Cảm biến là gì?

Cảm biến (tên tiếng Anh: transducer/sensor) là một thiết bị phát hiện có khả năng cảm nhận thông tin đang được đo và chuyển đổi thông tin đó thành tín hiệu điện hoặc dạng đầu ra cần thiết khác theo một quy tắc nhất định, nhằm đáp ứng các yêu cầu về truyền tải, xử lý, lưu trữ, hiển thị, ghi nhận và điều khiển thông tin.

➢Xem thêm: Nam châm

Sự tồn tại và phát triển của cảm biến đã mang lại cho các vật thể những giác quan như xúc giác, vị giác và khứu giác, khiến chúng trở nên sống động; cảm biến là sự mở rộng của các giác quan con người.

Cảm biến được đặc trưng bởi sự thu nhỏ, số hóa, thông minh, đa chức năng, hệ thống hóa và kết nối mạng. Chúng là mắt xích chính trong việc thực hiện phát hiện tự động và điều khiển tự động. Cảm biến nhôm nitride mới có thể hoạt động ở nhiệt độ lên đến 900℃.

Định nghĩa cảm biến là: “Một thiết bị hoặc dụng cụ có thể cảm nhận một đại lượng đo và chuyển đổi nó thành tín hiệu đầu ra có thể sử dụng theo một quy tắc nhất định, thường bao gồm một phần tử cảm biến và một phần tử chuyển đổi. Sự tồn tại và phát triển của cảm biến đã mang lại cho các vật thể các giác quan như xúc giác, vị giác và khứu giác, khiến các vật thể dần trở nên sống động. Thuật ngữ “cảm biến” được định nghĩa khác: “một thiết bị nhận năng lượng từ một hệ thống và thường truyền năng lượng dưới dạng khác đến một hệ thống thứ hai.”

Thành phần cảm biến sensor

Một cảm biến thường bao gồm bốn phần: phần tử cảm biến, phần tử chuyển đổi, mạch chuyển đổi và nguồn điện phụ.

Phần tử cảm biến trực tiếp cảm nhận đại lượng đo được và xuất ra tín hiệu đại lượng vật lý có mối quan hệ nhất định với đại lượng đo được; phần tử chuyển đổi chuyển đổi tín hiệu đại lượng vật lý do phần tử cảm biến phát ra thành tín hiệu điện; Mạch chuyển đổi có nhiệm vụ khuếch đại và điều chế tín hiệu điện đầu ra của bộ chuyển đổi; bộ chuyển đổi và mạch chuyển đổi thường yêu cầu nguồn điện phụ trợ.

Chức năng chính

Chức năng của cảm biến thường được so sánh với năm giác quan chính của con người:

1.Cảm biến quang học – thị giác
2.Cảm biến âm thanh – thính giác
3.Cảm biến khí – khứu giác
4.Cảm biến hóa học – vị giác
5.Cảm biến áp suất, nhiệt độ và chất lỏng – xúc giác

Phân loại các yếu tố nhạy cảm:

Vật lý: Dựa trên các tác động vật lý như lực, nhiệt, ánh sáng, điện, từ tính và âm thanh.

1.Hóa học: Dựa trên các nguyên lý của phản ứng hóa học.
2.Sinh học: Dựa trên các chức năng nhận dạng phân tử như enzyme, kháng thể và hormone.

Nhìn chung, dựa trên các chức năng cảm biến cơ bản, các yếu tố nhạy cảm có thể được chia thành mười loại chính: yếu tố nhạy cảm nhiệt, yếu tố nhạy cảm ánh sáng, yếu tố nhạy cảm khí, yếu tố nhạy cảm lực, yếu tố nhạy cảm từ tính, yếu tố nhạy cảm độ ẩm, yếu tố nhạy cảm âm thanh, yếu tố nhạy cảm bức xạ, yếu tố nhạy cảm màu sắc và yếu tố nhạy cảm vị giác (một số người thậm chí còn phân loại các yếu tố nhạy cảm thành 46 loại).

Chức năng chính:

Để thu thập thông tin từ thế giới bên ngoài, con người phải dựa vào các giác quan của mình. Tuy nhiên, chỉ dựa vào các giác quan của bản thân là chưa đủ để nghiên cứu các hiện tượng và quy luật tự nhiên, cũng như trong các hoạt động sản xuất. Để thích ứng với tình huống này, cần có cảm biến. Do đó, có thể nói rằng cảm biến là sự mở rộng của các giác quan con người, còn được gọi là cảm biến điện.

Sự xuất hiện của cuộc cách mạng công nghệ mới đã mở ra kỷ nguyên thông tin. Trong việc sử dụng thông tin, vấn đề đầu tiên cần giải quyết là thu thập thông tin chính xác và đáng tin cậy và cảm biến là phương tiện và con đường chính để thu thập thông tin trong các lĩnh vực tự nhiên và sản xuất.

Trong sản xuất công nghiệp hiện đại, đặc biệt là trong các quy trình sản xuất tự động, nhiều loại cảm biến được sử dụng để giám sát và kiểm soát các thông số khác nhau trong quá trình sản xuất, đảm bảo thiết bị hoạt động ở trạng thái bình thường hoặc tối ưu và sản phẩm đạt chất lượng tốt nhất. Do đó, có thể nói rằng nếu không có nhiều cảm biến xuất sắc, nền sản xuất hiện đại sẽ mất đi nền tảng.

Trong nghiên cứu khoa học cơ bản, cảm biến càng giữ vị trí nổi bật hơn. Sự phát triển của khoa học và công nghệ hiện đại đã bước vào nhiều lĩnh vực mới: ví dụ, quan sát vũ trụ bao la trải dài hàng nghìn năm ánh sáng ở quy mô vĩ mô, quan sát thế giới hạt nhỏ như hạt cơ bản ở quy mô vi mô, quan sát quá trình tiến hóa của thiên thể kéo dài hàng trăm nghìn năm và quan sát các phản ứng tức thời chỉ trong vài giây. Hơn nữa, nghiên cứu về các công nghệ cực đoan khác nhau, chẳng hạn như nhiệt độ cực cao, nhiệt độ cực thấp, áp suất cực cao, chân không cực cao, từ trường cực mạnh và từ trường cực yếu, đã xuất hiện, đóng vai trò quan trọng trong việc đào sâu hiểu biết của chúng ta về vật chất và khám phá các nguồn năng lượng và vật liệu mới. Rõ ràng, việc thu thập một lượng thông tin khổng lồ mà giác quan con người không thể tiếp cận đòi hỏi các cảm biến phù hợp. Nhiều trở ngại trong nghiên cứu khoa học cơ bản chủ yếu nằm ở việc khó khăn trong việc thu thập thông tin về đối tượng nghiên cứu và sự xuất hiện của các cơ chế mới và cảm biến phát hiện có độ nhạy cao thường dẫn đến những đột phá trong các lĩnh vực này. Sự phát triển của một số cảm biến thường đóng vai trò tiền thân cho sự phát triển của các lĩnh vực liên ngành.

