Sensor là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của sensor [2022]

0
4012

Sensor hay còn gọi là cảm biến, chúng được dùng để phục vụ cuộc sống ngày càng hiện đại. Vậy Sensor là gì, cấu tạo và nguyên lý như thế nào? Để hiểu rõ hơn về thiết bị này, hãy cùng tham khảo bài viết Mecsu chia sẻ dưới đây nhé!

Sensor là gì?

Sensor – Một thuật ngữ chuyên ngành chỉ các loại cảm biến. Trong các nhà máy sản xuất, thiết bị còn dùng để giám sát nhiệt độ, áp suất, mức axit, giám sát mức nước, mức nước thải, CO2, PH,.. . Để tiết kiệm chi phí, các doanh nghiệp dùng các loại cảm biến thay thế cho con người và đồng thời chúng còn mang tính chính xác cao và ổn định.

Sensor là gì

Có bao nhiêu loại sensor?

Một số loại sensor được ứng dụng phổ biến đó là:

  • Sensor đo nhiệt độ
  • Sensor đo chất lỏng bằng siêu âm
  • Sensor radar đo mức xi măng, xăng dầu
  • Sensor đo áp suất
  • Sensor đo độ pH, đo độ ẩm, CO2,…

Các loại sensor

Những thiết bị cảm biến đo nhiệt độ, áp suất và chất lỏng trên đều theo phương pháp đo siêu âm, radar, điện dung,… Để tối ưu hóa về độ chính xác thì phương pháp giám sát mức chất lỏng bằng radar là tốt nhất với sai số cho phép 2mm. Đặc biệt, vấn đề nhiệt độ hay độ ẩm rất quan trọng nên phần lớn các nhà máy đều có.

Nguyên lý hoạt động của từng sensor

Để hiểu rõ hơn về từng loại sensor, anh em hãy cùng Mecsu tìm hiểu nguyên lý hoạt động của thiết bị này sau đây.

#1 Nguyên lý hoạt động của sensor đo nhiệt độ

Về nguyên lý hoạt động, đó chính là nhận nhiệt và truyền tín hiệu điện trở đối với các dòng sensor đo nhiệt độ 2 dây, 3 dây, 4 dây và truyền tín hiệu mV với các loại cảm biến can K, can S…

Nguyên lý hoạt động sensor đo nhiệt độ

Nếu quan sát kỹ sẽ thấy que cảm biến đo có 2 màu nhau và phần dưới có màu đậm hơn ở trên. Đó là lớp platinum được tích hợp vào để đo nhiệt rồi truyền theo ống đi ra dưới dạng điện trở hoặc mV. Nếu cần độ chính xác cao thì nên có bộ chuyển đổi điện trở hoặc mV ra dòng điện DC 4-20mA.

#2 Nguyên lý hoạt động của sensor đo áp suất

Về nguyên lý hoạt động, khi các dung dịch chất lỏng (nước, hóa chất, khí, dầu…) chảy qua chỗ lắp đặt thiết bị đo áp suất từ đó tạo lực đẩy vào lớp màng ceramic của cảm biến.

Nguyên lý hoạt động sensor đo áp suất

Sau đó, lớp màng sẽ cong theo lực đẩy chạm vào bộ trung tâm chuyển đổi tích hợp để tạo ra dòng điện 4-20mA/ 0-20mA hay điện áp 0-5v / 0-10…

#3 Nguyên lý hoạt động của sensor

Nguyên lý hoạt động của mỗi cảm biến sẽ khác nhau. Chính vậy mà, Mecsu sẽ lấy ví dụ về nguyên lý làm việc của cảm biến báo mức chất rắn:

Nguyên lý hoạt động của sensor

Khi có tháp chứa lúa cao 25m, việc xem lúa đổ vào tháp để biết khi nào đủ là không thể nào. Vì vậy cần có thiết bị cảm biến báo mức chất rắn dạng quay (quay chậm theo chiều kim đồng hồ) để theo dõi.

