Cảm biến từ là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các ứng dụng

Ngày nay, các loại cảm biến là thiết bị được sử dụng rất rộng rãi trong đời sống và sản xuất. Trong đó, cảm biến từ là một trong những loại cảm biến được sử dụng khá phổ biến trong các lĩnh vực công nghiệp, truyền thông và tiêu dùng. Vậy cảm biến từ là gì? Cấu tạo cảm biến từ như thế nào? Nguyên lý cảm biến từ ra sao và các ứng dụng cảm biến từ trong thực tế là gì? Hãy tìm hiểu trong bài viết sau đây của Bảo An Automation. 

- Cảm biến từ là gì? Cảm biến từ (tên tiếng Anh là Inductive sensor), là một loại cảm biến thuộc nhóm cảm biến tiệm cận. Cảm biến từ hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, chúng có khả năng phát hiện ra vật thể mạng từ tính ở khoảng cách gần (từ vài mm đến vài chục mm) mà không cần phải tiếp xúc.

- Cảm biến từ sẽ tạo ra một từ trường xung quanh nó. Khi đó, nếu có bất kỳ vật thể kim loại nào xuất hiện ở gần khu vực đó thì cảm biến từ sẽ phát hiện ra vật đó qua từ trường, sau đó đưa tín hiệu báo về trung tâm.

 

Để hiểu rõ thêm về cảm biến từ là gì? Mời bạn tham khảo hình ảnh cũng như thông số kỹ thuật của sản phẩm Cảm biến từ AUTONICS PSNT17-5DC 12-24VDC, NC, 5mm hiện đang được phân phối ở Bảo An tại đây. 

Cấu tạo cảm biến từ về cơ bản sẽ bao gồm 3 bộ phận chính là: cuộn cảm, bộ cảm ứng và xử lý tín hiệu và ngõ ra điều khiển. Cụ thể như sau:

- Cuộn cảm: Bộ phận này trong cấu tạo cảm biến từ là bộ phận cho phép dòng điện chạy qua, cuộn cảm được ghép nối song song với tụ để tạo thành một mạch cộng hưởng.

- Bộ cảm ứng và xử lý tín hiệu: Các thông tin được thu nhận và xử lý để rút ra tham số định tính hoặc định lượng nhằm phục vụ các nhu cầu nghiên cứu khoa học kỹ thuật của người dùng.

- Ngõ ra điều khiển: Bộ phận này trong cấu tạo cảm biến từ là bộ phận giám sát và điều khiển các quá trình diễn ra.

Nguyên lý cảm biến từ khá đơn giản như sau:

- Khi cảm biến được cấp nguồn điện, dòng điện sẽ đi qua cuộn cảm và sẽ tạo ra một từ trường. Từ trường này giúp phát hiện các vật thể kim loại xung quanh bằng cách tương tác với chúng trong phạm vi cho phép. Tuy nhiên, đối với các vật liệu khác như chất lỏng hoặc bụi bẩn thì sẽ không tương tác với từ trường. Do đó, cảm biến từ hoạt động rất hiệu quả trong các môi trường khắc nghiệt hoặc môi trường có nhiều bụi bẩn và ẩm ướt.

- Một đặc điểm quan trọng của cảm biến từ là từ trường mạnh hay yếu phụ thuộc vào kích thước và thiết diện của cuộn cảm. Khi cảm biến từ có kích thước, từ trường sinh ra sẽ mạnh hơn và ngược lại. Điều này sẽ dẫn đến diện tích mà từ trường phát hiện được vật thể cũng sẽ lớn hơn, đảm bảo hoạt động của cảm biến từ được cải thiện.

Cảm biến từ có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau. Dưới đây là một số cách phân loại chính:

- Cảm biến từ Hall: Sử dụng hiệu ứng Hall để phát hiện từ trường. Thường được dùng trong các ứng dụng đo lường và điều khiển.

