Cảm biến áp suất là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một vài loại cảm biến sẽ được VN Tech Group giới thiệu dưới bài viết này.

Định nghĩa :

• Cảm biến áp suất là thiết bị điện tử chuyển đổi tín hiệu áp suất sang tín hiệu điện, thường được dùng để đo áp suất hoặc các ứng dụng có liên quan đến áp suất.

Nguyên lý hoạt động :

• Nguyên lý hoạt động cũng gần giống như các loại cảm biến khác là cần nguồn tác động (nguồn áp suất, nguồn nhiệt,… nguồn cần đo của cảm biến loại đó) tác động lên cảm biến, cảm biến đưa giá trị về vi xử lý, vi xử lý tín hiệu rồi đưa tín hiệu ra. Sơ đồ khối cảm biến áp suất Sơ đồ khối cảm biến áp suất Áp suất: ngồn áp suất cần kiểm tra có thể là áp suất khí, hơi, chất lỏng …

Cấu tạo gồm 2 phần chính:

• Cảm biến: là bộ phận nhận tín hiệu từ áp suất và truyền tín hiệu về khối xử lý. Tùy thuộc vào loại cảm biến mà nó chuyển từ tín hiệu cơ của áp suất sang dạng tín hiệu điện trở, điện dung, điện cảm, dòng điện … về khối xử lý.
• Khối xử lý: có chức năng nhận các tính hiệu từ khối cảm biến thực hiện các xử lý để chuyển đổi các tín hiệu đó sang dạng tín hiệu tiêu chuẩn trong lĩnh vực đo áp suất như tín hiệu ngõ ra điện áp 4 ~ 20 mA( tín hiệu thường được sử dụng nhất) , 0 ~ 5 VDC, 0 ~ 10 VDC, 1 ~ 5 VDC
• Tùy vào từng loại cảm biến là cách thức hoạt động cũng khác nhau , có loại hoạt động dựa trên sự biến dạng vật liệu để làm sự thay đổi điện trở, loại thì thay đổi điện dung, loại thì sử dụng vật liệu áp điện, trong đó dạng áp điện trở và kiểu điện dung là được sử dụng nhiều nhất.

Cảm biến dạng áp điện trở :

Cảm biến áp suất dạng áp điện trở ( dạng màng )

• Cấu tạo cảm biến: gồm 1 lớp màn rất nhạy với áp suất, dc cấy trên các phần tử áp điện trở.
• Nguyên tác hoạt động : Khi có tác động của lực áp suất lên màn, màn sẽ bị biến dạng, các áp điện trở cũng sẽ thay đổi tùy theo sự biến cong của màn. cụ thể giá trị các áp điện trở song song với cạnh màng giảm thì giá trị các áp điện trở vuông góc với cạnh màng tăng và ngược lại khi đó sẽ tạo điện áp ngõ ra khác 0.
• Sự thay đổi áp điện trở đó chuyển tín hiệu đến bộ sử lý và ra được tín hiệu cần đo.

Cảm biến kiểu tụ (dạng thông thường)

• Loại này có nguyên lý hoạt động đơn giản hơn dựa vào giá trị của điện dung để xác định áp suất. Điện dung của tụ được thay đổi bằng cách thay đổi khoảng cách của cực tụ. Nguyên lý áp kế điện dung
• Nguyên lý áp kế điện dung Khi có áp suất tác động vào lớp màng làm lớp màng bị biến dạng đẩy bản cực lại gần với nhau hoặc kéo bản cực ra xa làm giá trị của tụ thay đổi, dựa vào sự thay đổi điện dung này qua hệ thống xử lý người ta có thể xác định được áp suất cần đo.

Ứng dụng

• Dùng để đo trong hệ thống lò hơi , thường được đo trực tiếp trên lò hơi . Khu vực này cần đo chính xác khá cao & phải chịu nhiệt độ cao .
• Các máy nên khí cũng cần phải đo áp suất để giới hạn áp suất đầu ra , tránh trường hợp quá áp dẩn đến hư hỏng & cháy nổ .
• Trên các trạm bơm nước cũng cần cảm biến để giám sát áp suất đưa về PLC hoặc biến tần để điều khiển bơm nước .
• Để điều áp hoặc điều khiển áp suất sau van điều khiển thì chúng đóng vai trò rất quan trọng vì sẽ ảnh hưởng trực tiếp áp suất đầu ra sau van điều khiển .
• Trên các xe cẩu thường có các ben thuỷ lực , yêu cầu giám sát các ben thuỷ lực này rất quan trọng vì sẽ ảnh hưởng đến lực kéo của ben . Vì thế họ luôn lắp cảm biến để giám sát áp suất trên các ben thuỷ lực này