Sensor là gì? Cấu tạo và các loại cảm biến thông dụng

Sensor là gì? Sensor là một khái niệm không còn xa lạ trong thế giới công nghệ hiện đại. Được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, sensor đóng vai trò quan trọng trong việc thu thập và đo lường các thông tin từ môi trường xung quanh chúng ta. Trong đó, cảm biến nhiệt độ là một loại cảm biến phổ biến giúp đo lường nhiệt độ và cung cấp thông tin quan trọng cho nhiều ứng dụng khác nhau.

Sensor là gì?

Sensor là một thiết bị quan trọng trong công nghệ hiện đại, được sử dụng để đo và nhận biết các thông tin về môi trường xung quanh chúng ta. Sensor hoạt động bằng cách chuyển đổi các tín hiệu vật lý thành tín hiệu điện tử, cho phép chúng được xử lý và phân tích bởi các hệ thống điện tử.

Cấu tạo của Sensor

Cấu tạo của một sensor bao gồm nhiều bộ phận đảm nhiệm các nhiệm vụ khác nhau. Cụ thể như sau:

Phân loại cảm biến

Để hiểu rõ hơn về sensor là gì và cách chúng hoạt động, trước hết hãy cùng khám phá các cách phân loại cảm biến phổ biến hiện nay.

Phân loại theo môi trường

• Cảm biến trong nhà: Được thiết kế để hoạt động trong môi trường trong nhà hoặc điều kiện không khí ổn định.
• Cảm biến ngoài trời: Có khả năng chống lại thời tiết và môi trường khắc nghiệt của ngoài trời.

Phân loại theo phương pháp đo

• Cảm biến điện trở: Sử dụng thay đổi điện trở để đo lường các thay đổi trong môi trường.
• Cảm biến điện dung: Dựa trên thay đổi trong sự tương tác điện dung để đo lường và phát hiện.
• Cảm biến quang: Sử dụng tia sáng hoặc ánh sáng để đo lường và phát hiện.
• Cảm biến từ: Sử dụng nguyên lý từ để đo và phát hiện sự tương tác từ trường.
• Cảm biến cơ: Đo và phát hiện sự chuyển động hoặc lực tác động theo nguyên lý cơ học.

Phân loại theo tính năng

• Cảm biến tiệm cận: Phát hiện các vật thể trong phạm vi gần mà không cần tiếp xúc trực tiếp.
• Cảm biến nhiệt độ: Đo lường nhiệt độ của môi trường hoặc đối tượng cụ thể nào đó.
• Cảm biến áp suất: Đo và đo lường áp suất của chất lỏng hoặc khí.
• Cảm biến độ ẩm: Đo lường độ ẩm hoặc độ ẩm tương đối của môi trường.
• Cảm biến độ rung: Phát hiện và đo lường các chuyển động rung động trong môi trường.
• Cảm biến đo lường đoạn: Đo lường khoảng cách, vị trí hoặc chuyển động của đối tượng.

>> Xem thêm: Các chế độ điều hòa thông dụng | Chế độ nào tiết kiệm điện?

Các loại cảm biến thông dụng

Có nhiều loại cảm biến thông dụng, mỗi loại đáp ứng cho một nhiệm vụ đo lường cụ thể:

Cảm biến nhiệt độ

Các loại cảm biến nhiệt độ được sử dụng để đo và ghi nhận nhiệt độ của đối tượng hoặc môi trường xung quanh. Loại cảm biến này được ứng dụng trong hệ thống điều hòa không khí, công nghiệp sản xuất và y tế.

Cảm biến quang học

Cảm biến quang học sử dụng ánh sáng để đo và phân tích màu sắc, ánh sáng và khoảng cách. Đây là loại cảm biến được sử dụng để đo cường độ ánh sáng, nhận dạng màu sắc và đo khoảng cách trong các sản phẩm tự động hóa, robot.

Cảm biến áp suất

Cảm biến áp suất là thiết bị dùng để đo lường áp suất của chất lỏng, khí hoặc chất rắn trong một hệ thống kín. Dữ liệu đo được có thể được hiển thị hoặc truyền về hệ thống điều khiển để giám sát và điều chỉnh hoạt động theo thời gian thực. Chức năng chính bao gồm:

• Đo áp suất tương đối, tuyệt đối hoặc chênh lệch áp suất.
• Cảnh báo khi áp suất vượt mức cho phép.
• Bảo vệ thiết bị, đường ống hoặc quy trình khỏi quá áp.

