Cảm Biến Là Gì ? Các Loại Cảm Biến Thông Dụng

Cảm biến là một thiết bị khá quen thuộc trong cuộc sống, đặc biệt là trong công nghiệp cảm biến đóng vai trò cực kỳ quan trọng. Cảm biến được sử dụng thay thế cho các thiết bị cơ khí truyền thống với độ chính xác cao hơn rất nhiều bởi các vi mạch điện tử. Vậy cảm biến là gì và tại sao chúng ta phải biết về nó, thì trong bài chia sẻ này tôi sẽ giải đáp cho các bạn hiểu rõ về cảm biến.

Cảm biến là gì?

Cảm biến có tên gọi tiếng anh là Sensor. Cảm biến là một thiết bị đo lường các trạng thái, hoá học, cơ học, vật lý hay dòng điện, nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, lưu lượng hay dòng chảy hay một vị trí nào đó. Từ đó cảm biến sẽ tiến hành xử lý các biến đổi của vị trí đo thành các tín hiệu điện thông qua các vi mạch điện tử. Nói tóm lại, cảm biến là một thiết bị đo đạc một vị trí hoặc một môi trường cụ thể. Từ đó chúng ta biết được chính xác các chỉ số thông qua các giá trị cảm biến đưa ra.

Các loại cảm biến thông dụng nhất như :

• Cảm biến áp suất lốp
• Cảm biến nhiệt độ
• Cảm biến hồng ngoại
• Cảm biến tiệm cận
• Cảm biến áp suất
• Cảm biến quang
• Cảm biến ánh sáng
• Cảm biến siêu âm
• Cảm biến mực nước
• Cảm biến oxy
• Cảm biến độ ẩm
• Cảm biến khoảng cách
• … còn nhiều loại cảm biến khác.

Các cảm biến thường có kích thước khá nhỏ và được bảo vệ bởi các đầu thu hay đầu dò. Các cảm biến thật sự thường có kích thước rất nhỏ so với kích thước bên ngoài chúng ta nhìn thấy.

Phân loại cảm biến

Dù trong dân dụng, công nghiệp hay điều kiện khác nhau thì cảm biến được phân chia thành hai loại : cảm biến chủ động và cảm biến bị động. Điểm khác biệt ở đây chính là sự phân biệt của nguồn năng lượng cung cấp cho cảm biến để truyền tín hiệu về. Để rõ hơn về điều này bạn cần nắm rõ nguyên lý hoạt động của từng loại cảm biến.

Cảm biến chủ động

Cảm biến chủ động tức là bản thân nó không cần sử dụng điện để truyền tín hiệu về. Các cảm biến được chế tạo dựa vào các tính chất vật lý cơ bản. Tôi lấy ví dụ là cảm biến nhiệt độ PT100 hoạt động dựa vào sự thay đổi của điện trở xác định nhiệt độ tại cảm biến đo được.

Cảm biến nhiệt độ PT100 có giá trị 100 ohm tại 0oC và tăng dần điện trở khi nhiệt độ lớn hơn 0oC. Dựa vào các đặc tuyến điện trở truyền về chúng ta biết được chính xác nhiệt độ tại vi trí cảm biến được đặt vào.

Cảm biến bị động

Cảm biến bị động là loại cảm biến cần bổ sung nguồn cấp bên ngoài để chuyển sang tín hiệu điện. Các cảm biến loại bị động thường có cấu tạo phức tạp và có độ chính xác cao bởi các vi mạch sẽ được tích hợp xử lý tín hiệu ngay trên các đầu cảm biến.

Các cảm biến siêu âm – radar là một ví dụ về cảm biến bị động. Mặc dù chỉ có 2 dây truyền tín hiệu dạng 4-20mA nhưng bản chất vẫn phải cấp một nguồn 24Vdc cho cảm biến siêu âm thì mới có tín hiệu truyền về.

