Cảm Biến Khoảng Cách Là Gì? Phân Loại Và Nguyên Lý Hoạt Động

Cảm biến khoảng cách là gì?
Cảm biến khoảng cách hay còn được gọi với tên cảm biến li độ, là thiết bị điện tử giúp xác định khoảng cách từ vị trí của điểm xét đến vật thể. Ngoài ra, loại cảm biến này còn được sử dụng để xác định mức hóa chất trong các loại bình chứa và các ứng dụng khác trong lĩnh vực công nghiệp, sản xuất.

Phân loại các loại cảm biến khoảng cách
Thông thường cảm biến khoảng cách có thể chia thành các dòng như sau:

• Cảm biến tiệm cận đo khoảng cách. 
• Loại cảm biến laser đo khoảng cách.
• Cảm biến dùng hệ thống sóng siêu âm.
• Cảm biến từ đo khoảng cách
• Nguyên lý hoạt động của từng loại cảm biến khoảng cách
• Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận
• Cảm biến tiệm cận biến đổi các tín hiệu chuyển động hoặc lặp lại thành tín hiệu điện, đo khoảng cách bằng cách tạo một từ trường phía trước cảm biến. Loại cảm biến này cho hiệu quả đo chính xác cao, tuy nhiên chỉ phát hiện vật với khoảng cách rất ngắn, tính bằng đơn vị milimet.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến Laser
Cảm biến Laser là một trong những thiết bị phổ biến nhất khi dùng để đo khoảng cách. Sử dụng quá trình thu phát tia laser với nguyên lý phát xạ cảm ứng, thiết bị có thể hoạt động chính xác cao với phạm vi đo rộng. Do vậy mà chúng được ứng dụng trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến siêu âm
Cảm biến siêu âm đo khoảng cách dựa trên nguyên lý phát ra chùm sóng siêu âm đến vật phản xạ về cảm biến. Đây cũng là thiết bị hoạt động cho kết quả có độ chính xác rất cao. Với rất nhiều ứng dụng, cảm biến siêu âm được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến Encoder 
Cảm biến Encoder hoạt động trên nguyên lý đĩa quay quanh trục, trên đĩa có các rãnh để tín hiệu quang chiếu qua đĩa, giúp xử lý các chuyển động và chuyển thành các tín hiệu điện. Tuy không được sử dụng phổ biến như các loại cảm biến đo khoảng cách khác vì giá thành và ứng dụng không được rộng rãi, nhưng cảm biến Encoder lại thích hợp cho 1 số ứng dụng đặc thù trong ngành công nghiệp nặng.

Tín hiệu ngõ ra của cảm biến khoảng cách 
Các loại cảm biến đo khoảng cách thường có tín hiệu ngõ ra dạng analog dùng loại dòng điện 4-20ma, 0-20ma hay tín hiệu điện áp 0-5V, 0-10V (tín hiệu liên tục có đồ thị biểu diễn là một đường liên tục như đường hình sin, cos hoặc đường cong lên xuống bất kỳ), NPN hoặc PNP (dạng tín hiệu kích âm,nghĩa là không có tác động thì ngõ ra ở mức 1 bằng nguồn, còn có tác động thì ngõ ra ở mức 0 V, rơle…

Trong đó tín hiệu ngõ ra dạng analog 4-20mA là phổ biến nhất do tín hiệu ít nhiễu hơn, truyền đi được xa hơn khi sử dụng bộ chuyển đổi tín hiệu, khuếch đại tín hiệu.Tùy theo nhu cầu điều khiển giám sát mà người dùng có thể lựa chọn loại ngõ ra cho phù hợp. 

Đặt điểm sai số của cảm biến khoảng cách
Các thiết bị cảm biến khác nhau sẽ có mức sai số khác nhau và tương ứng với mục đích sử dụng. Trị số này còn tùy thuộc vào thang đo, nguyên lý sử dụng tương ứng. Thông thường sai số của thiết bị được ghi cụ thể trên bảng thông số của sản phẩm.

Ví dụ với cảm biến laser, mức sai số tính theo đơn vị centimet. Cảm biến tiệm cận với khả năng đo cự li ngắn, sai số sẽ tính theo đơn vị milimet.

Phạm vi đo của cảm biến khoảng cách?
Tương tự với yếu tố sai số, các cảm biến khoảng cách khác nhau cũng sẽ có giới hạn đo khác nhau. Cảm biến laser là thiết bị có thể xác định khoảng cách lớn nhất, cho khả năng đo lên đến 3000m.

Do đó, khi chọn sản phẩm phù hợp, bạn cần tìm hiểu và hiểu về khả năng xác định khoảng cách. Từ đó, biết cách chọn sản phẩm hiệu quả và phù hợp nhu cầu dùng.