Cảm biến đã thâm nhập vào vô số lĩnh vực, bao gồm sản xuất công nghiệp, thám hiểm không gian, thám hiểm đại dương, bảo vệ môi trường, khảo sát tài nguyên, chẩn đoán y tế, kỹ thuật sinh học và thậm chí cả bảo tồn di tích văn hóa. Không ngoa khi nói rằng, từ sự bao la của không gian đến sự bao la của đại dương và đến các hệ thống kỹ thuật phức tạp khác nhau, hầu như mọi dự án hiện đại đều dựa vào các loại cảm biến khác nhau.

Do đó, vai trò quan trọng của công nghệ cảm biến trong phát triển kinh tế và tiến bộ xã hội là điều hiển nhiên. Các quốc gia trên thế giới rất coi trọng sự phát triển của lĩnh vực này. Người ta tin rằng trong tương lai gần, công nghệ cảm biến sẽ có bước tiến nhảy vọt, đạt đến một tầm cao mới tương xứng với vị thế quan trọng của nó.

Các tính năng chính

Cảm biến được đặc trưng bởi sự thu nhỏ, số hóa, thông minh, đa chức năng, hệ thống hóa và kết nối mạng. Chúng không chỉ thúc đẩy quá trình chuyển đổi và nâng cấp các ngành công nghiệp truyền thống mà còn có tiềm năng thiết lập các ngành công nghiệp mới, từ đó trở thành một điểm tăng trưởng kinh tế mới trong thế kỷ 21. Việc thu nhỏ dựa trên công nghệ hệ thống vi cơ điện tử (MEMS) và đã được ứng dụng thành công trên các thiết bị silicon để tạo ra cảm biến áp suất silicon.

Ưu điểm của đầu nối thủy tinh: Được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị đo điểm sương, thiết bị điện, thiết bị IoT, đầu nối hàng không vũ trụ, thiết bị khai thác than và thăm dò dầu khí, cho phép thu thập và truyền dữ liệu.

Hiệu suất kỹ thuật:

1. Tỷ lệ rò rỉ ≤ 1*10⁻⁹ Pa.m³/s (He) ở nhiệt độ và áp suất phòng;
2. Điện trở cách điện lớn hơn 1000MΩ/500VDC (500 volt, 1000 megohm);
3. Chịu được điện áp giữa lớp cách điện thủy tinh và đế lớn hơn 300MPa;
4. Hiệu suất hàn tốt.

Các loại phổ biến cảm biến

Cảm biến điện trở

Cảm biến điện trở là thiết bị chuyển đổi các đại lượng vật lý như độ dịch chuyển, biến dạng, lực, gia tốc, độ ẩm và nhiệt độ thành giá trị điện trở. Chúng chủ yếu bao gồm cảm biến biến dạng điện trở, cảm biến áp điện trở, đầu dò nhiệt độ điện trở (RTD), nhiệt điện trở, cảm biến khí và cảm biến độ ẩm.

Cảm biến biến dạng điện trở

Cảm biến biến dạng điện trở trong cảm biến thể hiện hiệu ứng biến dạng của kim loại, nghĩa là chúng chịu biến dạng cơ học dưới tác động của ngoại lực, dẫn đến sự thay đổi tương ứng về điện trở. Cảm biến biến dạng điện trở chủ yếu có hai loại: kim loại và bán dẫn. Cảm biến biến dạng kim loại bao gồm loại dây, lá kim loại và màng mỏng. Cảm biến biến dạng bán dẫn có những ưu điểm như độ nhạy cao (thường cao hơn hàng chục lần so với loại dây và lá kim loại) và hiệu ứng ngang thấp.

Cảm biến áp điện trở

Cảm biến áp điện trở là thiết bị được chế tạo bằng cách trải điện trở trên một đế bán dẫn dựa trên hiệu ứng áp điện trở của vật liệu bán dẫn. Tấm nền có thể được sử dụng trực tiếp làm phần tử cảm biến và các điện trở trải được kết nối theo cấu hình cầu bên trong tấm nền. Khi tấm nền chịu tác động của ngoại lực và biến dạng, giá trị điện trở sẽ thay đổi, và cầu tạo ra đầu ra không cân bằng tương ứng. Vật liệu tấm nền (hoặc màng ngăn) được sử dụng trong cảm biến áp điện trở chủ yếu là tấm wafer silicon và germani. Cảm biến áp điện trở silicon, được chế tạo với tấm wafer silicon làm vật liệu cảm biến, đang ngày càng được quan tâm, đặc biệt là cảm biến áp điện trở thể rắn để đo áp suất và vận tốc.

Cảm biến nhiệt độ điện trở (RTD) đo nhiệt độ dựa trên đặc tính điện trở của vật liệu dẫn kim loại tăng theo nhiệt độ. RTD chủ yếu được làm bằng kim loại nguyên chất, phổ biến nhất là bạch kim và đồng. Niken, mangan và rhodi cũng ngày càng được sử dụng rộng rãi.

Cảm biến RT chủ yếu sử dụng đặc tính điện trở thay đổi theo nhiệt độ để đo nhiệt độ và các thông số liên quan đến nhiệt độ. Các cảm biến này phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác phát hiện nhiệt độ cao. Vật liệu RTD được sử dụng rộng rãi bao gồm bạch kim, đồng và niken, mang lại những ưu điểm như hệ số điện trở nhiệt lớn, độ tuyến tính tốt, hiệu suất ổn định, dải nhiệt độ hoạt động rộng và dễ chế tạo. Chúng được sử dụng để đo nhiệt độ trong khoảng từ -200℃ đến +500℃.

Các loại cảm biến nhiệt độ điện trở (RTD):

1. NTC RTD: Loại cảm biến này có hệ số nhiệt độ âm, nghĩa là điện trở của nó giảm khi nhiệt độ tăng.
2. PTC RTD: Loại cảm biến này có hệ số nhiệt độ dương, nghĩa là điện trở của nó tăng khi nhiệt độ tăng.