Khi lúa đầy tháp, nó sẽ dừng quay và thông qua bộ phận xử lý của cảm biến báo tín hiệu bằng đèn nhấp nháy hoặc còi hú kêu báo hiệu để chuyển sang tháp khác hay ngừng cấp lúa vào tháp.

Cấu tạo của từng loại sensor

#1 Cấu tạo của sensor nhiệt độ

Cấu tạo sensor đo nhiệt độ

Trong cảm biến nhiệt độ sẽ gồm có 4 bộ phận sau:

  • Là bộ phận đầu dò (cảm biến) là nơi tiếp xúc với vật liệu cần đo.
  • Là cổng kết nối đấu dây như nguồn hay đấu dây sang bộ phận chuyển đổi tín hiệu analog 4-20mA,…
  • Là bộ phận dùng để đầu đo cảm biến được thiết kế bằng inox và đa dạng kích thước như 6mm, 8mm, 10mm, 15mm,..
  • Là nắp bảo vệ các mối đấu dây điện giúp chống nước, bụi,…

#2 Cấu tạo của sensor áp suất

Cấu tạo sensor đo áp suất

Cảm biến áp suất gồm có 4 bộ phận sau:

Lớp màng cảm biến

Là bộ phận chịu trách nhiệm lớn cho việc cảm nhận mức áp lực mà môi trường đang có. Dòng sensor có dãy đo khác nhau thì lớp màng cũng sẽ khác nhau để phù hợp với mức áp suất cần đo.

Những vật mà ta dùng làm cảm biến sẽ phụ thuộc vào việc cảm biến sai số nhiều hay ít. Chính vì vậy, giá cả cũng sẽ phụ thuộc vào chất liệu, thường thì chúng được làm bằng Ceramic hay thép không gỉ (INOX),…

Bộ phận transmitter

Là bộ phận xử lý tín hiệu truyền từ lớp màng về thành các dạng tín hiệu ngõ ra (gồm có ngõ ra dạng 2 dây như 4-20ma, 0-20ma, 0-5V, 0-10V,…). Những tín hiệu này, có thể cho phép cảm biến truyền về các thiết bị hỗ trợ PLC hay màn hình hiển thị.

Lớp vỏ bảo vệ cảm biến

Là lớp bảo vệ chống lại tác nhân từ môi trường bên ngoài đến các mạch điện, bộ phận xử lý bên trong. Chính vì vậy mà lớp vỏ này được làm từ các vật liệu đặc biệt như inox 304, inox 316,…

Bộ phận tiếp điểm

Là cổng kết nối ra bên ngoài để thiết bị có thể nhận thông tin từ cảm biến. Chúng còn dùng để đấu dây đến bộ chuyển tín hiệu, bộ hiển thị áp suất hay để điều khiển một quá trình nào đó trong máy hoặc dây chuyền,… Ngoài ra, bộ phận còn có tiêu chuẩn bảo vệ IP65, IP66, IP67,…

#3 Cấu tạo của sensor

Sensor gồm có 5 phần chính đó là:

Cấu tạo sensor

Bộ phận vi mạch xử lý

Bao gồm hệ thống cách mạch điện và dùng trong việc chuyển đổi tín hiệu (ví dụ: mạch khuếch đại, mạch chỉnh lưu, mạch ổn định).

Cảm biến sensin

Cảm biến sensin có thể truyền từ xa các thông tin về góc quay trục.

Biến áp xoay

Biến áp xoay làm chuyển đổi tín hiệu điện áp

Con quay

Con quay giúp đo và xác định độ sai lệch góc và giúp hệ thống truyền tín hiệu ổn định.

Cảm biến tốc độ

Cảm biến chịu sự tác động của nguồn sáng.

>>> Bạn nên đọc thêm:

Vậy sensor là gì? Hẳn là các bạn phần nào cũng đã nắm rõ kiến thức về loại thiết bị này. Nếu còn muốn biết thêm nhiều thông tin về kỹ thuật nào nữa thì hãy bình luận để Mecsu có thể giải đáp thắc mắc giúp bạn nhé.

BlogMecsu

Đam mê cơ khí trong máu rồi, biết gì chia sẻ đó, anh em cùng nhau chia sẻ nhé