Bạn cần quan tâm gì khi mua một cảm biến bất kỳ

Khi bạn đi mua một cảm biến thì bạn thường quan tâm tới giá thành sau đó tới mẫu mã và xuất xứ hàng hoá. Nhưng điều đó là chưa đủ.

Bạn biết tại sao không ?

Điều quan trọng nhất để bạn mua một cảm biến bất kỳ đó là dựa vào thông số kỹ thuật của cảm biến đó. Tôi chắc hẳn sẽ không ai nói điều này với bạn. Tại sao ư?

Chỉ các nhà cung cấp các hãng Châu Âu – G7 hoặc của Mỹ mới quan tâm tới chất lượng và các thông số của cảm biến. Khi bạn mua một thiết bị gì thì thường thông qua bạn bè giới thiệu hoặc tự lên google để tìm kiếm. Đó là một xu hướng hiện đại.

Khi bạn tìm mua thì thường lựa chọn các sản phẩm có ngoại hình bắt mắc và giá thành rẻ nhất. Tất nhiên không phải ai cụng vậy nhưng 90% là như thế & đó là điều sai lầm thường hay gặp phải.

Tóm lại khi mua một thiết bị cảm biến cần quan tâm những gì.

1.Xuất xứ hàng hoá

Xuất xứ hàng hoá là thứ bạn cần quan tâm đầu tiên bởi nó quyết định rất nhiều thứ :

• Chất lượng. Tôi chắc chắn một điều rằng các hãng sản xuất có nguồn gốc từ Châu Âu – Mỹ đều có chất lượng vượt trội so với các nước khu vực khác. Ngoại trừ Nhật Bản ở Châu Á nhưng nằm trong nhóm G7.
• Giá thành. Đi đôi với chất lượng thì giá thành luôn cao hơn so với các hãng có nguồn gốc từ Đài Loan hay Trung Quốc.
• Sự ổn định. Đây là điều mà chúng ta cần ở một cảm biến đo lường. Chắc hẵn ai cũng biết hàng Trung Quốc giá rẻ xài cũng được nhưng theo thời gian thì các thiết bị đều chết dần.

2.Độ nhạy

Độ nhạy được hiểu đơn giản là giá trị nhỏ nhất mà cảm biến có thể phát hiện ra được. Tôi lấy một ví dụ đơn giản cho bạn dễ hiểu nhé.

Cảm biến áp suất có rất nhiều thang đo khác nhau từ -1…600 bar. Tuy nhiên, một cảm biến 0-10 bar sẽ có độ nhạy tốt hơn so với cảm biến 0-100 bar khi đo áp suất 0-1 bar. Điều này nói lên điều gì?

Bạn phải biết chọn giá trị thang đo của cảm biến phù hợp với điều kiện cần đo. Các cảm biến có thiết kế chuyên dụng lúc nào cũng làm việc hiệu quả hơn so với đa năng. Ngoại trừ những cảm biến tiêu chuẩn cao có thể tuỳ biến các thang đo mà không ảnh hưởng tới tín hiệu truyền về.

3.Sai số ( accuracy )

Bên cạnh các yếu tố xuất xứ, giá thành, độ nhạy thì sai số của cảm biến là điều bạn nên quan tâm khi tìm hiểu mua một cảm biến nào đó. Hai cảm biến có cùng thông số như nhau nhưng sai số khác nhau thì giá thành sẽ rất chênh lệch nhau. Đôi khi chúng ta quá quan tâm tới giá thành mà quên mất sai số chính là cái làm một trong những yếu ảnh hưởng tới giá thành của sản phẩm.

Để so sánh sai số giữa các sản phẩm bạn tìm mục Accuracy trong tài liệu ( datasheet ) của sản phẩm.

4.Độ trôi của thiết bị

Độ trôi của cảm biến ít được quan tâm tới khi lựa chọn thiết bị bởi thông số này ít ảnh hưởng tới việc đo lường trong thời gian ngắn. Bất kỳ một thiết bị nào cũng có độ trôi theo thời gian sử dụng. Thông thường các thiết bị đều có độ trôi là 0.1% /năm, điều này có nghĩa rằng sau một vài năm sử dụng các thiết bị đo lường bạn cần cài đặt – hiệu chuẩn lại để có độ chính xác theo mong muốn.

