Chat Facebook

CÁC LOẠI CẢM BIẾN DÙNG TRONG CÔNG NGHIỆP PHỔ BIẾN

Cảm biến là một thiết bị có chức năng đo đếm, cảm nhận của một số đại lượng vật lý không điện. Từ đó xuất ra thành các tín hiệu điện giúp dễ quan sát hơn. Các loại cảm biến dùng trong công nghiệp có nhiều chức năng khác nhau và thường xuyên hồi tiếp về hệ thống điều khiển. Dưới đây là tổng hợp một số loại cảm biến phổ biến nhất và có vai trò quan trọng trong công nghiệp.

Tuy nhiên trước khi tìm hiểu các loại cảm biến, ta cùng điểm qua một số thành phần cấu tạo cũng như nguyên lí hoạt động của chúng. Cùng ATPro tìm hiểu thêm về các loại cảm biến này nhé.

Cấu tạo của cảm biến

Sự đa dạng của cảm biến trên thị trường hiện nay giúp cho khách hàng có nhiều sự lựa chọn cho những mục đich riêng biệt. Tuy nhiên, sự đa dạng này không ảnh hưởng đến cấu tạo chung của chúng. Hầu hết các loại cảm biến được sử dụng hiện nay đều được cấu thành từ các phần tử điện thay đổi tính chất theo sự biến đổi của môi trường.  Cảm biến có cấu tạo là các phần tử mạch điện liên kết thành.

cấu tạo của cảm biến dùng trong công nghiệp

Nguyên lí hoạt động của cảm biến dùng trong công nghiệp

Mỗi nhóm cảm biến sẽ có chức năng riêng và do đó cũng có nguyên lí hoạt động khác nhau.

nguyên lí hoạt động

Cảm biến nhiệt

Nguyên lí chính là nhận nhiệt và truyền tín hiệu điện trở lên các dòng cảm biến đo nhiệt độ của dây. Và từ đó, tín hiệ mV được truyền đến các loại cảm biến khác như can K, can S,…

Cảm biến áp suất

Khi dung dịch chất lỏng thường dùng như nước, axit, hóa chất, khí dầu,… chảy ngang vị trí của thiết bị sẽ tạo một lớp màn cemaric. Áp suất này sẽ làm cong lớp màn, sau đó đẩy chạm vào vào bộ trung tâm chuyển đổi tích hợp tạo ra các dòng điện áp có cường độ chạy vào khoảng từ 4 – 20mA/0-20mA. 

Cảm biến đo mức chất lỏng dạng phao

Cấu tạo cảm biến dùng phao gồm 2 thành phần là nhựa chống nhiệt và inox. Chất lỏng dâng lên đến đâu thì phao sẽ nổi lên tới đó. Mặc dù nguyên lí hoạt động khá đơn giản nhưng cảm biến này lại khá hữu ích khi dùng trong trường hợp báo cạn nước cũng như báo đầy nước. 

Cảm biến điện dung đo mức chất lỏng

Cảm biến điện dung hoạt động theo nguyên lí chất lỏng dâng đến đâu thì mức nước sẽ báo đến đó và chuyển khoảng cách đo thành dòng điện có cường độ vào khoảng 4 – 20mA 

Cảm biến siêu âm radar

Đo được hầu hết trong các môi trường, cảm biến siêu âm có lẽ là cảm biến có nguyên lí hoạt động phức tạp nhất. Nguyên lí mà cảm biến siêu âm áp dụng chính là sóng truyền xung quanh các que hoặc dây inox của cảm biến và mực chất lỏng. 

Các loại cảm biến dùng trong công nghiệp

Cảm biến tiệm cận

Các loại cảm biến tiệm cận dùng trong công nghiệp được ATPro chia thành hai loại chính, đó là: Cảm biến tiệm cận điện từ và cảm biến tiệm cận điện dung.

Cảm ứng tiệm cận điện từ

Loại cảm ứng phát điện bằng cách tạo ra một số điện từ trường. Do đó, thiết bị này chỉ phát hiện ra các vật được cấu tạo từ kim loại. Giá thánh và độ chống nhiều là hai yếu tố chủ chốt giúp cảm ứng tiệm cận điện từ được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. 

Cấu tạo chung gồm: Cuộn dây cuốn quanh một lõi từ ở đầu cảm ứng tạo ra một điện từ trường dao động xung quanh. Đưa vật kim loại di chuyển vào vùng từ trường này sẽ sinh ra dòng điện (dòng điện xoay chiều) trong vật. Tác động của dòng điện này khá giống với tác dụng của máy biến thế, làm cho năng lượng trong cuộc  dây giảm đi kéo theo các yếu tố khác như độ mạnh của từ trường và số lần dao động. Khi đó, mạch giảm sát của thiết bị sẽ phát hiện ra mức dao động bị giảm đi 

Cảm biến tiệm cận điện dung

các loại cảm biến tiệm cận điện dung

Chức năng chính của cảm biến này là phát hiện một số vật bằng cách tạo ra các từ trường điện dung tĩnh điện. Do đó, nó có thể phát hiện mọi vật.

Nguyên tắc hoạt động của cảm biến tiệm cận điện dung trong công nghiệp là phát hiện sự thay đổi giữa cảm biến và đối tượng cần phát hiện ra. Giá trị của điện dung phụ thuộc vào một số yếu tố như: kích thước và khoảng cách của đối tượng. Tụ điện có cấu tạo khá giống với cảm biến này. Do đó, đối tượng có thể được phát hiện dựa vào giá trị điện môi của chúng.

