

RTD là tên viết tắt của cụm từ Resistance Temperature Detectors có nghĩa là phát hiện nhiệt độ điện trở. RTD là một cảm biến nhiệt độ đo nhiệt độ sử dụng nguyên tắc điện trở của kim loại thay đổi theo nhiệt độ. RTD đo nhiệt độ thông qua điện trở thay đổi theo dạng tuyến tính cao đối với nhiệt độ.

Ưu điểm của cảm biến nhiệt độ loại RTD:

Có độ chính xác cao.
Tuyến tính hơn cặp nhiệt điện.

Nhược điểm của cảm biến nhiệt độ loại RTD:

Giá thành cao.
Phải cung cấp nguồn nuôi.
Điện trở kháng tuyệt đối thấp.
Tự sinh nhiệt.
Thời gian đáp ứng chậm.

Điện trở nhiệt (Thermistor)

Thermistor là một phần của chất bán dẫn làm bằng oxit kim loại, chúng được ép thành một hạt nhỏ có dạng đĩa, wafer, hoặc các hình dạng khác và sẽ bị thiêu kết ở nhiệt độ cao. Cuối cùng, chúng sẽ được phủ bằng epoxy hoặc thủy tinh.

Ưu điểm của Thermistor:

Có độ chính xác cao.
Phản ứng nhanh.
Dễ dàng cài đặt, sử dụng.
Giá thành thấp.

Nhược điểm của Thermistor:

Đầu ra phải được chuyển đổi từ sự thay đổi của điện trở thành số đọc nhiệt độ.
Phạm vi bị giới hạn đến mức 200°C.

Cảm biến đo biến dạng hay Strain Gage Sensor là gì?

Cảm biến đo biến dạng là một cảm biến có điện trở thay đổi theo lực tác dụng. Nó chuyển đổi lực, áp suất, lực căng, trọng lượng… thành sự thay đổi về điện trở mà sau đó có thể đo được.

Ưu điểm của cảm biến đo biến dạng

Giá thành rẻ.
Độ ổn định cao trong cả phép đo tĩnh và động.
Có thể được sử dụng trong rất nhiều những ứng dụng khác nhau.

Nhược điểm của cảm biến đo biến dạng

Việc cài đặt khá khó đòi hỏi phải có kiến thức chuyên môn.
Yêu cầu hiệu chỉnh tín hiệu tương đối khó khăn.
Nhiệt độ có thể làm ảnh hưởng đến các phép đo.

Ứng dụng cảm biến đo biến dạng

Cảm biến đo biến dạng dùng để:

Đo độ căng và ứng suất.
Đo trọng lượng và tải trọng.
Đo lực.
Đo chấn động và rung.

Cảm biến lực hay Load cell Sensor là gì?

Cảm biến lực là loại cảm biến có nhiệm vụ chuyển đổi lực thành một đầu ra điện có thể đo được. Mặc dù hiện nay có nhiều loại cảm biến lực nhưng cảm biến lực đo biến dạng là loại được sử dụng phổ biến nhất.

Ưu điểm của cảm biến lực

Độ chính xác cao.
Có thể đo được từ tải rất nhỏ đến hàng trăm nghìn kg.
Đa dạng mẫu mã, hình dạng và kích thước cho nhiều ứng dụng.

Nhược điểm của cảm biến lực

Các phép đo có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ của môi trường.
Yêu cầu hiệu chỉnh tín hiệu tương đối phức tạp và tốn kém.

Ứng dụng của cảm biến lực

Hiện nay cảm biến lực được ứng dụng rất nhiều vào trong công việc cũng như cuộc sống. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của cảm biến lực:

Hàng không vũ trụ: Dùng để đo lực đẩy động cơ phản lực, tải trọng lên bánh xe và gầm xe
Hàng hải: Dùng để đo sức căng dây neo.
Giao thông vận tải: Dùng để đo mô-men xoắn trên động cơ và trạm cân xe tải trên đường cao tốc.
Công nghiệp: Dùng để đo lực căng và lực trong các nhà máy giấy và kim loại.
Y tế: Được sử dụng trong các thiết bị vật lý trị liệu.
Hạ tầng: Dùng để đo lực cáp trong thang máy hoặc lực trên giàn giáo.
Hóa dầu: Dùng để đo lực trên các công cụ khoan dầu khí.
Trồng trọt và chăn nuôi: Dùng để cân gia súc, phễu, thùng chứa và cân silo.