5.Độ trể của cảm biến

Độ trễ nói lên khả năng đáp ứng của thiết bị đối với sự thay đổi của quá trình đo. Các thiết bị có độ trễ càng thấp thì càng tốt, tín hiệu truyền về càng nhanh thì các thiết bị điều khiển làm việc càng hiệu quả.

6.Điều kiện làm việc

Điều kiện làm việc được ghi rõ trong tài liệu kỹ thuật của bất kỳ một cảm biến nào. Hai thông quan trọng nhất là nhiệt độ và độ ẩm.

• Nhiệt độ tiêu chuẩn : -20…80oC
• Độ ẩm tiêu chuẩn : 0-100%

Chúng ta cần lưu ý các thông số làm việc của cảm biến có phù hợp với điều kiện lắp đặt thực tế hay không. Điều kiện làm việc của cảm biến cần phải lớn hơn điều kiện của môi trường đo. Trường hợp ngược lại cảm biến có thể không hoạt động hoặc hoạt động trong thời gian ngắn.

Như vậy, cảm biến làm một thiết bị không thể thiếu trong đời sống của con người cũng như trong công nghiệp sản xuất. Bạn có biết cảm biến nào được sử dụng nhiều nhất chưa ? Nêu bạn quan tâm thì cùng tìm hiểu tiếp nhé.

Cảm biến áp suất lốp

Cảm biến áp suất lốp là một thiết bị quan trọng và cần thiết trên các ô tô để xác nhận trình trạng sức khoẻ áp suất lốp của xe. Ngày nay, các ô tô phân khúc tầm trung trở lên đều được các nhà sản xuất quan tâm & tích hợp cảm biến áp suất lốp trên bản tiêu chuẩn.

Tuy nhiên, các xe phân khúc thấp hơn thường không tích hợp cảm biến áp suất lốp đi kèm. Để giám sát theo dõi áp suất lốp chúng ta cần phải lắp thêm. Để việc chọn cảm biến áp suất lốp hiệu quả chúng ta cần biết 10 lưu ý khi chọn cảm biến áp suất lốp xe cho ô tô dưới đây.

Cảm biến áp suất lốp gắn trong hay gắn ngoài

Cảm biến áp suất lốp có hai loại : gắn trong và gắn ngoài. Cả hai loại đều có ưu nhược điểm khác nhau. Bạn cần nắm rõ các đặc điểm này để có sự lựa chọn phù hợp mua thiết bị xong về ôm hận.

Cảm biến áp suất lốp gắn trong là loại cảm biến được lắp bên trong lốp xe, van lốp xe sẽ được thay bằng van của cảm biến. Loại cảm biến này được ưa chuộng sử dụng bởi các ưu điểm của nó.

Ưu điểm :

• Thiết kế nằm bên trong có tính thẩm mỹ cao
• Tránh mất trộm trong quá trình sử dụng
• Người ngoài nhìn vào không biết có lắp thêm cảm biến
• Đảo lốp dể dàng mà không cần tháo van

Nhược điểm:

• Cần phải có nhiều thao tác : tháo lốp xe, cân bằng động khi lắp cảm biến do cảm biến được lắp bên trong. Bạn cần phải đến các trung âm uy tín, lành nghề để đảm bảo an toàn.
• Thợ lắp đặt cần có tay nghề cao và các thiết bị tháo lắp chuyên dụng.

Cảm biến áp suất gắn ngoài

Cảm biến áp suất gắn ngoài là loại cảm biến có thiết kế nhỏ gọn được gắn bên ngoài van lốp xe. Các thao tác lắp đặt hết sức đơn giản nên được ưa chuộng sử dụng.

