Một phần của MỘT
1. Việc phát hiện được thực hiện thông qua một phương pháp vật lý nhất định, phân biệt số lượng thông số đo được thuộc một phạm vi nhất định, để xác định xem các thông số đo được có đạt tiêu chuẩn hay không, hoặc liệu số lượng thông số đó có tồn tại hay không. Quá trình so sánh đại lượng chưa biết được đo với đại lượng chuẩn cùng loại, xác định bội số của đại lượng chuẩn được đo bởi nhóm đo, và biểu thị bội số này bằng số.
Trong lĩnh vực tự động hóa và phát hiện, nhiệm vụ phát hiện không chỉ là kiểm tra và đo lường thành phẩm hoặc bán thành phẩm, mà còn là kiểm tra, giám sát và điều khiển quy trình sản xuất hoặc vật thể chuyển động để đảm bảo chúng ở trạng thái tốt nhất theo lựa chọn của con người. Việc phát hiện và đo lường kích thước và sự thay đổi của các thông số khác nhau bất cứ lúc nào là cần thiết. Công nghệ phát hiện và đo lường thời gian thực quy trình sản xuất và vật thể chuyển động này còn được gọi là công nghệ kiểm tra kỹ thuật.
Có hai loại phép đo: phép đo trực tiếp và phép đo gián tiếp.
Đo trực tiếp là đo giá trị hiển thị trên đồng hồ mà không cần tính toán, ví dụ: dùng nhiệt kế để đo nhiệt độ, dùng đồng hồ vạn năng để đo điện áp.
Đo gián tiếp là phương pháp đo nhiều đại lượng vật lý có mối quan hệ với nhau, và tính toán giá trị đo được thông qua mối quan hệ hàm số. Ví dụ, công suất P có mối quan hệ với điện áp V và dòng điện I, tức là P=VI, và công suất được tính bằng cách đo điện áp và dòng điện.
Phương pháp đo trực tiếp đơn giản và tiện lợi, thường được sử dụng trong thực tế. Tuy nhiên, trong trường hợp không thể đo trực tiếp, đo trực tiếp bất tiện hoặc sai số đo trực tiếp lớn, có thể sử dụng phương pháp đo gián tiếp.
Khái niệm về cảm biến quang điện và cảm biến
Chức năng của cảm biến là chuyển đổi đại lượng phi điện thành đại lượng điện đầu ra có mối quan hệ tương ứng xác định, về cơ bản là giao diện giữa hệ thống đại lượng phi điện và hệ thống đại lượng điện. Trong quá trình phát hiện và điều khiển, cảm biến là thiết bị chuyển đổi thiết yếu. Xét về mặt năng lượng, cảm biến có thể được chia thành hai loại: một là cảm biến điều khiển năng lượng, còn được gọi là cảm biến chủ động; loại kia là cảm biến chuyển đổi năng lượng, còn được gọi là cảm biến thụ động. Cảm biến điều khiển năng lượng là loại cảm biến sẽ chuyển đổi sự thay đổi các thông số điện (như điện trở, điện dung) được đo thành sự thay đổi thông số điện, cảm biến này cần thêm nguồn điện kích thích để có thể chuyển đổi sự thay đổi thông số đo được thành sự thay đổi điện áp, dòng điện. Cảm biến chuyển đổi năng lượng có thể trực tiếp chuyển đổi sự thay đổi được đo thành sự thay đổi điện áp và dòng điện mà không cần nguồn kích thích bên ngoài.
Trong nhiều trường hợp, đại lượng phi điện cần đo không phải là loại đại lượng phi điện mà cảm biến có thể chuyển đổi, điều này đòi hỏi phải thêm một thiết bị phía trước cảm biến có khả năng chuyển đổi đại lượng phi điện đo được thành đại lượng phi điện mà cảm biến có thể tiếp nhận và chuyển đổi. Linh kiện hoặc thiết bị có thể chuyển đổi đại lượng phi điện đo được thành điện năng khả dụng chính là cảm biến. Ví dụ, khi đo điện áp bằng cảm biến biến dạng điện trở, cần phải gắn cảm biến biến dạng vào phần tử đàn hồi của khối chịu lực, phần tử đàn hồi chuyển đổi lực thành lực biến dạng, và cảm biến biến dạng chuyển đổi lực biến dạng thành sự thay đổi điện trở. Ở đây, cảm biến biến dạng là bộ phận cảm biến, và phần tử đàn hồi cũng là bộ phận cảm biến. Cả cảm biến và bộ phận cảm biến đều có thể chuyển đổi đại lượng phi điện đo được bất cứ lúc nào, nhưng bộ phận cảm biến chuyển đổi đại lượng phi điện đo được thành điện năng khả dụng, còn bộ phận cảm biến chuyển đổi đại lượng phi điện đo được thành điện năng.
2, cảm biến quang điệnNó hoạt động dựa trên hiệu ứng quang điện, chuyển đổi tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện, được sử dụng rộng rãi trong điều khiển tự động, hàng không vũ trụ, phát thanh truyền hình và các lĩnh vực khác.
Các cảm biến quang điện chủ yếu bao gồm điốt quang, bóng bán dẫn quang, điện trở quang, Cd, bộ ghép quang, cảm biến quang điện kế thừa, tế bào quang điện và cảm biến hình ảnh. Bảng các loại chính được thể hiện trong hình dưới đây. Trong ứng dụng thực tế, cần phải lựa chọn cảm biến phù hợp để đạt được hiệu quả mong muốn. Nguyên tắc lựa chọn chung là:phát hiện quang điện tốc độ caoĐối với mạch điện, máy đo độ rọi có phạm vi đo rộng, cảm biến laser tốc độ cực cao nên chọn điốt quang; Cảm biến quang điện xung đơn giản vài nghìn Hertz và công tắc quang điện xung tốc độ thấp trong mạch đơn giản nên chọn transistor quang; Mặc dù tốc độ phản hồi chậm, cảm biến cầu điện trở có hiệu suất tốt và cảm biến quang điện có đặc tính điện trở, cảm biến quang điện trong mạch chiếu sáng tự động của đèn đường, và điện trở biến đổi tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng nên chọn các phần tử quang nhạy Cds và Pbs; Bộ mã hóa quay, cảm biến tốc độ và cảm biến laser tốc độ cực cao nên tích hợp cảm biến quang điện.
Ví dụ về loại cảm biến quang điện.
Mối nối PNĐiốt quang PN(Si, Ge, GaAs)
Điốt quang PIN (vật liệu Si)
Điốt quang thác lũ(Si, Ge)
Transistor quang (ống Darlington quang) (vật liệu Si)
Cảm biến quang điện tích hợp và thyristor quang điện (vật liệu Si)
Pin quang điện không phải loại pn (vật liệu sử dụng CdS, CdSe, Se, PbS)
Các linh kiện nhiệt điện (vật liệu sử dụng (PZT, LiTaO3, PbTiO3))
Ống điện tử, ống quang điện, ống máy ảnh, ống nhân quang.
Các cảm biến nhạy màu khác (vật liệu Si, α-Si)
Cảm biến hình ảnh rắn (vật liệu Si, loại CCD, loại MOS, loại CPD)
Bộ phận cảm biến vị trí (PSD) (vật liệu Si)
Tế bào quang điện (Điốt quang) (Vật liệu silicon)
Thời gian đăng bài: 18/07/2023