Có nhiều loại cảm biến công nghiệp quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong các doanh nghiệp. Dưới đây là danh sách top 4 loại cảm biến công nghiệp mà doanh nghiệp nên biết.

1. Cảm biến là gì?

Cảm biến (sensor) là một thiết bị điện tử được sử dụng để cảm nhận và đo đạc các trạng thái hoặc quá trình vật lý, hóa học hoặc sinh học trong môi trường cần được khảo sát. Cảm biến hoạt động bằng cách chuyển đổi các thông tin về trạng thái hay quá trình đó thành tín hiệu điện, thông thường là tín hiệu analog hoặc kỹ thuật số, để thu thập thông tin và truyền tải đến các thiết bị điều khiển hoặc hệ thống phân tích để xử lý.

Cảm biến có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm công nghiệp, y tế, môi trường, giao thông, nông nghiệp và nhiều ứng dụng khác. Các loại cảm biến phổ biến bao gồm cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất, cảm biến độ ẩm, cảm biến ánh sáng, cảm biến chuyển động, cảm biến cường độ âm thanh, cảm biến đo lường dòng điện và điện áp, và nhiều loại cảm biến khác.

Cảm biến đóng vai trò quan trọng trong việc giám sát và điều khiển các quá trình và hệ thống trong các ngành công nghiệp khác nhau. Chúng cung cấp thông tin quan trọng để đảm bảo an toàn, hiệu suất và tự động hóa trong các ứng dụng công nghiệp và khác.

2. Cấu tạo cảm biến công nghiệp

Cảm biến có thể có cấu tạo và thành phần khác nhau tùy thuộc vào loại cảm biến và ứng dụng cụ thể. Tuy nhiên, cấu tạo cơ bản của một cảm biến gồm các phần chính sau đây:

Cấu tạo cảm biến

Bộ phận vi mạch xử lý: Bộ phận này chứa các mạch điện tử có nhiệm vụ chuyển đổi và xử lý tín hiệu từ cảm biến. Nó có thể bao gồm vi mạch kỹ thuật số hoặc analog, vi xử lý, bộ điều chỉnh, và các thành phần điện tử khác để xử lý tín hiệu và chuyển đổi chúng thành dạng phù hợp.

Cảm biến (Sensing element): Đây là phần cảm biến chính, có khả năng cảm nhận và ghi nhận các thông tin về trạng thái hoặc quá trình cần đo đạc. Ví dụ, trong cảm biến nhiệt độ, cảm biến có thể bao gồm một vật liệu nhạy cảm đến nhiệt độ, như thermocouple hoặc thermistor.

Biến áp (Transducer): Phần này thường được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu từ cảm biến thành dạng tín hiệu điện áp hoặc dòng điện phù hợp để thu thập và xử lý. Ví dụ, một cảm biến áp suất có thể sử dụng một biến áp điện tử để chuyển đổi áp suất thành tín hiệu điện áp tương ứng.

Cơ cấu cảm biến: Một số loại cảm biến, như cảm biến góc xoay, có thể bao gồm các cơ cấu như con quay hoặc hệ thống cơ khí để đo và xác định góc xoay hoặc vị trí của vật thể.

Cảm biến phụ: Ngoài các thành phần chính, một cảm biến cũng có thể bao gồm các cảm biến phụ khác để đo các thông số liên quan. Ví dụ, một cảm biến ánh sáng có thể bao gồm cảm biến nhiệt độ để bù trừ ảnh hưởng của nhiệt độ lên đo lường ánh sáng.

Các thành phần này được tích hợp và đóng gói trong một vỏ hộp nhỏ gọn hoặc mạch in, có thể kết nối với các bộ điều khiển hoặc hệ thống phân tích để thu thập và xử lý thông tin từ cảm biến.

3. Các loại cảm biến công nghiệp

Trên thị trường hiện nay, có hàng ngàn loại cảm biến khác nhau được ứng dụng trong các ngành công nghiệp. Tuy nhiên, chỉ có một số loại cảm biến được coi là thông dụng trong ngành công nghiệp tự động hóa, bao gồm cảm biến quang, cảm biến áp suất, cảm biến nhiệt độ và cảm biến tiệm cận.

3.1. Cảm biến quang

Cảm biến quang, hay còn được gọi là Photoelectric Sensor, là một loại cảm biến được cấu tạo từ linh kiện bán dẫn quang điện. Khi ánh sáng chiếu vào bề mặt bán dẫn, tính chất của cảm biến quang sẽ thay đổi. Thông qua một mạch điện tử, tín hiệu quang này sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu điện tiêu chuẩn.

