CẢM BIẾN SENSOR CÔNG NGHIỆP
Cảm biến bán dẫn là gì? Nguyên lý hoạt động, phân loại và ứng dụng
Th9
Trong thời đại công nghệ 4.0, cảm biến đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như điện tử, tự động hoá, công nghiệp, y tế & đời sống hàng ngày. Trong đó, cảm biến bán dẫn là một trong những loại cảm biến phổ biến & được ứng dụng rộng rãi nhất nhờ khả năng phát hiện nhanh, độ chính xác cao & kích thước nhỏ gọn. Vậy cảm biến bán dẫn là gì? Cảm biến bán dẫn hoạt động dựa trên nguyên lý nào & được ứng dụng ra sao? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết hôm nay với ATPro nhé!
Cảm biến bán dẫn là gì?
Cảm biến bán dẫn (Semiconductor Sensor) là một loại thiết bị điện tử sử dụng vật liệu bán dẫn (silicon, germani hoặc các hợp chất bán dẫn khác) để phát hiện, đo lường & biến đổi các đại lượng vật lý (nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, ánh sáng, từ trường,…) thành tín hiệu điện có thể xử lý được.
Nói một cách đơn giản, cảm biến bán dẫn chính là cầu nối giúp chuyển đổi các yếu tố vật lý trong môi trường thành dữ liệu điện tử, phục vụ cho việc đo đạc, điều khiển & giám sát.
Đặc điểm nổi bật của Semiconductor Sensor:
– Kích thước nhỏ gọn: dễ dàng tích hợp vào các thiết bị điện tử, hệ thống công nghiệp
– Độ nhạy cao: nhạy với những thay đổi nhỏ của môi trường
– Tốc độ phản hồi nhanh: cho tín hiệu chính xác trong thời gian ngắn
– Tiêu thụ năng lượng thấp: thích hợp cho các thiết bị di động, IoT
– Tuổi thọ cao: ít hỏng hóc, hoạt động ổn định, bền bỉ
Xem nhanh top 12 cảm biến công nghiệp tốt được nhiều người tin dùng tại ATPro
Nguyên lý hoạt động chung của cảm biến bán dẫn
Cảm biến bán dẫn hoạt động dựa trên sự thay đổi đặc tính điện của các vật liệu bán dẫn khi chịu tác động từ yếu tố môi trường. Dưới đây là nguyên lý hoạt động chung của cảm biến bán dẫn:
– Khi có tác động vật lý/hoá học như nhiệt độ, ánh sáng, áp suất, từ trường, khí gas,… số lượng hạt mang điện (electron hoặc lỗ trống) trong vật liệu bán dẫn sẽ thay đổi
– Sự thay đổi này làm biến đổi điện trở, điện áp, điện dung hoặc dòng điện của cảm biến
– Các tín hiệu thay đổi được mạch điện xử lý & biến thành dữ liệu số hoặc tín hiệu đầu ra có thể sử dụng cho các thiết bị điều khiển, giám sát
Phân loại cảm biến bán dẫn
Hiện nay, cảm biến bán dẫn được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau. Dưới đây là các loại phổ biến & thông dụng nhất:
Theo đại lượng đo
– Cảm biến ánh sáng: phototransistor, photodiode, cảm biến CMOS, CCD,…
– Cảm biến nhiệt độ bán dẫn: IC cảm biến nhiệt độ, diode nhiệt
– Cảm biến áp suất: sử dụng màng bán dẫn để chuyển đổi áp lực thành tín hiệu điện
– Cảm biến khí gas: phát hiện khí độc hại (CO2, CO, CH4, NH3, H2,…)
– Cảm biến từ trường: ứng dụng hiệu ứng Hall để đo cường độ & sự thay đổi từ trường
– Cảm biến gia tốc & con quay hồi chuyển: đo chuyển động, rung động, hướng & gia tốc
Theo cấu trúc & công nghệ chế tạo
– Cảm biến tiếp xúc: hoạt động khi có tiếp xúc trực tiếp với môi trường cần đo
– Cảm biến không tiếp xúc: phát hiện tín hiệu thông qua sóng, ánh sáng & từ trường