Ưu điểm :

• Tháo lắp một cách dễ dàng, đơn giản mà không cần tháo lốp xe. Bất kỳ ai cũng có thể lắp đặt được.
• Việc thay thế giữa các van dể dàng, đặc biệt khi hư hỏng cần thay thế
• Thiết kế nhỏ gọn nên không ảnh hưởng tới thẩm mỹ của xe

Nhược điểm :

• Do dể lắp đặt nên cũng dễ dàng bị mất cắp. Để chống trộm các hãng sản xuất đã được thiết kế thêm một van chống trộm nên việc này cũng khó thực hiện.
• Mỗi lần bơm xe cần có một van chuyên dụng phù hợp với cảm biến do đầu cảm biến được thiết kế khác đi so với van của lốp xe.

Từ những đặc điểm trên chúng ta thấy rằng cảm biến áp suất mang tới những lợi ích tích cực cho người dùng ô tô. Việc chọn loại cảm biến áp suất lốp nào phụ thuộc sở thích, nhu cầu sử dụng và túi tiền của người sở hữu ô tô.

Áp suất lốp quá căng sẽ làm xe chồng chềnh và sốc khi chạy trên đường gồ ghề. Ngược lại, lốp quá mềm sẽ làm tổn hao nhiên liệu nhiều hơn và xe ì hơn. Vì vậy việc sử dụng cảm biến áp suất lốp không chỉ giúp xe vận hành êm ái hơn mà còn tiết kiệm nhiên liêu hơn.

Cảm biến nhiệt độ

Cảm biến nhiệt độ là một thiết bị không thể thiếu trong các nhà máy sản xuất. Đo nhiệt độ nước, không khí, khí nén, hoá chất … đều cần tới cảm biến nhiệt độ để giám sát. Bản thân các cảm biến nhiệt độ chỉ làm nhiệm vụ đo lường & hiếm khi cần hiển thị tại chỗ.

Cảm biến nhiệt độ Pt100 được viết tắt bởi Platinum @ 100 ohm. Tức là cảm biến hoạt động dựa vào nguyên lý thay đổi điện trở của chất Platinum. Khi nhiệt độ tại 0oC thì Platinum sẽ đạt 100 ohm. Khi nhiệt độ tăng dần thì giá trị điện trở của platinum tăng theo.

Người ta thấy rằng điều này luôn đúng khi đo tại một nhiệt độ thì platinum luôn cho 1 giá trị điện trở duy nhất. Dựa vào đặc tính của của platinum người ta chế tạo nên cảm biến nhiệt độ PT100.

Đầu dò nhiệt độ Pt100

Đầu dò nhiệt độ hay còn gọi là cảm biến nhiệt độ loại dây với tên gọi chung là cảm biến nhiệt độ có thiết kế duy nhất que cảm biến, phần còn lại là dây tín hiệu ngõ ra của đầu dò nhiệt. Các đầu dò nhiệt độ thường được sử dụng trong các môi trường có nhiệt độ thấp từ -200oC cho tới 400oC.

Đặc biệt với thiết kế loại dây dẫn PTFE và đầu dò chuyên dụng cho hệ thống lạnh. Đầu dò nhiệt độ Pt100 có thể đo được nhiệt độ tối đa là -200oC với sai số rất nhỏ. Lớp bọc PTFE không chỉ có tác dụng chịu được nhiệt độ cao mà còn có khả năng chịu được nhiệt độ lạnh âm sâu.

Cảm biến nhiệt độ Pt100

Cảm biến nhiệt độ PT100 có thiết kế hoàn toàn so với đầu dò nhiệt độ nhưng vẫn có chung một chức năng đo nhiệt độ. Điểm nổi bật của cảm biến nhiệt độ đó chính là khả năng đo nhiệt độ cao hơn hẳn so với đầu dò nhiệt độ.

Thiết kế Head mouted hay còn gọi là đầu củ hành giúp chịu được áp suất cao hơn hẳn so với cảm biến nhiệt độ loại dây. Đầu củ hành được thiết kế to vừa đủ để lắp bộ chuyển đổi tín hiệu khi cần cảm biến nhiệt độ 4-20mA.