Cảm biến quang

Cảm biến quang có phạm vi hoạt động rộng hơn so với nhiều loại cảm biến khác. Tuy nhiên, vì sử dụng ánh sáng để cảm biến, chúng có thể dễ bị ảnh hưởng bởi bụi bẩn và các vấn đề môi trường và cơ học khác.

Vì vậy, cảm biến quang thường được sử dụng trong các tình huống khi chúng ta không cần chính xác biết vị trí cụ thể của mục tiêu, nhưng chúng ta cần biết liệu mục tiêu có hiện diện hay không.

Cảm biến quang thường có một đầu thu và một đầu phát tín hiệu quang, và được chia thành nhiều loại dựa trên nguyên lý hoạt động. Các loại cảm biến quang phổ biến bao gồm cảm biến quang thu phát, cảm biến quang phản xạ gương, và cảm biến quang dạng khuếch tán.

Cảm biến quang phản xạ gương thường được lựa chọn bởi khả năng phát hiện vật thể ở khoảng cách xa hơn so với cảm biến quang thu phát thông thường hoặc cảm biến quang độc lập. Ngoài ra, nó cũng tiết kiệm chi phí lắp đặt và đầu tư.

3.2. Cảm biến áp suất

Cảm biến áp suất là thiết bị cảm biến được sử dụng để đo áp suất trong các bình hơi, thiết bị khí nén và quy trình công nghiệp khác. Nó chuyển đổi áp lực hơi thành tín hiệu điện, dòng điện theo các định mức quy chuẩn trong công nghiệp, bao gồm 4-20mA và 0-20mA theo dòng điện, hoặc 0-10V, 0.5-4.5V, 1-5V theo mức điện áp.

Cảm biến áp suất

Tín hiệu từ cảm biến áp suất được truyền về biến tần hoặc PLC để điều khiển động cơ hoạt động. Một ví dụ để hiểu cách hoạt động là trong tủ lạnh hoặc máy lạnh inverter. Động cơ của chúng luôn hoạt động, nhưng được giám sát bằng cảm biến áp suất để điều chỉnh công suất làm việc của động cơ, điều này giúp tiết kiệm năng lượng và duy trì hiệu suất tối ưu.

Cảm biến áp suất thường được sử dụng trong các máy có cơ cấu khí nén. Ngoài ra, nó cũng được sử dụng để đo áp suất nước, áp suất hơi, áp suất không khí và khí nạp, và cảm biến áp suất lốp xe ô tô cũng là một ứng dụng phổ biến.

Trên thị trường, cảm biến áp suất được chia thành ba loại chính:

Cảm biến áp suất cảm biến (piezoelectric): Sử dụng hiệu ứng điện áp phát sinh từ áp suất để đo áp suất.

Cảm biến áp suất dạng cầu (strain gage based): Sử dụng các dây kéo căng được đặt trên một cầu để đo áp suất dựa trên sự thay đổi của điện trở trong dây kéo khi có áp suất tác động lên.

Cảm biến áp suất biến dung (variable capacitance): Sử dụng sự thay đổi dung tích giữa hai bản mạch để đo áp suất thông qua sự thay đổi điện dung.

3.3. Cảm biến nhiệt độ

Cảm biến nhiệt độ công nghiệp được sử dụng để đo đạc nhiệt độ của môi trường, nước và các vật liệu khác. Nó được bao bọc cẩn thận bằng lớp vỏ kim loại bên ngoài, mang tính công nghiệp cao, nhằm đo sự thay đổi tín hiệu nhiệt độ từ môi trường và cung cấp tín hiệu điện cho bộ điều khiển.

Cảm biến nhiệt độ

Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ bao gồm hai dây kim loại khác nhau được hàn lại với nhau. Sau đó, nó được bọc trong vỏ bảo vệ và có hai phần quan trọng: đầu nóng và đầu lạnh. Đầu nóng là phần tiếp xúc với môi trường cần đo nhiệt độ, trong khi đầu lạnh có dây dẫn đi ra ngoài để kết nối với bộ điều khiển.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến nhiệt độ là khi có sự thay đổi nhiệt độ trong môi trường cần đo, nhiệt độ của đầu nóng và đầu lạnh cũng thay đổi. Khi đó, sẽ có sự thay đổi điện thế ở đầu lạnh. Tín hiệu thay đổi này được cung cấp cho bộ điều khiển, như PLC, để phân tích và xử lý.

Sự ổn định và dải sức điện động của cảm biến nhiệt độ phụ thuộc vào chất liệu của đầu nóng. Do đó, có nhiều loại cảm biến nhiệt độ như E, J, K, R vv. để phù hợp với các bộ điều khiển khác nhau.

