Phân biệt Cảm biến chuyển động, Cảm biến vị trí và Cảm biến tiệm cận

Đôi khi chúng ta lầm lẫn giữa 3 loại cảm biến này. Bài này sẽ giúp chúng ta hiểu và phân biệt rõ ràng về chúng. Nhờ đó, việc ứng dụng chúng sẽ dễ dàng hơn.

Ngày nay, cảm biến đã trở thành một phần không thể thiếu trong các ứng dụng của đời sống, đặt biệt là trong các ứng dụng cho các thiết bị thông minh smart things, nhà thông minh smart home, IoT, IIOT, .... Không cần bất kỳ nỗ lực nào, con người có thể vận hành các thiết bị bằng cử chỉ và các thiết bị khác. Cảm biến là thành phần rất quan trọng của bất kỳ hệ thống đo lường nào. Trong bài viết này, chúng ta xem xét, phân tích để có thể phân biệt một cách rõ ràng giữa cảm biến chuyển động cũng có thể được gọi là IR, cảm biến vị trí còn được gọi là cảm biến siêu âm và cảm biến tiệm cận. Mỗi cảm biến được thảo luận chi tiết và sự khác biệt của chúng cũng vậy.
 

Cảm biến chuyển động Motion sensor

Ở đây cảm biến chuyển động còn được gọi là cảm biến hồng ngoại. Nó là một thiết bị điện tử, phát ra để cảm ứng một số khía cạnh đang xảy ra xung quanh. Một cảm biến hồng ngoại sẽ không chỉ đo nhiệt của vật thể mà còn phát hiện chuyển động. Các cảm biến này đo bức xạ hồng ngoại, thay vì phát ra nó, vì vậy nó được gọi là cảm biến hồng ngoại thụ động. Nói chung, phổ hồng ngoại sẽ phát ra một số dạng bức xạ nhiệt không nhìn thấy được bằng mắt của chúng ta và có thể được cảm biến hồng ngoại phát hiện.

Cảm biến hồng ngoại IR Sensor

Bộ phát chỉ đơn giản là Diode phát sáng hồng ngoại (LED) và bộ phát hiện là một điốt quang IR sẽ nhạy với ánh sáng hồng ngoại có cùng bước sóng như được phát ra bởi IR LED.
Khoảnh khắc ánh sáng hồng ngoại rơi vào photodiode các điện áp đầu ra và điện trở này, thay đổi tỷ lệ với cường độ của ánh sáng IR nhận được.
 

Cảm biến vị trí Position sensor

Các cảm biến vị trí đóng một vai trò quan trọng trong các hệ thống khác nhau. Cho dù đó là, xe ô tô, tàu cao tốc có đường cong tròn, hệ thống máy bay fly-by-wire, máy đóng gói, thiết bị y tế, máy ép phun, v.v. Cảm biến được sử dụng để đo áp suất được gọi là cảm biến áp suất pressure sensors.
 

Nguyên lý làm việc của cảm biến PIR

Những cảm biến vị trí này về cơ bản đo khoảng cách di chuyển của cơ thể bằng cách định vị điểm bắt đầu như một vị trí tham chiếu. Nó giống như cách cơ thể di chuyển từ vị trí ban đầu hoặc tham chiếu của nó được cảm nhận bởi các cảm biến vị trí và mỗi khi thông thường đầu ra được đưa trở lại hệ thống điều khiển sẽ đưa ra hành động thích hợp. Chuyển động của cơ thể có thể là đường cong hoặc đường thẳng; theo đó, cảm biến vị trí được gọi là cảm biến vị trí góc hoặc cảm biến vị trí tuyến tính.

Các loại khác nhau

- Cảm biến vị trí dựa trên điện trở hoặc điện thế
- Cảm biến vị trí điện dung
- Viến áp vi sai biến đổi tuyến tính (Linear Voltage Differential Transformers)
- Cảm biến vị trí tuyến tính Magnetostrictive
- Cảm biến cảm ứng từ trường (Eddy Current based position Sensor)
- Cảm biến vị trí từ dựa trên hiệu ứng Hall
- Cảm biến vị trí sợi quang
- Cảm biến vị trí quang
 

Cảm biến tiệm cận Proximity sensors

Cảm biến tiệm cận về cơ bản phát hiện sự hiện diện của các vật thể mà không cần tiếp xúc vật lý. Một cảm biến tiệm cận phát hiện các đối tượng khi các đối tượng tiếp cận trong phạm vi phát hiện và ranh giới của cảm biến. Cảm biến tiệm cận bao gồm tất cả các cảm biến thực hiện phát hiện không tiếp xúc trong phạm vi cảm ứng với các cảm biến như công tắc giới hạn phát hiện đối tượng bằng cách tiếp xúc vật lý với chúng. Cảm biến tiệm cận được sử dụng trong các khía cạnh khác nhau của sản xuất để phát hiện cách tiếp cận của các vật thể phi tinh thần và kim loại. Cảm biến tiệm cận quy nạp là gì?
 

Cảm biến tiệm cận cảm ứng là gì?

Nó là một cảm biến tiệm cận điện tử, có đặc tính phát hiện các vật kim loại mà không chạm vào chúng. Nguyên lý liên quan đến cảm biến tiệm cận điện cảm là nó dựa trên một cuộn dây và bộ dao động tần số cao tạo ra một trường trong vùng kín bao quanh bề mặt cảm biến.
 

Cảm biến tiệm cận cảm ứng

Khoảng cách hoạt động của cảm biến này phụ thuộc vào kích thước cuộn dây và hình dạng, vật liệu và kích thước của mục tiêu.
 