Cảm biến nhiệt độ 4-20mA

Sự kết hợp của cảm biến nhiệt độ với bộ chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ T120 giúp cảm biến nhiệt có thể truyền tín hiệu về dạng 4-20mA thay vì điện trở như nguyên bản. Seneca T120 sẽ đọc các giá trị biến thiên của cảm biến nhiệt độ Pt100 sau đó sẽ chuyển đổi thành tín hiệu điện 4-20mA.

Bộ chuyển đổi nhiệt độ T120 được thiết kế để lắp vào bên trong đầu cảm biến. Việc này làm tăng tính thẩm mỹ của thiết bị & lại truyền được tín hiệu 4-20mA về trung tâm. Đây là một tiêu chuẩn thường thấy trên các cảm biến nhiệt độ cần chính xác cao bởi T120 sẽ scales các giá trị thang nhiệt theo mong muốn tương ứng với 4-20mA.

Cảm biến hồng ngoại

Cảm biến hồng ngoại ( IR sensr ) hoạt động dựa vào nguyên lý bức xạ, sử dụng IR sensor để phát ra và thu lượng ánh sáng hồng ngoại trở lại. Bức xạ hồng ngoại được phát hiện năm 1800 bởi William Herchel. Cảm biến hồng ngoại phát ra tia vô hình đối với mắt người vì bước sóng nó dài hơn ánh sáng. Bất cứ thứ gì phá ra nhiệt đều phát ra bức xạ hồng ngoại.

Cảm biến hồng ngoại có hai phần : Diode phát sáng và thu. Khi một vật thể đến gần cảm biến, ánh sáng hồng ngoại từ đèn LED sẽ phản xạ khỏi vật thể và được người nhận phát hiện. Cảm biến hồng ngoại hoạt động đóng vai trò là cảm biến tiệm cận và chúng thường được sử dụng trong các hệ thống phát hiện chướng ngại vật.

Nguyên tắc hoạt động

Cảm biến hồng ngoại hoạt động bằng cách sử dụng một cảm biến ánh sáng cụ thể để phát hiện bước sóng ánh sáng chọn trong phổ hồng ngoại (IR).

Bằng cách sử dụng đèn LED tạo ra ánh sáng có cùng bước sóng với cảm biến đang tìm kiếm, bạn có thể xem cường độ của ánh sáng nhận được. Khi một vật ở gần cảm biến, ánh sáng từ đèn LED bật ra khỏi vật thể và đi vào cảm biến ánh sáng. Điều này dẫn đến một bước nhảy lớn về cường độ, mà chúng ta đã biết có thể được phát hiện bằng cách sử dụng một ngưỡng.

Phát hiện độ sáng

Vì cảm biến hoạt động bằng cách tìm kiếm ánh sáng phản xạ, có thể có một cảm biến có thể trả về giá trị của ánh sáng phản xạ. Loại cảm biến này sau đó có thể được sử dụng để đo mức độ “sáng” của vật thể. Điều này rất hữu ích cho các nhiệm vụ như theo dõi dòng.

Ứng dụng cảm biến hồng ngoại

Cảm biến hồng ngoại được sử dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp. Chẳng hạn như đo độ dày hoặc hình dáng của các vật thể. Nhờ cảm biến hồng ngoại mà các máy móc dể dàng điều chỉnh hoặc phát hiện các bất thường một cách nhanh chóng.

Các máy đóng gói sử dụng các lớp màng PE để đóng gói các sản phẩm. Để theo dõi lớp màng còn bao nhiêu phần trăm, cảm biến hồng ngoại được sử dụng để đo độ dày của cuộn PE. Khi lớp màng PE gần hết cảm biến hồng ngoại sẽ phát hiện ra và cảnh báo để người vận hành thay cuộn PE mới.

Cảm biến tiệm cận

Cảm biến tiệm cận tên tiếng anh là Proximity sensor được sử dụng để phát hiện vật thể kim loại hoặc phi kim loại. Trong đó cảm biến loại điện cảm ( inductive proximity sensor ) được dùng để phát hiện các vật kim loại. Cảm biến kiểu điện dung ( capacity proximity sensor ) phát hiện các vật thể PHI kim loại.

