Khái niệm và phân loại cảm biến
Cảm biến là thiết bị dùng để cảm nhận biến đổi các đại lượng vật lý và các đại lượng không có tính chất điện cần đo thành các đại lượng điện có thể đo và xử lý được. Các đại lượng cần đo (m) thường không có tính chất điện (như nhiệt ...
Cảm biến là thiết bị dùng để cảm nhận biến đổi các đại lượng vật lý và các đại lượng không có tính chất điện cần đo thành các đại lượng điện có thể đo và xử lý được.
Các đại lượng cần đo (m) thường không có tính chất điện (như nhiệt độ, áp suất ...) tác động lên cảm biến cho ta một đặc trưng (s) mang tính chất điện (như điện tích, điện áp, dòng điện hoặc trở kháng) chứa đựng thông tin cho phép xác định giá trị của đại lượng đo. Đặc trưng (s) là hàm của đại lượng cần đo (m):
s = F(m) (1.1)
Người ta gọi (s) là đại lượng đầu ra hoặc là phản ứng của cảm biến, (m) là đại lượng đầu vào hay kích thích (có nguồn gốc là đại lượng cần đo). Thông qua đo đạc (s) cho phép nhận biết giá trị của (m).
Tùy theo các đặc trưng phân loại, cảm biến có thể được chia thành nhiều loại khác nhau.
Theo nguyên lý chuyển đổi giữa đáp ứng và kích thích (bảng 1.1).
Bảng 1.1
| Hiện tượng | Chuyển đổi giữa đáp ứng-kích thích |
| Hiện tượng vật lý |
|
| Hoá học |
|
| Sinh học |
|
Theo dạng kích thích (bảng 1.2).
Bảng 1.2
| Âm thanh | - Biên pha, phân cực - Phổ - Tốc độ truyền sóng |
| Điện | - Điện tích, dòng điện - Điện thế, điện áp - Điện trường (biên, pha, phân cực, phổ) - Điện dẫn, hằng số điện môi ... |
| Từ | - Từ trường (biên, pha, phân cực, phổ) - Từ thông, cường độ từ trường - Độ từ thẩm |
| Quang | - Biên, pha, phân cực, phổ - Tốc độ truyền - Hệ số phát xạ, khúc xạ - Hệ số hấp thụ, hệ số bức xạ |
| 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 |
| Nhiệt | - Nhiệt độ - Thông lượng - Nhiệt dung, tỉ nhiệt |
| Bức xạ | - Kiểu - Năng lượng - Cường độ ... |
Theo tính năng của bộ cảm biến (bảng 1.3)
Bảng 1.3
| - 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 |
Phân loại theo phạm vi sử dụng ( bảng 1.4).
Bảng 1.4
- Công nghiệp
- Nghiên cứu khoa học
- Môi trường, khí tượng
- Thông tin, viễn thông
- Nông nghiệp
- Dân dụng
- Giao thông
- Vũ trụ
- Quân sự
- Phân loại theo thông số của mô hình mạch thay thế :
+ Cảm biến tích cực có đầu ra là nguồn áp hoặc nguồn dòng.
+ Cảm biến thụ động được đặc trưng bằng các thông số R, L, C, M .... tuyến tính hoặc phi tuyến.