Cảm biến tiệm cận

Cảm biến tiệm cận là thiết bị dùng để phát hiện sự hiện diện hoặc đo khoảng cách của vật thể gần với sensor mà không cần tiếp xúc vật lý. Tín hiệu được xử lý để xác định có vật cản trong vùng giới hạn, từ đó điều khiển hoạt động thiết bị một cách chính xác và an toàn. Chức năng chính bao gồm:

• Phát hiện vật thể trong khoảng cách giới hạn (thường từ vài mm đến vài chục cm).
• Đo khoảng cách chính xác trong môi trường tự động hóa.
• Cảnh báo và kích hoạt hành động khi có vật thể xuất hiện hoặc biến mất.

Cảm biến âm thanh

Cảm biến âm thanh là thiết bị dùng để nhận diện và đo lường âm thanh từ môi trường xung quanh, sau đó chuyển đổi thành tín hiệu điện để xử lý. Chúng đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống nhận dạng giọng nói, điều khiển bằng âm thanh và giám sát tiếng ồn. Cảm biến âm thanh được ứng dụng phổ biến trong các trường hợp sau:

• Trong thiết bị điện tử thông minh: trợ lý ảo, điều khiển bằng giọng nói (Google Assistant, Siri…).
• Trong hệ thống an ninh: phát hiện tiếng động bất thường, cảnh báo đột nhập.
• Trong công nghiệp và giao thông: đo mức độ ồn, giám sát tiếng ồn khu công nghiệp hoặc khu dân cư.

Ưu và nhược điểm của các loại cảm biến thông dụng hiện nay

>> Xem thêm: Điều hòa trung tâm là gì? Đặc điểm và nguyên lý hoạt động

Ứng dụng của cảm biến là gì?

Các bạn có thể tham khảo một số ứng dụng thực tế của sensor là gì sau đây:

• Trong ngành ô tô: Cảm biến được sử dụng trong hệ thống an toàn như hệ thống phanh ABS, hệ thống kiểm soát ánh sáng và cảm biến lùi xe.
• Trong ngành y tế: Được dùng để giám sát các thông số sinh học như nhịp tim, nồng độ oxy trong máu và áp suất máu.
• Trong ngành công nghiệp sản xuất: Được sử dụng để kiểm soát quy trình sản xuất, đo lường và giám sát các thông số quan trọng như nhiệt độ, áp suất và mức độ.
• Trong ngành điện tử tiêu dùng: Cảm biến dùng trong các thiết bị di động, máy tính và thiết bị thông minh để cung cấp các tính năng như màn hình xoay tự động và đo độ sáng màn hình.
• Trong ngành môi trường và năng lượng: Thường được ứng dụng để giám sát chất lượng không khí, nước và đất.

Bên cạnh đó, cảm biến không chỉ có ứng dụng trong các lĩnh vực đã đề cập ở trên, mà còn được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác như năng lượng, môi trường, nông nghiệp, điện tử, hàng không vũ trụ và nhiều lĩnh vực khác. 

Dưới đây là một số ví dụ về các ứng dụng cảm biến trong các ngành công nghiệp khác nhau:

• Ngành năng lượng: Đo lường hiệu suất hoạt động, hướng gió, mức độ ánh sáng và nhiệt độ, giúp tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống và giám sát các thông số quan trọng.
• Ngành môi trường: 

• • Đo lường chất lượng không khí, nước và đất. 
  • Đo lượng khí ô nhiễm, mức độ ô nhiễm nước, nồng độ các chất gây ô nhiễm và các yếu tố môi trường khác. 
• Ngành nông nghiệp: Đo lường các thông số quan trọng như độ ẩm đất, nhiệt độ, mức độ ánh sáng và chất lượng đất. Nhờ đó, các cá nhân, doanh nghiệp có thể theo dõi và điều chỉnh quá trình tưới cây, quản lý năng lượng cũng như tối ưu hóa năng suất trong nông nghiệp.
• Ngành điện tử: Cung cấp các tính năng như màn hình cảm ứng, đo lường vị trí, nhận dạng vân tay và đo độ cao.
• Ngành hàng không vũ trụ: Giúp đo lường vận tốc, hướng, áp suất và các thông số khác để đảm bảo an toàn và hiệu suất hoạt động của các phương tiện không gian.

→ Thông qua việc sử dụng cảm biến, chúng ta có thể thu thập dữ liệu về môi trường và các thông số quan trọng khác, từ đó giúp hiểu và tương tác tốt hơn với thế giới xung quanh. 

>> Xem thêm: Sơ đồ hệ thống lạnh 1 cấp | Nguyên lý hoạt động [Chi tiết nhất]

Sensor là một công nghệ quan trọng và có ảnh hưởng sâu rộng trong nhiều lĩnh vực. Việc hiểu sensor là gì cũng như cấu tạo, phân loại, ứng dụng của chúng sẽ giúp chúng ta nhận thức rõ hơn về vai trò và đóng góp của sensor trong cuộc sống hàng ngày và sự phát triển của công nghệ. Hy vọng qua bài viết trên Điện máy ELC đã giúp bạn hiểu rõ hơn về bộ phận này.