Cảm biến là gì? Ứng dụng của cảm biến

Cảm biến là một thiết bị được sử dụng khá phổ biến hiện nay, đặc biệt trong lĩnh vực công nghiệp và truyền thông. Dù cảm biến đã khá quen thuộc nhưng chúng cũng có những đặc điểm cần được nắm rõ để áp dụng tối ưu cho các bài toán. Cùng Hoàng Vina tìm hiểu về cảm biến nhé.

1. 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.

Thông tin được xử lý để rút ra tham số định tính hoặc định lượng của môi trường, phục vụ các nhu cầu nghiên cứu khoa học kỹ thuật hay dân sinh và gọi ngắn gọn là đo đạc, phục vụ trong truyền và xử lý thông tin hay trong điều khiển các quá trình khác.

Các đại lượng cần đo thường không có tính chất điện như nhiệt độ, áp suất,… tác động lên cảm biến cho ta một đại lượng đặc trưng mang tính chất điện như điện tích, điện áp, dòng điện,… chứa đựng thông tin cho phép xác định giá trị của đại lượng đo.

Cảm biến thường được đặt trong các vỏ bảo vệ tạo thành đầu thu hay đầu dò, có thể có kèm các mạch điện hỗ trợ và nhiều khi trọn bộ đó lại được gọi luôn là “cảm biến”.

2. Phân loại cảm biến

Trên thực tế, có vô vàn những loại cảm biến khác nhau và có thể được chia theo nhiều hình thức khác nhau: cảm biến vật lí và cảm biến hóa học, cảm biến bị động và chủ đông, cảm biến phân loại theo nguyên lí hoạt động.

2.1. Cảm biến phân loại theo nguyên lí hoạt động

Dựa vào nguyên lí hoạt động, ta có những loại cảm biến phổ biến như:

• Cảm biến cảm ứng: cảm biến biến áp vi phan, cảm biến biến áp điện từ, cảm biến dòng xoáy, cảm biến điện dung, cảm biến cảm ứng điện động,…
• Cảm biến điện trở: Hoạt động dựa theo di chuyển con chạy hoặc góc quay của biến trở, hoặc sự thay đổi điện trở do co giãn vật dẫn.
• Cảm biến điện trường: cảm biến áp điện, cảm biến từ giảo,…

Một số loại cảm biến khác: cảm biến nhiệt độ, cảm biến huỳnh quang nhấp nháy, cảm biến quang, cảm biến điện hóa đầu dò ion và độ PH,…

2.2. Cảm biến vật lý và hóa học:

• Cảm biến vật lý: có thể kể đến một vài ví dụ dễ hình dung như song điện từ, ánh sáng, hồng ngoại, tia X, hạt bức xạ, nhiệt độ, áp suất, âm thanh, từ trường, gia tốc,…
• Cảm biến hóa học: Thường thấy như độ ẩm, độ PH, ion, khói,…

2.3. Cảm biến bị động và chủ động:

• Cảm biến bị động: Không sử dụng điện năng bổ sung để chuyển sang tín hiệu điện. Điển hình là cảm biến áp điện làm bằng vật liệu gốm, chuyển áp suất thành điện tích trên bề mặt.
• Cảm biến chủ động: có sử dụng nguyên liệu điện năng bổ sung để chuyển sang tín hiệu điện. Điển hình là các photodiode khi có ánh sáng chiếu vào thì có thay đổi của điện trở tiếp giấp bán dẫn p-n được phân cực ngược.

Tham khảo thêm:  IC là gì? integrated circuit? Công dụng và phân loại

3. Ứng dụng của cảm biến:

Cảm biến luôn đem lại nhiều lợi ích cho đời sống xã hội cũng như trong kinh doanh sản xuất. Đây là một sản phẩm công nghệ tiên tiến được sử dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội như: trong sinh hoạt, trong kinh doanh thương mại, trong vận tải hàng không, trong bảo mật,…

Trong sinh hoạt, thiết bị cảm biến chúng ta thường thấy là như cảm biến âm thanh (vỗ tay đèn tắt) hay cảm biến từ trường (ra khỏi phòng đèn tự tắt, có nguuwoif đèn tự sáng). Những ứng dụng này không chỉ giúp tiết kiệm điện mà còn chống trộm giúp gia chủ.

Trong công nghiệp, thiết bị cảm biến chủ yếu để ngắt dòng điện khi quá tải, nóng hoặc bị ẩm để bảo vệ thiết bị điện an toàn.

Dù sử dụng cảm biến ở trường hợp nào cũng đem lại lợi ích thiết thực cho người sử dụng: tiết kiệm chi phí, bảo vệ thiết bị điện an toàn, nâng cao tuổi thọ của thiết bị.