Cảm biến quang

Cấu tạo của cảm biến quang bao gồm 3 phần chính: Bộ phát sáng, bộ thu sáng và một bộ mạch xử lí tín hiệu ra. 

Đối với bộ phát sáng, cảm biến quang thường sử dụng đèn LED để phát ra ánh sáng hiển thị tốt hơn. Các ánh sáng phát ra với những tần số khác nhau và nhịp điệu xung cũng khác nhau. Mục đích của sự phân biệt này là tránh nhiễu từ bên ngoài tác động vào hệ thống. Một số màu sắc phát sáng phổ biến là: Đèn LED đỏ, LED hồng ngoại, LED laze, LED trắng, LED xanh lá.

Về bộ thu sáng (hay còn gọi là tranzito quang), với chức năng chính là chuyển màu sắc thành tín hiệu điện dựa vào tỉ lệ thích hợp. Loại mạch này tích hợp hầu hết các bộ phận quang, khuếch đại, mạch xử lý,… Bộ thu sáng nhận ánh sáng trực tiếp từ bộ phát sáng hoặc ánh sáng phản xạ lại. 

Bộ phần cuối cùng trong cảm biến quang là mạch xử lý tín hiệu ra. Mạch này chuyển tín hiệu từ đầu ra của tranzito quang thành các tín hiệu dưới dạng ON/OFF sau khi được khuếch đại. Tín hiệu của cảm biến chỉ được kích hoạt khi lượng ánh sáng thu được là quá ngưỡng xác định.

Các thiết bị cảm biến quang sử dùng trong công nghiệp hiện nay chủ yếu sử dụng đầu ra là tín hiệu bán dẫn. (PNP/NPN)

Cảm biến đo lường lực

Cảm biến đo lường lực có tên quốc tế là LoadCell. Loại cảm biến này có chức năng chính là chuyển đổi lực hoặc một số lực đặc biệt như trọng lượng thành tín hiệu điện.

cảm biến đo lương

Cấu tạo

Load Cell được cấu tạo chủ yếu bởi hai thành phần chính là Strain gage và Load. Trong đó, Strain gage là điện trở thay đổi có kích thước khá nhỏ thường bị nén hoặc kéo dãn và nuôi bằng nguồn điện ổn định. Còn Load là thanh kim loại làm giá đỡ cho Strain Gage, đặc biệt Load là thanh kim loại có tính đàn hồi khá cao. 

các loại cảm biến dùng trong công nghiệp

Thông số kỹ thuật cơ bản của LoadCell

    • Độ chính xác: Cho biết phần trăm chính xác trong phép đo của LoadCell trong quá trình
    • Công suất định mức: Công suất lớn nhất mà LoadCell có thể đo lường được.
    • Dải bù nhiệt độ: Khoảng nhiệt độ được bù vào
    • Cáp bảo vệ: Thông số này giúp LoadCell hiển thị được các cấp bảo vệ theo thang đo IP. Chẳng hạn IP65 tức thiết bị được bảo vệ trước hai tác nhân là độ ẩm và bụi
    • Điện áp: Giá trị điện áp 
    • Độ trễ: Độ trễ liên quan đến tải trọng và được đo lường bằng dạng % của tải trọng, giúp hiện thị kết quả của sai số trong phép đo.
    • Trở kháng đầu vào: Được xác định qua hai tiêu chí S- và S+
    • Điện trở cách điện:  Đo tại dòng DC 50V. Hiển thị giá trị cách điện của vỏ kim loại với các thiết bị kết nối dòng điện
  • Quá tải an toàn: Công suất tối đa mà Loadcell có thể vượt quá
  • Hệ số tác động của nhiệt độ: Sự thay đổi công suất dưới dạng nhiệt độ, đại lượng này luôn được đo lường ở chế độ có tải
  • Hệ số tác động của nhiệt độ tại điểm 0: Đo lường sự thay đổi công suất dưới dạng nhiệt độ khi đo lường ở chế độ không tải.

Cảm biến nhiệt độ

Cảm biến nhiệt độ được cấu tạo từ một số kim loại khá phổ biến như Đồng, Niken, Platium,… Để nhận biết được sự thay đổi nhiệt độ, cảm biến này dựa vào nguyên lí về mối quan hệ giữa nhiệt độ và điện trở. Sự thay đổi nhiệt độ dẫn đến thay đổi điện trở. Từ sự thay đổi điện trở có thể chia tỉ lệ ra sự thay đổi về các tín hiệu điện từ đó xuất báo cáo về người dùng. 

Ưu điểm của cảm biến nhiệt độ khi sử dụng trong công nghiệp:

  • Cấu tạo đơn giản
  • Độ ổn định cao
  • Ổn định trong dài hạn 

Cấu tạo của cảm biến nhiệt khác nhau đặc trưng cho các loại khác nhau. Bao gồm: Cảm ứng nhiệt độ loại 2 dây, 3 dây và 4 dây.

Cảm biến tiệm cận, cảm biến quang, cảm biến đo lường lực và cảm biến nhiệt độ là các loại cảm biến sử dụng nhiều nhất trong công nghiệp. Đa số đều sử dụng 4 loại cảm biến trên vì giá thành, chức năng, độ tiện lợi và có cấu tạo khá đơn giản giúp người dùng dễ vận hành, sử dụng hiệu quả trong công việc hoặc một số công trình trong nhà máy, xí nghiệp, cơ quan.

5/5 (1 Review)

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Website này sử dụng Akismet để hạn chế spam. Tìm hiểu bình luận của bạn được duyệt như thế nào.