Cảm biến Laser: Cảm biến sử dụng công nghệ laser để đo lường. Chúng bao gồm một tia laser, một đầu dò laser và một mạch đo. Cảm biến laser là một loại thiết bị đo lường mới với những ưu điểm như đo không tiếp xúc, khoảng cách xa, tốc độ cao, độ chính xác cao, dải đo lớn và khả năng chống nhiễu ánh sáng và nhiễu điện mạnh.

Khi cảm biến laser hoạt động, một diode phát laser trước tiên sẽ phát ra một xung laser vào mục tiêu. Sau khi phản xạ từ mục tiêu, ánh sáng laser bị tán xạ theo mọi hướng. Một phần ánh sáng tán xạ trở lại bộ thu cảm biến, được hệ thống quang học tiếp nhận và tạo ảnh trên một điốt quang tuyết lở. Điốt quang tuyết lở là một cảm biến quang học có khả năng khuếch đại nội tại, do đó nó có thể phát hiện các tín hiệu ánh sáng cực yếu và chuyển đổi chúng thành tín hiệu điện tương ứng.

Tính định hướng cao, độ đơn sắc cao và độ sáng cao của laser cho phép đo lường không tiếp xúc ở khoảng cách xa. Cảm biến laser thường được sử dụng để đo các đại lượng vật lý như chiều dài (ZLS-Px), khoảng cách (LDM4x), độ rung (ZLDS10X), vận tốc (LDM30x) và hướng. Chúng cũng có thể được sử dụng để phát hiện khuyết tật và giám sát các chất ô nhiễm trong khí quyển.

Cảm biến Hall là cảm biến từ trường dựa trên hiệu ứng Hall, được sử dụng rộng rãi trong tự động hóa công nghiệp, công nghệ phát hiện và xử lý thông tin. Hiệu ứng Hall là một phương pháp cơ bản để nghiên cứu các tính chất của vật liệu bán dẫn. Hệ số Hall, được đo thông qua các thí nghiệm hiệu ứng Hall, có thể xác định các thông số quan trọng của vật liệu bán dẫn như loại độ dẫn điện, nồng độ hạt mang điện và độ linh động của hạt mang điện.

Cảm biến hiệu ứng Hall được chia thành hai loại: cảm biến hiệu ứng Hall tuyến tính và cảm biến hiệu ứng Hall chuyển mạch.

1. Cảm biến hiệu ứng Hall tuyến tính bao gồm một phần tử Hall, một bộ khuếch đại tuyến tính và một bộ theo dõi phát, và xuất ra tín hiệu tương tự.
2. Cảm biến hiệu ứng Hall chuyển mạch bao gồm một bộ ổn áp, một phần tử Hall, một bộ khuếch đại vi sai, một bộ kích hoạt Schmitt và một tầng xuất và xuất ra tín hiệu số.

Điện áp Hall thay đổi theo cường độ từ trường; từ trường càng mạnh, điện áp càng cao, và từ trường càng yếu, điện áp càng thấp. Giá trị điện áp Hall rất nhỏ, thường chỉ vài milivôn, nhưng nó có thể được khuếch đại bởi một bộ khuếch đại trong mạch tích hợp để xuất ra tín hiệu mạnh. Để mạch tích hợp Hall hoạt động như một cảm biến, cần một phương pháp cơ học để thay đổi cường độ từ trường. Phương pháp được thể hiện trong sơ đồ sử dụng một cánh quạt quay làm công tắc để điều khiển từ thông. Khi các cánh quạt nằm trong khe hở không khí giữa nam châm và mạch tích hợp Hall, từ trường lệch khỏi mạch tích hợp và điện áp Hall biến mất. Do đó, sự thay đổi điện áp đầu ra của mạch tích hợp Hall cho biết vị trí nhất định của trục truyền động cánh quạt. Sử dụng nguyên lý hoạt động này, mạch tích hợp Hall có thể được sử dụng như một cảm biến thời điểm đánh lửa. Cảm biến hiệu ứng Hall là cảm biến thụ động, cần nguồn điện bên ngoài để hoạt động. Đặc điểm này cho phép chúng phát hiện hoạt động ở tốc độ thấp.

Nhiệt độ

1. Cảm biến nhiệt độ phòng và nhiệt độ đường ống: Cảm biến nhiệt độ phòng đo nhiệt độ môi trường trong nhà và ngoài trời, trong khi cảm biến nhiệt độ đường ống đo nhiệt độ thành ống của dàn bay hơi và dàn ngưng tụ. Cảm biến nhiệt độ phòng và nhiệt độ đường ống khác nhau về hình dạng nhưng về cơ bản có cùng đặc tính nhiệt độ. Dựa trên đặc tính nhiệt độ, Midea sử dụng hai loại cảm biến nhiệt độ phòng và nhiệt độ đường ống: 1. Giá trị B không đổi là 4100K±3%, với điện trở tham chiếu là 10KΩ±3% ở 25℃. Dung sai điện trở ở 0℃ và 55℃ là khoảng ±7%; tuy nhiên, dưới 0℃ và trên 55℃, dung sai điện trở thay đổi tùy theo nhà cung cấp. Nhiệt độ cao hơn dẫn đến điện trở thấp hơn; nhiệt độ thấp hơn dẫn đến điện trở cao hơn. Càng xa 25℃, phạm vi dung sai điện trở tương ứng càng rộng.
2. Cảm biến nhiệt độ khí thải: Cảm biến nhiệt độ khí thải đo nhiệt độ khí thải ở đầu máy nén. Hằng số B là 3950K ± 3%, và điện trở tham chiếu là 5KΩ ± 3% ở 90℃.
3. Cảm biến nhiệt độ mô-đun: Cảm biến nhiệt độ mô-đun đo nhiệt độ của mô-đun biến tần (IGBT hoặc IPM). Model cảm biến là 602F-3500F, và điện trở tham chiếu là 6KΩ ± 1% ở 25℃. Các giá trị điện trở tương ứng cho một số nhiệt độ điển hình là: -10℃ → (25.897～28.623)KΩ; 0℃ → (16.3248～17.7164)KΩ; 50℃ → (2.3262～2.5153)KΩ; 90℃ → (0,6671～0,7565)KΩ.

