Cảm biến ( Sensor) là gì?

Cảm biến ( Sensor) là gì?

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

Dưới đây là một vài ví dụ về nhiều loại cảm biến khác nhau:

Trong nhiệt kế thủy tinh dựa trên thủy ngân, đầu vào là nhiệt độ. Chất lỏng chứa mở rộng và hợp đồng đáp ứng, làm cho mức độ cao hơn hoặc thấp hơn trên thước đo được đánh dấu, có thể đọc được.

Một cảm biến oxy trong hệ thống kiểm soát khí thải của oto phát hiện tỷ lệ xăng/oxy, thường thông qua phản ứng hóa học tạo ra điện áp. Một máy tính trong động cơ đọc điện áp, nếu hỗn hợp không tối ưu, điều chỉnh lại cân bằng tỷ lệ.

Cảm biến chuyển động trong các hệ thống khác nhau bao gồm đèn an ninh gia đình, cửa tự động và đồ đạc trong phòng tắm thường phát ra một số loại năng lượng, chẳng hạn như lò vi sóng, sóng siêu ấm hoặc chùm ánh sáng và phát  hiền khi dòng năng lượng bị gián đoạn bởi một thứ gì đó đi vào.

Một cảm biến quang phát hiện ánh sáng khả kiến, truyền hồng ngoại (IR) và/hoặc tia cực tím (UV).

Các loại cảm biến khác nhau

Bạn có thể tìm thấy các loại cảm biến khác nhau trong nhà của bạn, văn phòng làm việc, ô tô, thiết bị điện tử, điện thoại,… để làm cho cuộc sống của chúng ta dễ dàng hơn như đèn tự sáng khi đến gần,  phát hiện khói hoặc lửa để cảnh báo cháy,… và rất nhiều loại cảm biến khác nữa.

Phân loại cảm biến

Có một số phân loại cảm biến được thực hiện bởi các chuyên gia khác nhau. Một số rất đơn giản và một số rất phức tạp.

Trong phân loại đầu tiên của các cảm biến, chúng được chia thành Hoạt Động và Bị Động. Cảm biến hoạt động là những cảm biến đòi hỏi tín hiệu kích thích bên ngoài hoặc tín hiệu nguồn.  Cảm biến bị động thì không yêu cầu bất kỳ tín hiệu nguồn bên ngoài nào và trực tiếp tạo phản ứng đầu ra.

Phân loại khác dựa trên các phương tiện phát hiện được sử dụng trong cảm biến. Một số phương tiện phát hiện là Điện, Sinh học, Hóa Học, Phóng xá,…

Việc phân loại tiếp theo dựa trên hiện tượng chuyển đổi. Một số hiện tượng chuyển đổi phổ biến: Quang điện, Nhiệt điện, Điện hóa, Điện từ, Nhiệt điện,…

Phân loại cuối cùng của các loại cảm biến là cảm biến analog và cảm biến kỹ thuật số. Cảm biến analog tạo ra một đầu ra tín hiệu liên tục liên quan đến đại lượng được đo. Cảm biến kỹ thuật số hoạt động với dữ liệu rời rạc hoặc kỹ thuật số. Dữ liệu trong các cảm biến kỹ thuật số, được sử dụng để chuyển đổi và truyền tải bản chất là kỹ thuật số.

Các loại cảm biến khác nhau

• Nhiệt độ
• Tiệm cận
• Gia tốc kế
• Hồng ngoại
• Áp suất
• Ánh sáng
• Sóng siêu âm
• Khói, khí, rượu
• Chạm
• Màu sắc
• Độ ẩm
• Độ nghiêng
• Lưu lượng và mực nước

Cảm biến nhiệt độ

Một trong những cảm biến phổ biến nhất là cảm biến nhiệt độ, cảm biến này sẽ đo các thay đổi về nhiệt độ. Trong cảm biến nhiệt độ, những thay đổi về nhiệt độ tương ứng với thay đổi tính chất vật lý như điện trở hoặc điện áp.

Có nhiều loại cảm biến nhiệt độ khác nhau như: IC cảm biến nhiệt độ, Thermisstors, cặp nhiệt độ, RTD (thiết bị nhiệt độ điện trở),…

Cảm biến nhiệt độ được sử dụng ở mọi nơi như: máy tính, điện thoại di động, ô tô, điều hòa không khí,…

Cảm biến tiệm cận

Cảm biến tiệm cận là loại cảm biến phát hiện sự hiện diện của vật thể. Cảm biến tiệm cận có thể được thực hiện bằng các kỹ thuật khác nhau như: Quang học (hồng ngoại hoặc laser), siêu âm, hiệu ứng Hall, điện dung,….

Một số ứng dụng của cảm biến tiệm cận: trên Điện thoại di động, Ô tô, Các ngành công nghiệp ( căn chỉnh đối tượng), Khoảng cách gần mặt đất trong Máy bay,…

Cảm biến hồng ngoại

Cảm biến hồng ngoại là cảm biến dựa trên ánh sáng được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau như phát hiện gần, phát hiện đối tượng. Cảm biến hồng ngoại được sử dụng làm cảm biến tiệm cận trong hầy hết các điện thoại đi dộng.

Có hai loại cảm biến là IR hồng ngoại hoặc hồng ngoại: Loại truyền và loại phản xạ.

Trong cảm biến hồng ngoại loại truyền phát, bộ phát hồng ngoại ( thường là đèn led hồng ngoại) và đầu dò hồng ngoại ( thường là Diode ảnh) được đặt đối diện nhau để khi một vật đi qua giữa chúng, cảm biến sẽ phát hiện vật thể.

Loại cảm biến hồng ngoại khác là cảm biến hồng ngoại phản xạ. Trong đó, máy phát và máy dò được đặt cạnh nhau đối diện đối tượng.

Các ứng dụng khác nhau trong đó cảm biến IR được sử dụng là điện thoại di động, Robot, lắp ráp công nghiệp, ô tô,…

Cảm biến siêu âm

Cảm biến siêu âm là một thiết bị loại không tiếp xúc có thể được sử dụng để đo khoảng các cũng như vận tốc của vật thể. Cảm biến siêu âm hoạt động dựa trên tính chất của sóng âm với tần số lớn hơn tần số âm thanh của con người.

Sử dụng thời gian bay của sóng âm, cảm biến sóng âm có thể đô khoảng các của vật thể. Hiệu ứng Doppler Shift  được sử dụng để đo vẫn tốc của vật thể.