Cấu tạo và phương thức hoạt động

Các thành phần chính là:
- Dao động Oscillator (chỉ báo trung bình động)
- Detector
- Cuộn coil
- Mạch đầu ra

Cuộn dây tạo ra từ trường tần số rất cao ở phía trước mặt, khi mục tiêu kim loại đi vào từ trường này và nó hấp thụ một phần năng lượng. Từ trường dao động này bị ảnh hưởng. Sự giảm hoặc tăng của dao động như vậy được xác định bởi một mạch ngưỡng. Nó thay đổi đầu ra của cảm biến.
   

Ưu điểm

- Cảm biến tiệm cận cảm ứng rất chính xác khi so sánh với các công nghệ khác.
- Nó sẽ hoạt động trong môi trường rất khắc nghiệt.
- Có tốc độ chuyển mạch rất cao.
- Phạm vi cảm biến là hơn 6 cm.
 

Nhược điểm

- Nó có giới hạn phạm vi hoạt động.
- Nó sẽ chỉ phát hiện mục tiêu kim loại.
 

Các ứng dụng

- Nó phát hiện kim loại
- Phát hiện các chủ thể của các quy trình công nghiệp tự động
 

Bảng so sánh giữa Cảm biến chuyển động (Motion sensors), Cảm biến vị trí (Position sensors) và Cảm biến tiệm cận (Proximity sensors)

Stt		Cảm biến chuyển động Motion sensor	Cảm biến vị trí Position sensor	Cảm biến tiệm cận Proximity sensor
1		Cảm biến chuyển động còn được gọi là cảm biến hồng ngoại IR sensor	Cảm biến vị trí còn được gọi là cảm biến hồng ngoại thụ động Passive IR sensor	Cảm biến tiệm cận được gọi bằng nhiều tên khác nhau
2	Cấu tạo
3	Phân loại	1. Cảm biến hồng ngoại chủ động (Active infrared sensor)    - Cảm biến phản xạ (Reflectance Sensors)    - Cảm biến chùm tia (Break Beam Sensors) 2. Cảm biến hồng ngoại bị động (Passive Infrared sensor)    - Can nhiệt (Thermocouple-Thermopile)    - Loại bên trong (Extrinsic type)    - Loại bên ngoài (Intrinsic type) 1. Quang điện (Photovoltaic) 2. Quang dẫn (Photoconductive)    - Pyroelectric detector    - Bolometer	- Cảm biến rung (Vibration) - Loại phản xạ vùng (Area Reflective Type) - Vi sóng (Microwave) - Siêu âm (Ultrasonic) - Cảm biến chuyển động công nghệ kép (Dual Technology Motion Sensors) - Cảm biến dịch chuyển điện dung (Capacitive displacement sensor) - Laser ranger finder - Photocell - Radar - Sonar - Phản xạ bức xạ ion hóa (Reflecting of ionizing radiation)	- Điện dung (Capacitive)   - Từ trường (Magnetic) - Hiệu ứng Doppler effect - Dòng Eddy-current - Cảm biến dịch chuyển điện dung (Capacitive displacement sensor). - Laser .rangefinder. - Quang thụ động (Passive optical) - Cảm ứng (Inductive)
4	Ứng dụng	* Thiết bị chiếu sáng * Bảo anh    - Nhiệt (Thermography)    - Nhìn đêm (Night vision)    - Truyền thông (Communications)    - Hình ảnh siêu âm (Hyperspectral imaging)    - Theo dõi (Tracking)    - Sưởi (Heating)    - Hình ảnh khác (Other imaging)    - Khí hậu học (Climatology)    - Khí tượng học (Meteorology)    - Quang phổ (Spectroscopy)    - Gây hại sức khỏe (Health hazard)    - Thiên văn (Astronomy)    - Vệ sinh hồng ngoại (Infrared cleaning)    - Đo lường màng mỏng (Thin film metrology)    - Photobiomodulation    - Bảo tồn và phân tích nghệ thuật (Art conservation and analysis)    - Hệ thống sinh học (Biological systems) * Dân dụng và các ứng dụng khác (Household or other appliances)	- Ti vi (Television sets)   - VCRs - DVD - Ứng dụng trong cá tiệm tạp hóa (Doorways in grocery stores, grocery stores) - Mục đích quân sự như tìm kiếm tia laser, tên lửa tìm nhiệt và tầm nhìn ban đêm (Military purposes such as laser range-finding, heat-seeking missiles and night vision)	- Đo vị trí (Position Measurement) - Đồng hồ đo không khí (Air Gauging) - Phát hiện chuyển độntg (Detecting Dynamic Motion) - Miếng đệm cảm ứng (Touch pads) - Tốc độ (Speeding) - Kiểm tra dây chuyền nhà máy (Assembly Testing) - Hệ thống cảnh báo chạm đất (Ground Proximity Warning System) - Các hệ thống khác (Differential Systems)

Sự khác biệt giữa cảm biến chuyển động, cảm biến vị trí và cảm biến tiệm cận được giải thích trong bài viết và hy vọng rằng chức năng cơ bản của ba cảm biến này được hiểu rõ, ví dụ như sơ đồ mạch cơ bản, nguyên lý làm việc, ưu điểm, nhược điểm, ứng dụng. Nếu có bất kỳ điều gì chưa rõ ràng hoặc để thực hiện các dự án dựa trên cảm biến, vui lòng hỏi về bất kỳ cảm biến nào trong số này. Đây là một câu hỏi cho bạn, chức năng của một cảm biến là gì?
 

(Công ty TNHH Anh Ty - Www.DienElectric.com theo elprocus.com)