Có nhiều loại cảm biến nhiệt độ, thường được sử dụng bao gồm cảm biến nhiệt điện trở (RTD): PT100, PT1000, Cu50, Cu100; và cặp nhiệt điện: B, E, J, K, S, v.v. Cảm biến nhiệt độ không chỉ đa dạng về chủng loại mà còn đa dạng về kết hợp; cần lựa chọn sản phẩm phù hợp tùy theo ứng dụng.

1.Nguyên lý đo nhiệt độ: Dựa trên nguyên lý giá trị điện trở của điện trở và điện thế của cặp nhiệt điện thay đổi một cách có hệ thống theo nhiệt độ, chúng ta có thể thu được giá trị nhiệt độ mong muốn.
2.Cảm biến nhiệt độ không dây: Cảm biến nhiệt độ không dây chuyển đổi các thông số nhiệt độ của vật thể được điều khiển thành tín hiệu điện và truyền không dây đến thiết bị đầu cuối để hệ thống phát hiện, điều chỉnh và kiểm soát. Chúng có thể được lắp đặt trực tiếp trong hộp nối của RTD và cặp nhiệt điện công nghiệp thông thường, tạo thành một cấu trúc tích hợp với phần tử cảm biến trường. Chúng thường được sử dụng kết hợp với bộ lặp không dây, thiết bị đầu cuối thu, cổng nối tiếp giao tiếp và máy tính, không chỉ tiết kiệm dây và cáp bù mà còn giảm méo và nhiễu truyền tín hiệu, do đó thu được kết quả đo có độ chính xác cao.

Cảm biến nhiệt độ không dây được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp tự động hóa như hóa chất, luyện kim, dầu khí, điện lực, xử lý nước, dược phẩm và chế biến thực phẩm. Các ví dụ bao gồm: thu thập nhiệt độ trên cáp cao thế; thu thập nhiệt độ trong môi trường khắc nghiệt như dưới nước; thu thập nhiệt độ trên các vật thể chuyển động; truyền dữ liệu cảm biến trong không gian khó đi dây; các giải pháp thu thập dữ liệu được lựa chọn chỉ để giảm chi phí đi dây; đo lường dữ liệu trong môi trường làm việc không có nguồn điện xoay chiều; và đo lường dữ liệu di động, không cố định.

Cảm biến thông minh: Chức năng của cảm biến thông minh được đề xuất bằng cách mô phỏng các hoạt động phối hợp của các giác quan và não bộ con người, kết hợp với nghiên cứu lâu dài và kinh nghiệm thực tế trong công nghệ thử nghiệm. Đây là một thiết bị thông minh tương đối độc lập. Sự xuất hiện của nó đã giảm bớt các yêu cầu nghiêm ngặt về hiệu suất phần cứng, trong khi sự hỗ trợ của phần mềm có thể cải thiện đáng kể hiệu suất cảm biến.

1. Lưu trữ và truyền tải thông tin: Với sự phát triển nhanh chóng của các hệ thống điều khiển phân tán hoàn toàn thông minh (Smart Distributed Systems), các thiết bị thông minh được yêu cầu phải có chức năng giao tiếp, sử dụng mạng truyền thông cho giao tiếp kỹ thuật số hai chiều. Đây là một trong những đặc điểm chính của cảm biến thông minh. Cảm biến thông minh thực hiện nhiều chức năng khác nhau bằng cách truyền dữ liệu thử nghiệm hoặc nhận lệnh, chẳng hạn như thiết lập độ lợi, thiết lập các thông số bù, thiết lập các thông số phát hiện bên trong và xuất dữ liệu thử nghiệm.

2. Chức năng tự bù và tính toán: Trong nhiều năm, các kỹ sư và kỹ thuật viên tham gia phát triển cảm biến đã dành nhiều công sức để bù trừ độ trôi nhiệt độ và độ phi tuyến tính đầu ra của cảm biến, nhưng vẫn chưa giải quyết được vấn đề một cách cơ bản. Chức năng tự bù và tính toán của cảm biến thông minh đã mở ra những hướng đi mới để bù trừ độ trôi nhiệt độ và độ phi tuyến tính của cảm biến. Điều này cho phép nới lỏng các yêu cầu về độ chính xác trong sản xuất cảm biến; miễn là độ lặp lại của cảm biến tốt, bộ vi xử lý có thể sử dụng các phép tính phần mềm trên tín hiệu thử nghiệm, sử dụng nhiều phương pháp tính toán hiệu chỉnh và khớp để bù trừ độ trôi và độ phi tuyến tính, do đó thu được kết quả đo chính xác hơn cho cảm biến áp suất.

3. Chức năng tự kiểm tra, tự hiệu chuẩn và tự chẩn đoán: Các cảm biến thông thường cần được kiểm tra và hiệu chuẩn định kỳ để đảm bảo độ chính xác cần thiết trong quá trình sử dụng bình thường. Việc này thường yêu cầu tháo rời cảm biến khỏi hiện trường và gửi đến phòng thí nghiệm hoặc bộ phận kiểm tra. Đối với các phép đo trực tuyến, các trục trặc bất thường của cảm biến không thể được chẩn đoán ngay lập tức. Cảm biến thông minh cải thiện đáng kể tình trạng này. Đầu tiên, chức năng tự chẩn đoán thực hiện tự kiểm tra khi bật nguồn để xác định xem các thành phần có bị lỗi hay không. Thứ hai, hiệu chuẩn trực tuyến có thể được thực hiện dựa trên thời gian sử dụng, với bộ vi xử lý sử dụng dữ liệu đặc tính đo lường được lưu trữ trong EPROM để so sánh và hiệu chuẩn.

4. Chức năng cảm biến tổng hợp: Quan sát các hiện tượng tự nhiên xung quanh, các tín hiệu phổ biến bao gồm âm thanh, ánh sáng, điện, nhiệt, lực và hóa chất. Việc đo lường các yếu tố nhạy cảm thường được thực hiện thông qua hai phương pháp: đo trực tiếp và đo gián tiếp. Cảm biến thông minh sở hữu khả năng đa chức năng, đo đồng thời nhiều đại lượng vật lý và hóa học để cung cấp thông tin toàn diện phản ánh các quy luật chi phối chuyển động của vật chất.