Cảm biến tiệm cận là gì ?

Cảm biến tiệm cận còn được gọi là đơn giản là cảm biến phát hiện vật cản khi có vật ở gần cảm biến. Phần lớn các cảm biến, khoảng cách này từ 1mm đến 10mm được sử dụng để phát hiện vị trí của các chi tiết máy. Cảm biến tiệm cận hoạt động được ngay cả trong những môi trường khác nghiệt nhất.

Cảm biến tiệm cận biến đổi các tín hiệu chuyển động hoặc lặp lại thành tín hiệu điện. Nhờ cảm biến tiệm cận chúng ta biết được các hành trình của chuyển động van khí nén hay các chuyển động của piston, trục cam … Ngoài ra cảm biến tiệm cận còn được dùng để đo tốc độ của động cơ.

Cảm biến tiệm cận chỉ phát hiện được các vật chuyển động trong một khoảng cách nhất định. Khi dùng cảm biến tiệm cận để đo sự chuyển động của bánh răng kết hợp với bộ chuyển đổi Z111 sẽ đo được tốc độ quay của động cơ.

Đặc điểm của cảm biến tiệm cận

• Dễ dàng phát hiện các vật thể bằng kim loại hoặc phi kim loại mà không cần tiếp xúc, khoảng cách xa có thể lên tới 35mm.
• Khả năng chống rung động và chống shock tốt nhưng vẫn đảm bảo tính ổn định
• Khả năng đáp ứng nhanh với các chuyển động liên tục
• Thiết kế nhỏ gọn có thể lắp tại các vị trí nhỏ hẹp
• Dùng được cả trong các môi trường nhiệt độ cao
• Cảm biến tiệm cận còn được dùng để báo mức các loại chất rắn

Phân loại cảm biến tiệm cận

Cảm biến tiệm cận cảm ứng từ

• Chỉ phát hiện được các vật thể là kim loại
• Khoảng cách đo ngắn so với loại điện dung
• Ít bị nhiễu bởi môi trường xung quanh
• Có hai loại : cảm biến từ có bảo vệ và không bảo vệ

Cảm biến tiệm cận điện dung

• Cảm biến hoạt động dựa vào nguyên tắc tĩnh điện dựa vào sự thay đổi điện dung giữa các cảm biến và môi trường xung quanh
• Phát hiện được tất cả các vật thể

Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận

Cảm biến tiệm cận hoạt động theo nguyên lý trường điện từ phát ra xung quanh cảm biến với khoảng cách tối đa 30mm và gặp vật thể thì nó sẽ phát tín hiệu truyền về bộ xử lý.

• Cảm biến từ tiệm cận bao gồm một cuộn dây được cuốn quanh một lõi từ ở đầu cảm ứng. Sóng cao tần đi qua lõi dây này sẽ tạo ra một trường điện từ dao động quanh nó. Trường điện từ này được một mạch bên trong kiểm soát.
• Khi vật kim loại di chuyển về phía trường này, sẽ tạo ra dòng điện (dòng điện xoáy) trong vật.
• Những dòng điện này gây ra tác động như máy biến thế, do đó năng lượng trong cuộn phát hiện giảm đi và dao động giảm xuống; độ mạnh của từ trường giảm đi.

• Mạch giám sát phát hiện ra mức dao động giảm đi và sau đó thay đổi đầu ra. vật đã được phát hiện.
• Vì nguyên tắc vận hành này sử dụng trường điện từ nên cảm biến tiệm cận vượt trội hơn cảm biến quang điện về khả năng chống chịu với môi trường. Ví dụ: dầu hoặc bụi thường không làm ảnh hưởng đến sự vận hành của cảm biến.
• Đầu ra của Cảm biến Cảm ứng
• Ngày nay, hầu hết cảm biến cảm ứng đều có đặc điểm đầu ra tranzito có logic NPN hoặc PNP. Những loại này còn được gọi là kiểu DC-3 dây.
• Trong một số trường hợp cài đặt, người ta sử dụng cảm biến tiệm cận có 2 kết nối (âm và dương). Chúng được gọi là kiểu DC-2 dây (xem sơ đồ bên dưới).

