English
Cảm biến từ trường có nhiều ứng dụng thực tế như lắp trên phần nắp của nhiều sản phẩm, phát hiện phần mũi khoan bị gãy trên máy móc gia công CNC,.. Vậy cụ thể thì thiết bị cảm biến từ trường có cấu tạo như thế nào, nguyên lý hoạt động, phân loại và ứng dụng của thiết bị cảm biến này ra sao? Chúng ta sẽ cùng thảo luận để tìm hiểu về cảm biến từ trường là gì chi tiết trong bài viết dưới đây, mời các bạn cùng theo dõi!
Nội dung chính
Cảm biến từ trường là gì?
Thiết bị cảm biến từ trường (Inductive Sensor) được phân vào nhóm những thiết bị cảm biến tiệm cận từ (Proximity Sensor). Với mục đích sử dụng là để nhận biết được những nhiễu loạn, những sự thay đổi trong từ trường như là hướng, cường độ, từ thông. Ở một khoảng cách nhất định chúng sẽ có thể phát hiện được các vật mang từ tính (kim loại).
Hiện nay nhắc đến thiết bị cảm biến sẽ có thể phân loại thành 2 nhóm chính là những cảm biến sử dụng để tính tổng từ trường và nhóm cảm biến sử dụng để tính toán các thành phần vector có trong từ trường. Với sản phẩm cảm biến tính các thành phần vector thì cần sử dụng những kỹ thuật liên quan đến hỗn hợp điện tử, vật lý.
Cấu tạo
Bên trong cảm biến từ trường sẽ có cấu tạo gồm các phần chính như:
- Cuộn cảm: phần được sử dụng để dẫn truyền dòng điện 1 chiều. Chúng có thể được ghép nối tiếp hay ghép song song với tụ để tạo ra được 1 mạch cộng hưởng.
- Bộ cảm ứng và xử lý tín hiệu: ở bộ phận này thì những thông tin sẽ được xử lý để rút ra được một tham số định tính hoặc là định lượng nhằm mục đích phục vụ những nhu cầu nghiên cứu trong khoa học kỹ thuật.
- Phần ngõ ra điều khiển: thực hiện công tác giám sát và điều khiển toàn bộ các quá trình diễn ra.
Đặc điểm nổi bật
Sở dĩ các thiết bị cảm biến từ trường được sử dụng rộng rãi trong đời sống hiện nay là vì chúng có rất nhiều ưu điểm nổi bật như là:
- Có thể hoạt động được trong những điều kiện môi trường khác nhau, kể cả những điều kiện khắc nghiệt nhất.
- Nếu so sánh với những thiết bị cảm biến khác thì cảm biến này có tuổi thọ kéo dài lâu hơn, người dùng có thể sử dụng được trong thời gian dài.
- Với cấu tạo khá đơn giản nên dễ lắp đặt và sử dụng.
- Mức chi phí sử dụng khá rẻ.
Nguyên lý hoạt động
Cách thức mà thiết bị cảm biến từ trường hoạt động khá đơn giản, không quá phức tạp. Chúng sau khi được cấp nguồn sẽ có dòng điện đi qua mạch chứa cuộn cảm trong cảm biến tạo nên một từ trường ở đầu dò cảm biển. Khi mà có vật thể kim loại nằm trong khu vực phát hiện của từ trường này sẽ khiến cho từ trường của cảm biến bị thay đổi. Lập tức khi ấy cảm biến sẽ gửi tín hiệu thông báo về phía bộ phận hệ thống điều khiển để từ đó nhận biết đã phát hiện ra vật thể.
Với các cảm biến có kích thước lớn, thiết diện lớn thì phần từ trường phát ra sẽ càng mạnh. Điều này đồng nghĩa với việc diện tích mà nó có thể nhận diện, phát hiện vật thể sẽ càng cao, nâng tính hiệu quả sử dụng.
Phân loại
Dựa vào những phá hiện từ tính khác nhau mà cảm biến từ trường có thể được phân loại thành 3 nhóm chính:
- Từ trường thấp: loại cảm biến này sẽ có thể phát hiện được những giá trị cực kỳ thấp của từ trường. Chúng thường dùng để phát hiện những vật liệu như là rước hạt nhân, SQUID, sợi quang,.. Dùng nhiều trong công nghệ hạt nhân, cách lĩnh vực y tế,..
- Cảm biến từ trường Trái Đất: loại cảm biến này sử dụng từ trường Trái Đất, với phạm vi từ tính từ 1uG – 10G. Thường dùng để phát hiện điều hướng, ứng dụng trong các phương tiện
- Cảm biến từ trường nam châm: thiết bị cảm biến từ trường này có thể cảm nhận được những giá trị từ trường lớn, khổng lồ với mức từ tính trên 10G. Thường dùng cho các ngành công nghiệp sử dụng nam châm vĩnh cữu, những thiết bị trong hội trường, cảm biến GMR, công tắc sậy,..
Ứng dụng
Dòng cảm biến này có nhiều ứng dụng trong đời sống hiện nay nhưng phổ biến nhất là trong công nghiệp lĩnh vực sản xuất, vệ tinh, đồ dùng điện tử gia dụng:
- Ứng dụng cảm biến dùng trong bếp điện từ.
- Sử dụng trong đèn huỳnh quang.
- Dùng trong những máy phát điện.
- Cảm biến từ trường áp dụng để vận hành những thiết bị y tế hiện đại: cấy ghép tế bào, chụp cộng hưởng từ, tăng nhiệt độ thân nhiệt cho bệnh nhân ung thư,..
- Sử dụng để phát hiện các sản phẩm, phân loại sản phẩm trong nhà máy.
- Ứng dụng trong những thiết bị máy CNC
Trên đây là những thông tin tổng quát về thiết bị cảm biến từ trường. Chắc hẳn qua đó bạn đã hiểu được hơn về thiết bị này là gì, những nguyên tắc hoạt động cũng như ứng dụng trong đời sống của chúng. Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết này cùng với CTISupply!