Cảm biến quang là một trong những loại cảm biến phổ biến nhất, bao gồm nhiều loại, bao gồm ống quang điện, ống nhân quang điện, quang trở, quang bán dẫn, pin mặt trời, cảm biến hồng ngoại, cảm biến tử ngoại, cảm biến quang sợi quang, cảm biến màu, cảm biến hình ảnh CCD và CMOS, v.v. Các bước sóng nhạy cảm của chúng gần với dải bước sóng ánh sáng khả kiến, bao gồm bước sóng hồng ngoại và tử ngoại. Cảm biến quang không chỉ giới hạn ở khả năng phát hiện ánh sáng; chúng cũng có thể được sử dụng làm phần tử phát hiện để tạo thành các cảm biến khác, phát hiện nhiều đại lượng phi điện bằng cách chuyển đổi các đại lượng phi điện này thành các thay đổi trong tín hiệu ánh sáng. Cảm biến quang là một trong những cảm biến được sản xuất và sử dụng rộng rãi nhất, đóng vai trò quan trọng trong công nghệ điều khiển tự động và đo lường đại lượng phi điện. Cảm biến quang đơn giản nhất là quang trở, tạo ra dòng điện khi một photon va chạm với mối nối của nó.

Sinh học

Khái niệm về cảm biến sinh học

Cảm biến sinh học là một lĩnh vực liên ngành, kết hợp hữu cơ các vật liệu hoạt tính sinh học (enzyme, protein, DNA, kháng thể, kháng nguyên, màng sinh học, v.v.) với các bộ chuyển đổi lý hóa. Chúng là một phương pháp phát hiện và giám sát tiên tiến thiết yếu cho sự phát triển của công nghệ sinh học, đồng thời cũng là một phương pháp phân tích nhanh ở cấp độ vi mô, phân tử. Nhiều cảm biến sinh học có chung cấu trúc sau: chúng bao gồm một hoặc nhiều vật liệu hoạt tính sinh học liên quan (màng sinh học) và một bộ chuyển đổi vật lý hoặc hóa học (cảm biến) có chức năng chuyển đổi tín hiệu được biểu thị bởi hoạt tính sinh học thành tín hiệu điện. Hai thành phần này được kết hợp, và công nghệ vi điện tử hiện đại cùng công nghệ thiết bị tự động được sử dụng để xử lý thêm tín hiệu sinh học, tạo thành nhiều thiết bị, dụng cụ và hệ thống phân tích cảm biến sinh học hữu ích.

Nguyên lý của cảm biến sinh học

Chất phân tích khuếch tán vào vật liệu hoạt tính sinh học, trải qua quá trình nhận dạng phân tử và phản ứng sinh học xảy ra. Thông tin thu được sau đó được chuyển đổi thành tín hiệu điện định lượng và có thể xử lý được bởi bộ chuyển đổi vật lý hoặc hóa học tương ứng. Tín hiệu này sau đó được khuếch đại và phát ra bởi một thiết bị thứ cấp, cho phép xác định nồng độ chất phân tích.

Phân loại cảm biến sinh học

Dựa trên vật liệu sống được sử dụng trong cảm biến, cảm biến sinh học có thể được phân loại thành: cảm biến vi sinh vật, cảm biến miễn dịch, cảm biến mô, cảm biến tế bào, cảm biến enzyme, cảm biến DNA, v.v. Dựa trên nguyên lý phát hiện của thiết bị cảm biến, chúng có thể được phân loại thành: cảm biến sinh học nhiệt, cảm biến sinh học transistor hiệu ứng trường, cảm biến sinh học áp điện, cảm biến sinh học quang học, cảm biến sinh học sóng âm, cảm biến sinh học điện cực enzyme và cảm biến sinh học trung gian.

Dựa trên loại tương tác giữa chất nhạy cảm sinh học và cảm biến, chúng có thể được phân loại thành loại dựa trên ái lực và loại dựa trên chuyển hóa.

Cảm biến thị giác

Nguyên lý hoạt động: Cảm biến thị giác là một thiết bị có hàng nghìn điểm ảnh có khả năng thu sáng từ toàn bộ hình ảnh. Độ sắc nét và chi tiết của hình ảnh thường được đo bằng độ phân giải, được thể hiện bằng số lượng điểm ảnh.

Cảm biến thị giác có hàng nghìn điểm ảnh thu sáng từ toàn bộ hình ảnh. Độ sắc nét và chi tiết của hình ảnh thường được đo bằng độ phân giải, thể hiện bằng số lượng điểm ảnh.

Sau khi chụp ảnh, cảm biến thị giác sẽ so sánh ảnh đó với ảnh tham chiếu được lưu trữ trong bộ nhớ để thực hiện phân tích. Ví dụ: nếu cảm biến thị giác được thiết lập để nhận dạng một chi tiết máy có tám bu lông được lắp đúng cách, cảm biến sẽ biết rằng nó nên loại bỏ chi tiết chỉ có bảy bu lông hoặc chi tiết có bu lông không thẳng hàng. Hơn nữa, cảm biến thị giác có thể đưa ra phán đoán bất kể vị trí của chi tiết máy trong trường nhìn hay liệu nó có xoay trong phạm vi 360 độ hay không.

Lĩnh vực ứng dụng: Chi phí thấp và tính dễ sử dụng của cảm biến thị giác đã thu hút các nhà thiết kế máy móc và kỹ sư quy trình tích hợp chúng vào nhiều ứng dụng khác nhau mà trước đây chỉ dựa vào lao động thủ công, nhiều cảm biến quang điện hoặc không cần kiểm tra. Các ứng dụng công nghiệp của cảm biến thị giác bao gồm kiểm tra, đo lường, định hướng, phát hiện lỗi và phân loại. Dưới đây chỉ là một vài ví dụ:

1.Trong các nhà máy lắp ráp ô tô, việc kiểm tra tính liên tục và độ rộng chính xác của các hạt keo được robot dán vào khung cửa ô tô;
2.Trong các nhà máy đóng chai, việc kiểm tra nắp chai được đóng kín đúng cách, mức chiết rót chính xác và không có vật lạ nào rơi vào chai trước khi đóng kín;
3.Trên dây chuyền sản xuất bao bì, việc đảm bảo nhãn bao bì chính xác được dán đúng vị trí;
4.Trên dây chuyền sản xuất bao bì dược phẩm, việc kiểm tra vỉ thuốc aspirin xem có viên thuốc bị vỡ hoặc mất không;
5.Trong các công ty dập kim loại, việc kiểm tra các chi tiết dập với tốc độ hơn 150 viên mỗi phút, nhanh hơn 13 lần so với kiểm tra thủ công.

