Cảm Biến

[Vũ Công Tuyền_4CHaUI]

Chào tất cả mọi người
Chúng mình là thành viên Box Solidworks K13
" CẢM BIẾN " là một môn cơ sở mà mọi sinh viên Cơ điện tử đều phải trải qua, vì vậy đây là một môn học quan trọng và rất cần thiết cho sinh viên của ngành. Với vốn kiến thức học tập và tìm hiểu được, sau đây chúng mình xin trình bày tổng quan về " CẢM BIẾN "
1.   Khái niệm:
Có nhiều loại cảm biến khác nhau, mỗi loại lại có lịch sử phát triển riêng, nhưng tóm gọn lại : Cảm biến là thiết bị tiếp nhận kích thích và phản hồi lại tín hiệu điện để xử lý, phục vụ cho những mục đích khác nhau.

Cảm biến thường được đặt trong các vỏ bảo vệ tạo thành đầu thu hay đầu dò (Test probe), có thể có kèm các mạch điện hỗ trợ, và nhiều khi trọn bộ đó lại được gọi luôn là "cảm biến". Tuy nhiên trong nhiều văn liệu thì thuật ngữ cảm biến ít dùng cho vật có kích thước lớn. Thuật ngữ này cũng không dùng cho một số loại chi tiết, như cái núm của công tắc bật đèn khi mở tủ lạnh, dù rằng về mặt hàn lâm núm này làm việc như một cảm biến.
                            Cảm biến áp suất

2.   Phân loại cảm biến:
Cảm biến được chia thành nhiều loại từ đơn giản đến phức tạp. Tùy vào mục đích sử dụng, cảm biến sẽ có cách khác nhau để phân loại. Tất cả các loại cảm biến thường được chia thành 2 loại: thụ động và chủ động.
Một số phân loại cảm biến cơ bản:
-      Theo nguyên lý chuyển đổi giữa đáp ứng và kích thích:
Vật lý: Nhiệt điện, Quang điện, Quang từ, Điện từ, Quang đàn hồi, Từ điện, Nhiệt từ
Cảm biến tiệm cận

Hóa học: Biến đổi hoá học, Biến đổi điện hoá, Phân tích phổ
Cảm biến đo oxy hòa tan

Sinh học: Biến đổi sinh hoá, Biến đổi vật lý, Hiệu ứng trên cơ thể sống
Cảm biến phân hủy sinh học

-      Theo nguyên lý hoạt 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 cảm ứng:

•  Cảm biến biến áp vi phân: Cảm biến vị trí (Linear variable differential transformer, LVDT)
  
• Cảm biến cảm ứng điện từ: 
  

      Ví dụ: antena

• Cảm biến dòng xoáy: Các đầu dò của máy dò khuyết tật trong kim loại, của máy dò mìn.
  
• Cảm biến điện dung: Sự thay đổi điện dung của cảm biến khi khoảng cách hay góc đến vật thể kim loại thay đổi.
  

Ví dụ: CB tiệm cân điện dung

Cảm biến điện trường (FET): Sự thay đổi của điện trường ngoài dẩn đến sự thay đổi của cường độ dòng điện bên trong cảm biến.
Cảm biến từ giảo (magnetoelastic): ít dùng.
Cảm biến từ trường: Cảm biến hiệu ứng Hall, cảm biến từ trường dùng vật liệu sắt từ,... dùng trong từ kế.
Ví dụ: la bàn số HMC5883L

Cảm biến áp điện: Chuyển đổi áp suất sang điện dùng gốm áp điện như titanat bari, trong các microphone thu âm, hay ở đầu thu sóng địa chấn trong nước (Hydrophone) như trong các máy Sonar.
Ví dụ: Analog Rung Cảm Biến Áp Điện Gốm Piezo

Cảm biến quang: Các cảm biến ảnh loại CMOS hay cảm biến CCD trong camera, các photodiode ở các vùng phổ khác nhau dùng trong nhiều lĩnh vực.  
Ví dụ:

Cảm biến huỳnh quang: Sử dụng các chất phát quang thứ cấp để phát hiện các bức xạ năng lượng cao hơn, như các tấm kẽm sulfua.
Ví dụ:

Cảm biến điện hóa: Các đầu dò ion, độ pH,...
Ví dụ: Cảm Biến Đo Độ PH Analog DFRobot

Cảm biến nhiệt độ: Cặp lưỡng kim, hoặc dạng linh kiện bán dẫn.
Ví dụ:

-      Theo dạng kích thích:
Âm thanh: Biên pha, Phân cực, Phổ Tốc độ truyền song
                  Cảm biến âm thanh

Điện: Điện tích, Dòng điện, Điện thế, điện ápĐiện trường (biên, pha, phân cực, phổ), điện dẫn, hằng số điện môi
                Cảm biến điện dung

Từ: Từ thông, Từ trường, Độ từ thẩm, Cảm biến từ
                        Cảm biến từ trường

Quang: Biên, pha, phân cực, phổ, Tốc độ truyền, Hệ số phát xạ, khúc xạ, Hệ số hấp thụ, hệ số bức xạ
              Cảm biến ánh sáng-Photo diode

Cơ: Vị trí Lực, áp suất Gia tốc, vận tốc Ứng suất, độ cứng, Mô men, Khối lượng, tỉ trọng vận tốc chất lưu, độ nhớt
                  Cảm biến áp suất

Nhiệt: Nhiệt độ, Thông lượng, Nhiệt dung, tỉ nhiệt
                 Cảm biến nhiệt độ

Bức xạ: Kiểu, Năng lượng, Cường độ, Bước sóng
Cảm biến bức xạ mặt trời

-      Theo tính năng của bộ cảm biến:

• Độ nhạy
  
• Độ chính xác
  
• Độ phân giải
  
• Độ chọn lọc
  
• Độ tuyến tính
  
• Công suất tiêu thụ
  
• Dải tần        
  
• Khả năng quá tải
  
• Tốc độ đáp ứng
  
• Độ ổn định
  
• Tuổi thọ
  
• Điều kiện môi trường
  
• Kích thước, trọng lượng
  
• Độ trễ
  

-      Theo phạm vi sử dụng:

• Công nghiệp
  
• Nghiên cứu khoa học
  
• Môi trường, khí tượng
  
• Thông tin, viễn thông
  
• Nông nghiệp        
  
• Dân dụng
  
• Giao thông
  
• Vũ trụ
  
• Quân sự
  
• Y học