Thường thì cảm biến nhiệt độ được cấu tạo từ Platinum. Có giá trị điện trở là 100 ohm khi nhiệt độ là 0 độ Celsius. Khi nhiệt độ thay đổi, điện trở của cảm biến cũng thay đổi tỷ lệ theo.
Để sử dụng cảm biến nhiệt độ, cần cung cấp nguồn điện ổn định và phù hợp với thông số kỹ thuật. Đầu cảm biến cần được bọc trong vỏ bảo vệ bằng kim loại đồng, sứ dẫn nhiệt hoặc thủy tinh để bảo vệ đầu dò. Thực tế, cảm biến này thường được kết hợp với một bộ chuyển đổi tín hiệu và bộ bù nhiễu để điều chỉnh sai số và tạo ra tín hiệu đo chuẩn và ổn định. Nó có hiệu suất làm việc cao và dễ dàng lắp đặt. Để hoàn thiện, nó thường được kết hợp với đồng hồ đo nhiệt độ để lưu trữ thông số và hiển thị cho người sử dụng.

3.4. Cảm biến tiệm cận

Cảm biến tiệm cận, còn được gọi là Proximity Sensors, là một loại cảm biến công nghiệp thông dụng trong các ứng dụng máy móc công nghiệp, đặc biệt là trong quá trình đếm và phân loại sản phẩm trên các dây chuyền sản xuất. Chức năng chính của cảm biến này là phát hiện vật di chuyển qua đầu cảm biến và chuyển đổi thành tín hiệu điện cho bộ điều khiển.

Cảm biến tiệm cận

Cảm biến tiệm cận được chia thành hai loại chính:

Cảm biến phát ra trường điện từ: Loại này được sử dụng để phát hiện vật bằng kim loại. Nó có một cuộn dây đồng ở đầu cảm ứng. Một mạch điện điều khiển phát ra tần số cao và tạo ra một trường điện từ dao động xung quanh cuộn dây. Khi một vật bằng kim loại lướt qua, nó làm giảm dao động dòng điện trong cuộn dây, dẫn đến thay đổi trạng thái tín hiệu đầu ra. Loại cảm biến này có khả năng chịu được dầu mỡ và hoạt động tốt trong môi trường bụi bẩn.

Cảm biến dựa trên nguyên lý phát trường điện dung: Loại này không sử dụng kim loại, nhưng vẫn hoạt động theo nguyên lý tương tự. Nó dựa trên nguyên tắc phát trường điện dung ở đầu dò, trong đó giá trị tín hiệu phụ thuộc vào chất liệu vật và khoảng cách. Khi có sự thay đổi, tín hiệu điện được đưa ra qua đầu dây thông qua bộ chuyển đổi.

Cảm biến tiệm cận có tính năng nhạy và phản ứng nhanh, cho phép phát hiện vật ở khoảng cách gần mà không cần tiếp xúc trực tiếp. Chúng thường được sử dụng để kiểm tra sự hiện diện, đếm, định vị và kiểm soát trong quá trình sản xuất và tự động hóa công nghiệp.

Trên đây là danh sách 4 loại cảm biến công nghiệp phổ biến nhất hiện nay, bạn có thể tham khảo để lựa chọn sản phẩm phù hợp với doanh nghiệp.

Tân Hưng Hà tự hào có hơn 10 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực tự động hóa và là nhà phân phối chính hãng của các thương hiệu hàng đầu trong ngành công nghiệp tự động hóa. Chúng tôi cung cấp đầy đủ các loại cảm biến phổ biến từ các thương hiệu nổi tiếng như iFM, Honeywell, Cognex… Nếu bạn đang có nhu cầu về cảm biến công nghiệp hoặc các thiết bị tự động hóa khác, hãy liên hệ với Tân Hưng Hà ngay để nhận được sự tư vấn và báo giá tốt nhất!

TÂN HƯNG HÀ
Địa chỉ: Số 302 - Phú Viên - Bồ Đề - Long Biên - TP Hà Nội
Hotline: 081 321 8668 (Zalo)
Email: marketing@tanhungha.com.vn
Website: https://tanhungha.com.vn

 

 

>>> Xem thêm:

Sensor (cảm biến) là gì? Những loại cảm biến được sử dụng thông dụng

CẨM NANG VỀ CẢM BIẾN ÁNH SÁNG TỪ A ĐẾN Z CHO NGƯỜI MỚI

Các loại Cảm biến nhiệt độ - temperature sensor thông dụng