Cảm biến dịch chuyển, còn được gọi là cảm biến tuyến tính, là cảm biến chuyển đổi dịch chuyển thành đại lượng điện. Cảm biến dịch chuyển là một thiết bị tuyến tính sử dụng cảm ứng kim loại. Chức năng của nó là chuyển đổi các đại lượng vật lý đo được khác nhau thành đại lượng điện. Chúng được phân loại thành cảm biến dịch chuyển cảm ứng, cảm biến dịch chuyển điện dung, cảm biến dịch chuyển quang điện, cảm biến dịch chuyển siêu âm và cảm biến dịch chuyển hiệu ứng Hall.

Trong quá trình chuyển đổi này, nhiều đại lượng vật lý (như áp suất, lưu lượng, gia tốc, v.v.) thường cần được chuyển đổi thành dịch chuyển trước, sau đó mới chuyển đổi dịch chuyển thành đại lượng điện. Do đó, cảm biến dịch chuyển là một loại cảm biến quan trọng và cơ bản. Trong các quy trình sản xuất, phép đo dịch chuyển thường được chia thành hai loại: đo kích thước vật lý và đo dịch chuyển cơ học. Dịch chuyển cơ học bao gồm dịch chuyển tuyến tính và dịch chuyển góc. Tùy theo các dạng biến đổi khác nhau của biến đo được, cảm biến dịch chuyển có thể được chia thành loại tương tự và loại kỹ thuật số. Cảm biến tương tự có thể được chia thành loại dựa trên đặc tính (chẳng hạn như tự phát) và loại kết cấu. Các cảm biến dịch chuyển thường được sử dụng chủ yếu là loại kết cấu tương tự, bao gồm cảm biến dịch chuyển loại chiết áp, cảm biến dịch chuyển cảm ứng, cảm biến đồng bộ, cảm biến dịch chuyển điện dung, cảm biến dịch chuyển dòng điện xoáy và cảm biến dịch chuyển hiệu ứng Hall. Một ưu điểm đáng kể của cảm biến dịch chuyển kỹ thuật số là chúng tạo điều kiện truyền tín hiệu trực tiếp đến hệ thống máy tính. Loại cảm biến này đang phát triển nhanh chóng và các ứng dụng của nó ngày càng phổ biến.

Cảm biến áp suất: Cảm biến áp suất là một trong những cảm biến được sử dụng phổ biến nhất trong thực tiễn công nghiệp. Chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều môi trường tự động hóa công nghiệp, bao gồm thủy lợi và thủy điện, vận tải đường sắt, tòa nhà thông minh, tự động hóa sản xuất, hàng không vũ trụ, quân sự, hóa dầu, giếng dầu, điện, đóng tàu, máy công cụ, đường ống và nhiều ngành công nghiệp khác.

Cảm biến khoảng cách siêu âm: Cảm biến khoảng cách siêu âm sử dụng nguyên lý đo khoảng cách bằng sóng siêu âm và công nghệ đo chênh lệch thời gian chính xác để phát hiện khoảng cách giữa cảm biến và vật thể mục tiêu. Sử dụng cảm biến siêu âm góc nhỏ, vùng mù nhỏ, chúng mang lại những ưu điểm như đo lường chính xác, hoạt động không tiếp xúc, chống thấm nước, chống ăn mòn và chi phí thấp. Chúng có thể được sử dụng để phát hiện mức chất lỏng và mức vật liệu. Phương pháp phát hiện mức chất lỏng và mức vật liệu độc đáo đảm bảo đầu ra ổn định ngay cả khi có bọt hoặc sự khuấy động lớn trên bề mặt chất lỏng, khiến việc phát hiện sóng phản hồi trở nên khó khăn. Các ứng dụng bao gồm: phát hiện mức chất lỏng, mức vật liệu, mức vật liệu và điều khiển quy trình công nghiệp.

Radar 24GHz cảm biến rada 24GHz sử dụng sóng vi ba tần số cao để đo tốc độ, khoảng cách, hướng chuyển động và góc phương vị của vật thể chuyển động. Sử dụng thiết kế ăng-ten vi dải phẳng, chúng có đặc điểm là kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, độ nhạy cao và độ ổn định cao, và được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp giao thông thông minh, điều khiển công nghiệp, an ninh, thể thao và nhà thông minh. Tần số sử dụng cho thiết bị radar gắn trên xe tầm ngắn băng tần 24GHz”, trong đó nêu rõ thiết bị radar gắn trên xe tầm ngắn băng tần 24GHz là tiêu chuẩn cho thiết bị radar gắn trên xe.

Cảm biến nhiệt độ tích hợp

Cảm biến nhiệt độ tích hợp thường bao gồm một đầu dò nhiệt độ (cặp nhiệt điện trở hoặc đầu dò nhiệt điện trở) và một bộ phận điện tử bán dẫn hai dây. Đầu dò nhiệt độ được gắn trực tiếp vào hộp đấu nối sử dụng mô-đun bán dẫn, tạo thành một cảm biến tích hợp. Cảm biến nhiệt độ tích hợp thường được chia thành hai loại: đầu dò nhiệt điện trở và đầu dò nhiệt điện trở.

Đầu dò nhiệt điện trở bao gồm một bộ phận tham chiếu, một bộ phận chuyển đổi R/V, một mạch tuyến tính, bảo vệ kết nối ngược, bảo vệ giới hạn dòng điện và một bộ phận chuyển đổi V/I. Sau khi tín hiệu đầu dò nhiệt điện trở được chuyển đổi và khuếch đại, mạch tuyến tính sẽ bù trừ mối quan hệ phi tuyến tính giữa nhiệt độ và điện trở. Mạch chuyển đổi V/I sau đó xuất ra tín hiệu dòng điện không đổi 4–20mA, có liên quan tuyến tính với nhiệt độ đo được.