Ứng dụng cảm biến tiệm cận

• Cảm biến tiệm cận điện dung phát hiện mức nước chất lỏng trong ống nghiệm như nước, hoá chất … Đây là giải pháp hiệu quả và an toàn nhất.
• Kiểm tra gãy mũi khoan: Xuất tín hiệu báo khi khoan bị gãy mũi. Trong trường hợp này vì mũi khoan khá nhỏ nên việc sử dụng sensor có bộ khuếch đại rời là thích hợp nhất.
• Phát hiện Palette đi ngang qua: Phát hiện sản phẩm để trong palette sắt. Trong các ứng dụng phát hiện có/ không có vật kim loại sắt từ, cảm biến tiệm cận E2E, E2B của Omron là sự lựa chọn tốt nhất.
• Phát hiện lon nhôm: Loại các lon không phải lon nhôm ra khỏi băng chuyền. Trong một số ứng dụng cần phân loại giữa nhôm và các kim loại khác, cảm biến chỉ phát hiện nhôm/đồng là sự lựa chọn tinh tế.

  

• Đếm lon bia – nước giải khát sản xuất trong ngày: Sử dụng sensor tiệm cận loại cảm ứng từ E2E, E2B của Omron để phát hiện lon bia nhôm. Tín hiệu từ sensor xuất ra khi phát hiện lon nhôm được đưa về bộ đếm counter, counter sẽ hiển thị chính xác số lượng lon bia sản xuất trong từng ca.

  

• Phát hiện/ hoặc đếm vật kim loại: Cảm biến E2EV được dùng trong các ứng dụng chỉ cần phát hiện có/ không có vật kim loại mà không cần phân biệt kim loại nào.
• Giám sát hoạt động của khuôn dập: Phát hiện và đếm số lần khuôn dập được trong ngày. Sử dụng sensor tiệm cận loại cảm ứng từ E2E,E2B của Omron để phát hiện và đếm số lần khuôn dập trong ngày một cách chính xác.

  

• Giám sát tốc độ động cơ kết hợp với bộ chuyển đổi xung sang analog 4-20mA Z111.

  

Như vậy, với rất nhiều ứng dụng khác nhau trong công nghiệp thì cảm biến tiệm cận là một thành phần không thể thiếu trong các máy móc tự động. Tốc độ phản hồi nhanh sử dụng tốt để phát hiện các vật thể kim loại và phi kim loại.

Cảm biến quang

Cảm biến quang gắn liền với tên gọi của nó bởi bản thân nó sẽ xuất ra một tia sáng nên được gọi là cảm biến quang. Tên tiếng anh là Photoelectric sensor hay còn gọi là mắt thần công nghiệp. Khác với các loại cảm biến khác, cảm biến quang tự phát ra một tia hồ quang và nhận lại chính tia hồ quang đó.

Khi có một vật cản ngăn chặng tia hồ quang phát qua thì cảm biến sẽ báo một tín hiệu về cho các thiết bị điều khiển nhận biết. Đây là một tín hiệu liên tục nên chỉ cần có vật che chắn mất ánh sáng thu hồi về thì ngay lập tức cảm biến sẽ nhận biết được.

Nguyên lý làm việc cảm biến quang

Bản thân cảm biến sẽ phát ra một tia sáng liên tục với trạng thái ON, tia sáng này sẽ được phản quang lại bơi một tấm gương hoặc một đầu thu. Khi vật cắt ngang làm gián đoạn tia sáng thì cảm biến báo OFF.

Các loại cảm biến quang thường gặp

Cảm biến quang phản xạ gương :

Loại cảm biến quang phản xạ gương có lẽ là loại được ưu tiên sử dụng nhiều nhất bởi thiết kế đơn giản với bộ thu và phát trên cùng một cảm biến. Tấm gương đi kèm là một tấm phản quang với mục đích phản xạ tia sáng từ cảm biến phát ra.