– Cảm biến tích hợp: tích hợp trực tiếp trên chip bán dẫn, kích thước nhỏ gọn, dễ dàng kết nối
Theo tín hiệu đầu ra
– Cảm biến analog: tín hiệu đầu ra là điện áp/dòng điện liên tục
– Cảm biến số: tín hiệu đầu ra ở dạng nhị phân, dễ kết nối với vi điều khiển
Ứng dụng nổi bật của cảm biến bán dẫn
Ngày nay, cảm biến bán dẫn được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của đời sống & công nghiệp:
Trong điện tử & công nghệ thông minh
– Điện thoại, laptop, máy tính bảng: cảm biến ánh sáng, gia tốc & con quay hồi chuyển
– Camera: cảm biến hình ảnh CCD, CMOS
– Thiết bị IoT: đo nhiệt độ, độ ẩm & chất lượng không khí
Trong công nghiệp
– Dây chuyền sản xuất: cảm biến nhiệt độ, áp suất để giám sát máy móc
– Robot, tự động hoá: cảm biến vị trí, gia tốc & từ trường
– Hệ thống an toàn: cảm biến khí gas, cảm biến cháy
Trong y tế
– Cảm biến nhịp tim, cảm biến SPO2, thiết bị đo đường huyết
– Thiết bị chẩn đoán hình ảnh (CT scan, MRI)
– Cảm biến nhiệt độ cơ thể, cảm biến áp suất máu
Trong giao thông
– Cảm biến va chạm, cảm biến ABS, cảm biến túi khí
– Hệ thống định vị & cân bằng
– Cảm biến đo nhiên liệu, khí thải
Trong đời sống hàng ngày
– Máy điều hoà, tủ lạnh: cảm biến nhiệt độ
– Máy lọc không khí: cảm biến bụi, cảm biến độ ẩm
– Nhà thông minh: cảm biến chuyển động, cảm biến ánh sáng
>>> Xem thêm: Cảm Biến Nhiệt Độ Là Gì? Phân Loại Và Lựa Chọn Phù Hợp Cho Nhà Máy
Qua những chia sẻ trong bài viết, chắc hẳn bạn đã hiểu rõ cảm biến bán dẫn là gì, nguyên lý hoạt động, các loại phổ biến cũng như ứng dụng thực tế trong nhiều lĩnh vực. Trong tương lai, cùng với sự phát triển của khoa học – công nghệ, cảm biến bán dẫn sẽ ngày càng trở nên thông minh, nhỏ gọn & tích hợp hơn, mở ra nhiều ứng dụng đột phá cho cuộc sống con người.
Tham khảo ngay các sản phẩm đang được bán chạy nhất tại ATPro
ATPro - Cung cấp phần mềm SCADA, MES, quản lý điện năng, hệ thống gọi số, hệ thống xếp hàng, đồng hồ LED treo tường, đồng hồ đo lưu lượng, máy tính công nghiệp, màn hình HMI, IoT Gateway, đèn tín hiệu, đèn giao thông, đèn máy CNC, bộ đếm sản phẩm, bảng LED năng suất, cảm biến công nghiệp,...uy tín chất lượng giá tốt. Được khách hàng tin dùng tại Việt Nam.
Bài viết liên quan
Cảm Biến An Toàn Là Gì? Nguyên Lý Hoạt Động, Cấu Tạo Cảm Biến
Để đảm bảo môi trường làm việc, sản xuất và sinh hoạt an toàn tuyệt [...]
Th9
Cảm Biến Thông Minh Là Gì? Phân Loại, Nguyên Lý Hoạt Động, Cấu Tạo
Cảm biến thông minh một phần không thể thiếu trong đời sống và sản xuất [...]
Th9
Cảm Biến Chuyển Động Là Gì? Phân Loại, Nguyên Lý Hoạt Động, Cấu Tạo
Bạn có biết cảm biến chuyển động là gì mà ngày càng được lắp đặt [...]
Th9
Cảm Biến Khói Thông Minh: Phân Loại, Nguyên Lý Hoạt Động, Cấu Tạo
Cảm biến khói thông minh là thiết bị quan trọng giúp phát hiện sớm nguy [...]
Th9
Công Nghệ Cảm Biến: Khái Niệm, Phân Loại Và Ứng Dụng
Công nghệ cảm biến ngày càng đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống hiện [...]
Th9
Mạng Cảm Biến Không Dây Trong IoT – Kết Nối Thông Minh
Trong kỷ nguyên công nghệ 4.0, Internet vạn vật (IoT) mở ra một thế giới [...]
Th9