 

- Cảm biến từ Reed: Dùng hai tiếp điểm kim loại, mở hoặc đóng mạch khi có từ trường. Thích hợp cho các ứng dụng an ninh và báo động.

 

- Cảm biến từ ngõ ra tín hiệu analog: Cung cấp đầu ra điện áp liên tục tương ứng với cường độ từ trường.
- Cảm biến từ ngõ ra tín hiệu digital: Chỉ có hai trạng thái (bật/tắt), thường được sử dụng trong các ứng dụng đơn giản như báo động.

- Cảm biến an ninh: Dùng để phát hiện cửa mở hoặc đóng trong các hệ thống báo động.
- Cảm biến vị trí: Sử dụng trong máy móc để theo dõi vị trí của các bộ phận di chuyển.
- Cảm biến giao thông: Phát hiện sự hiện diện của xe cộ trên các con đường hoặc trong bãi đỗ xe.

- Cảm biến từ đơn giản: Gồm các linh kiện cơ bản, thường dễ dàng lắp đặt.
- Cảm biến từ tích hợp: Có thể tích hợp nhiều chức năng hơn, như xử lý tín hiệu và giao tiếp với các thiết bị khác.

- Cảm biến từ trường tĩnh: Phát hiện từ trường không thay đổi theo thời gian.
- Cảm biến từ trường động: Phát hiện sự thay đổi hoặc biến đổi của từ trường theo thời gian.

Qua các phần trên, Bảo An đã giúp bạn hiểu được về cảm biến từ là gì? Cấu tạo cảm biến từ và nguyên lý cảm biến từ cũng như các loại cảm biến từ phổ biến. Vậy ứng dụng cảm biến từ trong thực tế là gì? Hãy cùng tìm hiểu trong bài viết dưới đây. 

Cảm biến từ có nhiều ứng dụng trong đời sống và công nghiệp. Dưới đây là các ứng dụng cảm biến từ:
a. Ứng dụng cảm biến từ trong hệ thống an ninh
- Phát hiện cửa mở: Cảm biến từ được sử dụng để bảo vệ nhà cửa bằng cách phát hiện khi cửa hoặc cửa sổ bị mở.
- Báo động: Khi có sự xâm nhập, cảm biến sẽ gửi tín hiệu đến hệ thống báo động để cảnh báo.
b. Ứng dụng cảm biến từ trong điều khiển tự động
- Theo dõi vị trí: Trong các máy móc tự động, cảm biến từ giúp theo dõi vị trí của các bộ phận di chuyển, đảm bảo hoạt động chính xác.
- Cảm biến trong thang máy: Được sử dụng để xác định vị trí của cabin thang máy.
c. Ứng dụng cảm biến từ trong giao thông vận tải
- Phát hiện xe cộ: Cảm biến từ được sử dụng để phát hiện sự hiện diện của xe trên đường, giúp điều phối giao thông và quản lý bãi đỗ xe.
- Hệ thống đèn giao thông thông minh: Điều chỉnh đèn tín hiệu dựa trên lưu lượng giao thông.
d. Ứng dụng cảm biến từ trong các thiết bị điện tử
- Cảm biến vị trí: Trong các thiết bị như smartphone, cảm biến từ giúp xác định hướng và vị trí của thiết bị.
- Cảm biến trong máy tính: Được sử dụng để phát hiện vị trí của các linh kiện.
f. Ứng dụng cảm biến từ trong công nghiệp
- Ứng dụng trong lĩnh vực tự động hóa: Sử dụng trong các dây chuyền sản xuất để theo dõi và kiểm soát các quá trình sản xuất.
- Ứng dụng trong việc kiểm soát chất lượng: Phát hiện các sản phẩm bị lỗi trong dây chuyền sản xuất.

 

Kết luận: Qua bài viết trên, Bảo An đã giúp bạn hiểu được về cảm biến từ là gì? Cũng như đưa đến cho các bạn các kiến thức hữu ích về cảm biến từ. Hy vọng các kiến thức trong bài viết này sẽ giúp ích cho công việc của bạn.