Cảm biến quang thu phát:

Cảm biến quang thu phát hoạt động cần có 2 thiết bị : thiết bị thu và thiết bị phát. Hai cảm biến này phải lắp song song cùng độ cao với nhau sao cho ánh sáng truyền từ cảm biến phát tới cảm biến thu.

Ưu điểm của loại cảm biến quang thu phát là sử dụng được với khoảng cách rất xa thậm chí lên tới hàng trăm mét. Nguyên lý hoạt động hoàn toàn giống cảm biến quang phản xạ gương.

Cảm biến quang khuếch tán:

Đây là loại cảm biến thu phát chung có khoảng cách làm việc ngắn. Cảm biến sẽ phát ra một tia sáng khi tiếp xúc với bề mặt vật thể sẽ phản hồi lại chính cảm biến.

• Khi chưa gặp vật cản : không có tia phản hồi
• Khi có vật cản : có tia phản hồi

Loại cảm biến quang khuếch tán được dùng cho phát hiện sự chuyển động của các chi tiết máy hoặc đếm sản phẩm trên các dây chuyển sản xuất tự động.

Cảm biến áp suất

Cảm biến áp suất với tên gọi là pressure sensor hoặc pressure transmiter được sử dụng để đo áp suất trong công nghiệp. Áp suất sẽ vào bên trong cảm biến và chuyển đổi tín hiệu áp suất thành tín hiệu điện. Thông qua các màn hình hiển thị, thiết bị điều khiển chúng ta sẽ biết được áp suất điều tại vị trí lắp cảm biến là bao nhiêu.

Cảm biến đo áp suất mù dùng cho nước, khí nén, chất lỏng

Cảm biến áp suất mù có nghĩa rằng bản thân cảm biến không có một dấu hiệu nào nhận biết được áp suất đang đo được là bao nhiêu. Cách duy nhất để nhận biết được áp suất từ cảm biến là đo tín hiệu từ cảm biến truyền về.

Trên bản thân cảm biến sẽ có các thông số kỹ thuật để nhận biết các thang đo áp suất, tín hiệu ngõ ra, nguồn cấp. Đối với cảm biến áp suất mù thì bắt buộc phải có các thiết bị đọc tín hiệu ngõ ra ( output )của áp suất thì mới giải mã được áp suất đang đo được là bao nhiêu.

Bộ hiển thị áp suất S311A-6-H được thiết kế được hiển thị giá trị áp suất với độ chính xác cao. Với 6 Digital cho phép tuỳ chỉnh các số lẻ áp suất phía sau mang tới trải nghiệm chính xác về áp suất đo được.

Cảm biến áp suất điện tử

Cảm biến áp suất điện tử là loại cảm biến cao cấp hơn rất nhiều so với cảm biến áp suất mù. Thiết kế to bản đi kèm màn hình hiển LCD sắc nét vừa hiển thị được giá trị áp suất đo được và tín hiệu ngõ ra 4-20mA HART. Cảm biến áp suất điện tử có thể dễ dàng chuyển đổi các đơn vị khác nhau như bar, psi, Kpa, Mpa và cài đặt các điểm áp suất khác nhau trong phạm vi hoạt động của cảm biến.

Trên đây là vài loại cảm biến phổ biến được dùng trong đời sống và trong công nghiệp. Tôi hy vọng rằng với chia sẻ của mình các bạn sẽ có cái nhìn chi tiết về các loại cảm biến : cảm biến áp suất lốp, cảm biến nhiệt độ, cảm biến quang, cảm biến hồng ngoại…Với kiến thức hạn hẹp của mình tôi mong rằng sẽ giúp ích cho các bạn đang tìm hiểu về cảm biến nói chung.

Chúc các bạn thành công !

Kỹ sư Cơ – Điện Tử

Nguyễn Minh Hoà