Cảm biến vị trí hay LVDT Sensor là gì?

LVDT là tên viết tắt của cụm từ linear variable differential transformer là loại cảm biến được sử dụng để đo sự dịch chuyển trong khoảng cách tương đối ngắn.

Ưu điểm cảm biến vị trí

Độ chính xác cao.
Có độ bền, tuổi thọ cao.
Đầu ra tuyệt đối.
Có nhiều mẫu mã, kiểu dáng, kích thước khác nhau để đáp ứng cho đại đa số ứng dụng.

Nhược điểm cảm biến vị trí

Độ chính xác của các phép đo có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường.
Yêu cầu kích thích AC.

Ứng dụng của cảm biến vị trí

Hàng không vũ trụ: Dùng để kiểm tra bề mặt điều khiển và truyền động.
Giao thông vận tải: Dùng để giám sát chiều cao hành trình giữa xe tải và thùng xe lửa.
Hóa dầu: Dùng để định vị dụng cụ khoan.

Cảm biến độ rung hay Vibration Sensor – Accelerometer

Cảm biến độ rung gia tốc là thiết bị dùng để đo lường độ rung, hay gia tốc chuyển động của kết cấu. Loại cảm biến này có một bộ chuyển đổi với mục đích để chuyển lực cơ học gây ra bởi độ động hoặc sự thay đổi trong chuyển động thành dòng điện bằng cách chúng sẽ sử dụng hiệu ứng áp điện.

Ưu điểm của cảm biến độ rung

Việc kết nối dễ dàng.
Có thể sử dụng cho cả các phép đo động và tĩnh
Có nhiều mẫu mã, kiểu dáng, kích thước khác nhau để đáp ứng cho đại đa số ứng dụng.
Cảm biến IEPE dành cho cáp dài hơn và có thể điều khiển tín hiệu ít tốn kém hơn.

Nhược điểm của cảm biến độ rung

Cảm biến có thể nhanh hỏng do rung, sốc quá nhiều.
Cảm biến sạc yêu cầu điều khiển tín hiệu đắt hơn so với điều khiển tín hiệu cảm biến IEPE
Việc lắp đặt cảm biến khá phức tạp, đòi hỏi một số kiến thức chuyên môn.

Ứng dụng của cảm biến độ rung

Hàng không vũ trụ: Dùng để kiểm tra sức căng và độ căng thân của máy bay, kiểm tra độ rung động cơ phản lực và tên lửa.
Vận chuyển: Cảm biến độ dùng dùng để ghi lại sự chấn động và những rung động trong quá trình vận chuyển các mặt hàng dễ vỡ.
Ô tô: Dùng để đo độ rung và chấn động của bảng điều khiển thân xe, kiểm tra sự thoải mái của hành khách.

Cảm biến âm thanh hay Sound Sensor – Microphone

Cảm biến âm thanh là loại cảm biến giúp nhận biết và phát hiện cường độ âm thanh của các môi trường xung quanh.

Ưu điểm của cảm biến âm thanh

Kết nối dễ dàng.
Có nhiều mẫu mã, kiểu dáng, kích thước khác nhau để đáp ứng cho đại đa số ứng dụng.
Dễ dàng cài đặt.

Nhược điểm của cảm biến âm thanh

Giá thành tương đối cao.
Có thể bị hỏng nếu làm rơi hoặc xử lý sai kỹ thuật.
Một số micro sẽ yêu cầu nguồn ảo từ bộ điều khiển tín hiệu

Ứng dụng của cảm biến âm thanh

Hàng không vũ trụ: Kiểm tra những tiếng ồn động cơ phản lực.
Vận chuyển: Ghi lại chấn động và những rung động trong quá trình vận chuyển các mặt hàng dễ vỡ.
Ô tô: Kiểm tra tiếng ồn khi qua đường và tiếng ồn phanh
Y tế: Dùng để nghiên cứu tác động của các tiếng ồn xung quanh, kiểm tra thính giác.

Trên đây là toàn bộ thông tin về sensor là gì và các loại cảm biến phổ biến, được ưa chuộng hiện nay mà thietbikythuat muốn chia sẻ tới bạn đọc. Hy vọng bài viết mang tới cho bạn nhiều thông tin bổ ích về sensor là gì!