Cảm biến nhiệt độ cặp nhiệt điện thường bao gồm một nguồn tham chiếu, bù mối nối lạnh, một bộ phận khuếch đại, xử lý tuyến tính hóa, chuyển đổi V/I, xử lý đứt cặp nhiệt điện, bảo vệ kết nối ngược và các mạch bảo vệ giới hạn dòng điện. Cảm biến này khuếch đại điện thế nhiệt điện được tạo ra bởi cặp nhiệt điện sau khi bù mối nối lạnh, sau đó sử dụng mạch tuyến tính để loại bỏ sai số phi tuyến giữa điện thế nhiệt điện và nhiệt độ, và cuối cùng khuếch đại và chuyển đổi thành tín hiệu đầu ra dòng điện 4-20mA. Để ngăn ngừa sự cố do đứt dây cặp nhiệt điện trong quá trình đo nhiệt độ dẫn đến lỗi điều khiển nhiệt độ, cảm biến được trang bị mạch bảo vệ ngắt nguồn. Khi dây cặp nhiệt điện bị đứt hoặc kết nối bị lỗi, cảm biến sẽ xuất ra giá trị cực đại (28mA) để ngắt nguồn điện cho thiết bị. Cảm biến nhiệt độ tích hợp có những ưu điểm như cấu trúc đơn giản, giảm thiểu sử dụng dây dẫn, tín hiệu đầu ra lớn, khả năng chống nhiễu mạnh, độ tuyến tính tốt, thiết bị hiển thị đơn giản, khả năng chống sốc và chống ẩm của mô-đun bán dẫn, bảo vệ kết nối ngược và bảo vệ giới hạn dòng điện, và hoạt động đáng tin cậy. Cảm biến nhiệt độ tích hợp xuất ra tín hiệu 4-20mA đồng nhất; có thể được sử dụng với hệ thống máy vi tính hoặc các thiết bị đo thông thường khác. Thiết bị đo chống cháy nổ cũng có thể được sản xuất theo yêu cầu của người dùng.

Mức chất lỏng

1. Cảm biến mức chất lỏng kiểu phao. Cảm biến mức chất lỏng kiểu phao bao gồm một phao từ, ống dẫn hướng đo, bộ tín hiệu, bộ phận điện tử, hộp nối và các bộ phận lắp đặt.

Trọng lượng riêng của phao từ thường nhỏ hơn 0,5, cho phép nó nổi trên bề mặt chất lỏng và di chuyển lên xuống dọc theo ống dẫn hướng đo. Ống dẫn chứa một bộ phận đo, dưới tác động của nam châm bên ngoài, chuyển đổi tín hiệu mức chất lỏng đo được thành tín hiệu điện trở tỷ lệ thuận với sự thay đổi mức chất lỏng, sau đó chuyển đổi thành tín hiệu 4-20mA hoặc tín hiệu tiêu chuẩn khác được đưa ra bởi bộ phận điện tử. Cảm biến này là một mạch mô-đun với các ưu điểm như khả năng chống axit, chống ẩm, chống sốc và chống ăn mòn. Mạch bên trong bao gồm mạch phản hồi dòng điện không đổi và mạch bảo vệ bên trong, đảm bảo dòng điện đầu ra tối đa không vượt quá 28mA, do đó bảo vệ nguồn điện một cách đáng tin cậy và ngăn ngừa hư hỏng cho thiết bị thứ cấp.

2. Cảm biến mức chất lỏng kiểu phao: Cảm biến mức chất lỏng kiểu phao thay thế phao từ bằng phao cơ, được thiết kế dựa trên nguyên lý lực đẩy Archimedes. Cảm biến mức chất lỏng kiểu phao sử dụng công nghệ cảm biến biến dạng màng vi kim loại để đo mức chất lỏng, mức giao diện hoặc tỷ trọng. Cảm biến có thể được cài đặt thường xuyên thông qua các nút bấm tại chỗ trong quá trình vận hành.

3. Cảm biến áp suất tĩnh hoặc cảm biến mức chất lỏng: Cảm biến này hoạt động dựa trên nguyên lý đo áp suất tĩnh của chất lỏng. Nó thường sử dụng cảm biến áp suất silicon để chuyển đổi áp suất đo được thành tín hiệu điện, sau đó được khuếch đại và bù bởi mạch khuếch đại, cuối cùng tạo ra dòng điện 4–20mA hoặc 0–10mA.

Cảm biến chân không: Cảm biến chân không, được sản xuất bằng công nghệ vi gia công silicon tiên tiến, là một bộ truyền áp suất tuyệt đối với thành phần cốt lõi là phần tử áp điện silicon tích hợp. Nhờ buồng áp suất tham chiếu chân không được tạo thành bằng liên kết trực tiếp silicon-silicon hoặc liên kết tĩnh điện thủy tinh silicon-Pylex, cùng với một loạt công nghệ đóng gói không ứng suất và bù nhiệt độ chính xác, sản phẩm có độ ổn định tuyệt vời và độ chính xác cao, phù hợp để đo lường và kiểm soát áp suất tuyệt đối trong nhiều điều kiện khác nhau.

Tính năng và ứng dụng: Sử dụng công nghệ đóng gói áp suất tuyệt đối chân không chip tầm thấp, sản phẩm có khả năng chịu quá tải cao. Chip sử dụng dầu silicon chứa chân không để cách ly và màng chắn bằng thép không gỉ để truyền áp suất, thể hiện khả năng tương thích tuyệt vời với môi trường. Sản phẩm phù hợp để đo áp suất chân không của hầu hết các môi trường khí và lỏng không ăn mòn thép không gỉ 316L. Cảm biến chân không được ứng dụng để đo lường và kiểm soát chân không thấp trong nhiều môi trường công nghiệp khác nhau.

Cảm biến mức điện dung phù hợp để đo lường và kiểm soát quy trình sản xuất trong các doanh nghiệp công nghiệp. Chúng chủ yếu được sử dụng để đo lường liên tục khoảng cách xa và chỉ báo mức chất lỏng hoặc mức chất rắn dạng hạt trong môi trường dẫn điện và không dẫn điện.

Cảm biến mức điện dung bao gồm một cảm biến điện dung và một mạch mô-đun điện tử. Thiết bị này sử dụng đầu ra dòng điện không đổi 4-20mA hai dây, có thể chuyển đổi thành đầu ra ba dây hoặc bốn dây, tạo thành các tín hiệu chuẩn như 1-5V, 0-5V và 0-10mA. Cảm biến điện dung bao gồm các điện cực cách điện và một hộp kim loại hình trụ chứa đầy môi trường đo. Khi mực vật liệu tăng lên, điện dung thay đổi theo chiều cao vật liệu vì hằng số điện môi của vật liệu không dẫn điện thấp hơn đáng kể so với không khí. Mạch mô-đun của cảm biến bao gồm một nguồn tham chiếu, điều chế độ rộng xung (PWM), bộ chuyển đổi, khuếch đại dòng điện không đổi, phản hồi và các bộ giới hạn dòng điện. Ưu điểm của việc sử dụng PWM để đo lường là tần số thấp, ít bị nhiễu tần số vô tuyến xung quanh, độ ổn định tốt, độ tuyến tính tốt và không bị trôi nhiệt đáng kể.

