Cảm biến từ là gì? Cấu tạo, Phân loại và Ứng dụng

Cảm biến từ là gì

Có nhiều loại thiết bị cảm biến đã và đang được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống và sản xuất. Cảm biến từ là một trong những loại cảm biến phổ biến, được áp dụng trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp, truyền thông và tiêu dùng. Cảm biến từ là gì? Có bao nhiêu loại cảm biến từ và độ phổ biến của chúng ra sao. Cùng tìm hiểu sâu hơn về cảm biến từ trong bài viết này!

1. Khái niệm: Cảm biến từ là gì

Cảm biến từ là một loại cảm biến tiệm cận, hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Cảm biến này có khả năng phát hiện các vật thể mang tính từ tính ở khoảng cách gần, thường là từ vài mm đến vài chục mm, mà không cần tiếp xúc trực tiếp.

Cảm biến từ tạo ra một trường từ tính xung quanh nó. Khi có bất kỳ vật thể kim loại nào xuất hiện trong khu vực này, trường từ tính sẽ phát hiện nó và sau đó gửi tín hiệu báo cáo về trung tâm hoặc điểm quan sát tương ứng.

cam bien tu la gi 1
Cảm biến từ là gì

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến từ

2.1 Cấu tạo của cảm biến từ

Cảm biến từ có cấu tạo được chia thành: cuộn cảm, bộ cảm ứng và xử lý tín hiệu; ngõ ra điều khiển.

cam bien tu la gi 2
Cấu tạo của cảm biến từ

2.2 Nguyên lý hoạt động của cảm biến từ

Khi cung cấp nguồn điện, dòng điện sẽ chảy qua một mạch chứa cuộn cảm, và khi từ trường thay đổi xuyên qua cuộn cảm, hiện tượng này được sử dụng để phát hiện sự tương tác của các vật thể kim loại với từ trường.

Các chất phi kim loại, như chất lỏng hoặc bụi bẩn, sẽ không tương tác với từ trường. Vì vậy, cảm biến từ có thể hoạt động tốt trong môi trường có bụi hoặc trong điều kiện ẩm ướt.

Kích thước và thiết diện của cảm biến từ càng lớn, thì từ trường phát ra sẽ càng mạnh; điều này đồng nghĩa với việc cảm biến có khả năng phát hiện các vật thể lớn hơn, và hiệu suất của nó sẽ càng cao.

cam bien tu la gi 3
Nguyên lý hoạt động của cảm biến từ

3. Phân loại cảm biến từ

Cảm biến từ có thể được phân loại dựa trên các tiêu chí sau:

3.1 Theo hình dáng

Cảm biến từ hình trụ và hình hộp.

3.2 Theo cấu tạo

Cảm biến từ có bảo vệ (shielded): Loại này ít bị ảnh hưởng bởi môi trường xung quanh do từ trường tập trung chủ yếu phía trước mặt cảm biến. Tuy nhiên, điều này làm hạn chế phạm vi phát hiện vật thể chỉ trong vài milimet.

Cảm biến từ không có bảo vệ (unshielded): Loại này có khả năng phát hiện vật thể xa hơn vì không gian trước mặt cảm biến không bị che phủ. Tuy nhiên, nó dễ bị nhiễu bởi môi trường xung quanh, đặc biệt là khi có nhiều kim loại khác nhau trong khu vực.

cam bien tu la gi 4
Cảm biến từ có bảo vệ và không có bảo vệ

3.3 Theo sự phát hiện khác biệt của cảm biến từ tính

Cảm biến trường thấp: Loại này có khả năng phát hiện các giá trị từ trường rất thấp. Thường được ứng dụng trong các lĩnh vực đòi hỏi độ chính xác cao và sai số cực thấp như y tế và công nghệ hạt nhân.

Cảm biến từ trường Trái đất: Loại này sử dụng từ trường tự nhiên của Trái đất và thường được sử dụng trong phương tiện và ứng dụng định vị.

Cảm biến từ trường nam châm: Loại này thường được sử dụng để phát hiện từ trường mạnh. Bao gồm các thiết bị hội trường, cảm biến GMR và công tắc sậy.

4. Ứng dụng của cảm biến từ là gì

4.1 Cảm biến từ trong bếp từ

Ngày nay, nhiều gia đình chọn sử dụng bếp từ thay vì bếp gas để nấu ăn. Cảm biến từ được tích hợp trong bếp từ giúp đảm bảo an toàn và thân thiện với sức khỏe và môi trường. Bếp từ tạo ra nhiệt độ bằng cách sử dụng hiện tượng cảm ứng từ, tiết kiệm năng lượng và nhanh chóng.

4.2 Cảm biến từ trong đèn huỳnh quang

Cảm biến từ cũng được áp dụng trong đèn huỳnh quang, một loại đèn chiếu sáng phổ biến. Chấn lưu trong đèn huỳnh quang sử dụng cảm biến từ để tạo ra ánh sáng khi điện được cấp vào.

4.3 Cảm biến từ trong máy phát điện

Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng từ. Cuộn dây từ trường là một phần quan trọng trong quá trình vận hành của máy phát điện, tạo ra dòng điện xoay chiều.

cam bien tu la gi 5
Cảm biến từ trong máy phát điện

4.4 Các thiết bị y tế với cảm biến từ

Cảm biến từ đóng một vai trò quan trọng trong các thiết bị y tế hiện đại. Chúng được sử dụng trong các ứng dụng như tăng nhiệt độ cho bệnh nhân ung thư, cấy ghép tế bào, và chụp cộng hưởng từ (MRI).

4.5 Máy hút bụi sử dụng động cơ cảm biến từ

Máy hút bụi hiện đại thường sử dụng động cơ cảm biến từ để làm việc một cách hiệu quả, chính xác và đáng tin cậy.

4.6 Đo độ dày tạp chất và phát hiện vật bằng kim loại

Cảm biến từ có thể được sử dụng để đo độ dày của tạp chất bám vào bề mặt, cũng như để phát hiện vật bằng kim loại do khả năng của chúng trong việc tương tác với từ trường.

cam bien tu la gi 6
Đo độ dày tạp chất và phát hiện vật bằng kim loại

4.7 Cảm biến từ trong công nghiệp

Cảm biến từ thường được sử dụng trong dây chuyền sản xuất, giúp đếm sản phẩm, phân loại sản phẩm, và giám sát vị trí các bộ phận trong quá trình sản xuất.

4.8 Cảm biến từ trong an ninh

Cảm biến từ có thể được sử dụng trong các hệ thống an ninh gia đình, lắp đặt trên cửa ra vào hoặc cửa sổ để phát hiện sự mở cửa hoặc cửa sổ mở ra, đảm bảo an ninh gia đình.

Tóm lại, cảm biến từ có ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực, từ bếp từ, đèn huỳnh quang, máy phát điện, y tế, đến công nghiệp và an ninh. Cảm biến từ giúp tiết kiệm năng lượng, đảm bảo an toàn và thúc đẩy sự phát triển trong nhiều lĩnh vực. Sự tiến bộ trong công nghệ cảm biến từ hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cơ hội và lợi ích trong tương lai.