Cảm biến độ axit điện cực Antimon

Cảm biến độ axit điện cực Antimon là một thiết bị phân tích trực tuyến công nghiệp tích hợp phát hiện pH, tự động làm sạch và chuyển đổi tín hiệu điện. Đây là một hệ thống đo pH bao gồm một điện cực Antimon và một điện cực tham chiếu. Trong dung dịch axit được đo, một lớp oxit antimon trioxide hình thành trên bề mặt điện cực antimon, tạo ra hiệu điện thế giữa bề mặt antimon kim loại và antimon trioxide. Độ lớn của hiệu điện thế này phụ thuộc vào nồng độ antimon trioxide, tương ứng với nồng độ ion hydro trong dung dịch axit. Nếu nồng độ antimon, antimon trioxide và dung dịch nước đều bằng 1, thế điện cực có thể được tính bằng công thức Nernst.

Mạch mô-đun bán dẫn trong cảm biến độ axit điện cực antimon bao gồm hai phần chính. Để đảm bảo an toàn khi vận hành tại hiện trường, nguồn điện sử dụng 24V AC để cấp nguồn cho thiết bị thứ cấp. Nguồn điện này, ngoài việc điều khiển động cơ làm sạch, còn cần được chuyển đổi thành điện áp DC tương ứng bằng bộ chuyển đổi dòng điện để mạch truyền dẫn sử dụng. Phần thứ hai là mạch cảm biến đo lường, khuếch đại tín hiệu tham chiếu và tín hiệu độ axit pH từ cảm biến và gửi chúng đến mạch điều chỉnh độ dốc và mạch điều chỉnh vị trí để giảm và điều chỉnh điện trở trong của tín hiệu. Tín hiệu pH khuếch đại được chồng lên tín hiệu bù nhiệt độ và sau đó được đưa vào mạch chuyển đổi. Cuối cùng, tín hiệu dòng điện không đổi 4-20mA tương ứng với giá trị pH được đưa ra thiết bị thứ cấp để hiển thị và kiểm soát pH.

Cảm biến nồng độ Axit, Kiềm và Muối xác định nồng độ bằng cách đo độ dẫn điện của dung dịch. Chúng có thể liên tục theo dõi nồng độ axit, kiềm và muối trong dung dịch nước trong các quy trình công nghiệp. Các cảm biến này chủ yếu được sử dụng trong xử lý nước cấp lò hơi, pha chế dung dịch hóa chất và các quy trình sản xuất công nghiệp bảo vệ môi trường.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến nồng độ axit, kiềm và muối như sau: trong một phạm vi nhất định, nồng độ của dung dịch axit hoặc kiềm tỷ lệ thuận với độ dẫn điện của nó. Do đó, bằng cách đo độ dẫn điện của dung dịch, có thể xác định được nồng độ axit hoặc kiềm. Khi dung dịch chảy vào một cell đo độ dẫn điện chuyên dụng, nếu bỏ qua độ phân cực điện cực và điện dung phân tán, nó có thể tương đương với một điện trở thuần. Khi một dòng điện xoay chiều điện áp không đổi chạy qua, dòng điện đầu ra có mối quan hệ tuyến tính với độ dẫn điện, mà độ dẫn điện này lại tỷ lệ thuận với nồng độ axit hoặc kiềm trong dung dịch. Do đó, bằng cách đo dòng điện trong dung dịch, nồng độ axit, bazơ và muối có thể được tính toán.

Cảm biến nồng độ axit, bazơ và muối chủ yếu bao gồm một cell đo độ dẫn điện, một mô-đun điện tử, một đầu hiển thị và một vỏ. Mạch mô-đun điện tử bao gồm một nguồn điện kích thích, một cell đo độ dẫn điện, một bộ khuếch đại độ dẫn điện, một bộ chỉnh lưu nhạy pha, một bộ giải điều chế, bộ bù nhiệt độ, bảo vệ quá tải và các bộ chuyển đổi dòng điện.

Độ dẫn điện là một thiết bị đo quy trình (cảm biến tích hợp) gián tiếp đo nồng độ ion bằng cách đo giá trị độ dẫn điện của dung dịch. Nó có thể liên tục theo dõi độ dẫn điện của dung dịch nước trong các quy trình công nghiệp trực tuyến.

Vì dung dịch điện phân là chất dẫn điện tốt, giống như các chất dẫn điện kim loại, nên có điện trở khi dòng điện chạy qua chúng và nó tuân theo định luật Ohm. Tuy nhiên, đặc tính nhiệt độ của điện trở chất lỏng ngược với đặc tính nhiệt độ của các chất dẫn điện kim loại, thể hiện đặc tính nhiệt độ âm. Để phân biệt với các chất dẫn điện kim loại, độ dẫn điện của dung dịch điện phân được biểu thị bằng độ dẫn điện (nghịch đảo của điện trở) hoặc độ dẫn điện (nghịch đảo của điện trở suất). Khi hai điện cực cách điện lẫn nhau tạo thành một cell đo độ dẫn điện, nếu dung dịch cần đo được đặt giữa chúng và một dòng điện xoay chiều có điện áp không đổi được đặt vào, một vòng dòng điện sẽ được hình thành. Nếu điện áp và kích thước điện cực cố định, sẽ tồn tại một mối quan hệ chức năng nhất định giữa dòng điện vòng và độ dẫn điện. Do đó, bằng cách đo dòng điện chạy qua dung dịch, độ dẫn điện của dung dịch có thể được xác định. Cấu trúc và mạch của cảm biến độ dẫn điện giống như của các cảm biến nồng độ axit, kiềm và muối.

Cảm biến công suất tần số thay đổi: Cảm biến công suất tần số thay đổi lấy mẫu tín hiệu điện áp và dòng điện đầu vào qua AC. Các giá trị lấy mẫu sau đó được truyền đến một thiết bị đo thứ cấp đầu vào kỹ thuật số thông qua cáp, sợi quang hoặc các hệ thống truyền dẫn khác. Thiết bị đo thứ cấp đầu vào kỹ thuật số xử lý các giá trị điện áp và dòng điện lấy mẫu để thu được các thông số như điện áp RMS, dòng điện RMS, điện áp cơ bản, dòng điện cơ bản, điện áp hài, dòng điện hài, công suất tác dụng, công suất cơ bản và công suất hài.

Cảm biến – Thiết bị Sensor