Ôn tập PLC
1.Cấu tạo,nguyên lý,ứng dụng,phân loại và cách nối với PLC
A:Cảm biến quang
Là tổ hợp của các linh kiện quang điện.Thiết bị này khi tiếp xúc với ánh sáng
chúng sẽ thay đổi trạng thái, cảm biến quang sử dụng ánh sáng phát ra từ bộ
phận phát để phát hiện sự hiện diện của vật thể.Khi có sự thay đổi ở bộ phận thu
thì mạch điều khiển của cảm biến quang sẽ cho ra tín hiệu ở ngõ OUT.Cảm biến
quang là thiết bị đóng vai trị rất quan trọng trong lĩnh vực cơng nghiệp tự động
hóa.Nếu khơng có cảm biến quang thì khó mà có được tự động hóa, giống như
làm việc mà khơng nhìn được vậy.
Cấu tạo: 3 bộ phận chính bao gồm bộ phận phát sáng, bộ phận thu sáng và
mạch xử lý tín hiệu đầu ra
Bộ phận thu sáng:
Thơng thường đối với một cảm biến quang thì bộ thu sáng là một phototransistor
hay còn gọi là tranzito quang. Bộ phận này cảm nhận ánh sáng và chuyển đổi
thành tín hiệu điện tỉ lệ. Hiện nay nhiều loại cảm biến quang sử dụng mạch ứng
dụng tích hợp chuyên dụng ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
Mạch này tích hợp tất cả bộ phận quang, khuếch đại, mạch xử lý và chức năng
vào một vi mạch (IC). Bộ phận thu có thể nhận ánh sáng trực tiếp từ bộ phát
(như trường hợp của loại thu-phát), hoặc ánh sáng phản xạ lại từ vật bị phát hiện
(trường hợp phản xạ khuếch tán).
Bộ phận phát sáng:
Hầu hết thì các loại cảm biến quang thường sử dụng đèn bán dẫn LED và ánh
sáng được phát ra thường sẽ theo dạng xung. Nhịp điệu xung đặc biệt giúp cảm
biến phân biệt được ánh sáng của cảm biến và ánh sáng từ các nguồn khác (như
ánh nắng mặt trời hoặc ánh sáng trong phòng). Các loại LED thông dụng nhất là
LED đỏ, LED hồng ngoại hoặc LED lazer. Một số dòng cảm biến đặc biệt dùng
LED trắng hoặc xanh lá. Ngồi ra thì trong một số trường hợp chúng ta cũng có
thể thấy loại LED vàng.
Mạch xử lý tín hiệu đầu ra:
Mạch đầu ra chuyển tín hiệu tỉ lệ (analogue) từ tranzito quang thành tín hiệu

ON/OFF được khuếch đại. Khi lượng ánh sáng thu được vượt quá mức ngưỡng
được xác định, tín hiệu ra của cảm biến được kích hoạt. Mặc dù một số loại cảm
biến thế hệ trước tích hợp mạch nguồn và dùng tín hiệu ra là tiếp điểm rơ-le
(relay) vẫn khá phổ biến, ngày nay các loại cảm biến chủ yếu dùng tín hiệu ra
bán dẫn (PNP/NPN). Một số cảm biến quang còn có cả tín hiệu tỉ lệ ra phục vụ
cho các ứng dụng đo đếm.


Nguyên lý hoạt động : Khi cảm biến hoạt động bộ phát ánh sáng sẽ phát ánh
sáng đến gương. Khi khơng có vật cản thì gương sẽ phản xạ lại bộ thu ánh sáng.
Khi có vật cản đi qua thì sẽ làm thay đổi tần số của ánh sáng phản xạ hoặc bị
mất ánh sáng thu => Cảm biến sẽ xuất tín hiệu điện PNP, NPN,…

 Ứng dụng của cảm biến quang
 Phát hiện người và vật đi qua cửa
 Phát hiện xe trong bãi giữ xe
 Phát hiện các nhãn bị thiếu trên chai
 Kiểm tra sản phẩm đi qua trong q trình rửa, sơ chế, đóng gói, thành
phẩm,…
 Kiểm tra đường đi của xe ô tô, thực phẩm đóng hộp, nước đóng chai,…
trên băng tải
 Xác định được mức độ cao của mực cà phê, nước ngọt, chất lỏng,.. trong
lon, hộp,…
 Đếm chai di chuyển trên băng tải tốc độ cao
 Đếm số lượng hoa quả để cho vào một thùng chứa
 Đảm bảo kiểm sốt an tồn khi mở và đóng cửa nhà xe
 Bật vịi nước rửa bằng sóng của bàn tay.
 Và cịn rất nhiều ứng dụng khác nữa,…

Phân loại:

Cảm biến quang khuếch tán (diffuse reflection sensor):
Cảm biến quang thu phát chung (through – beam sensor):
Cảm biến quang phản xạ gương (retro – reflection sensor):
Ưu điểm:
 Phát hiện vật thể từ khoảng cách xa lên tới 100m mà khơng cần tiếp xúc
với vật thể đó


 Ít bị hao mịn, tuổi thọ và độ chính xác cao, tính ổn định khá cao
 Có thể phát hiện nhiều vật thể khác nhau
 Thời gian đáp ứng nhanh, có thể điều chỉnh độ nhạy theo ứng dụng.

Nhược điểm:
 Cảm biến sẽ hoạt động không tốt nếu như bề mặt của nó bị bẩn, nhất là sử
dụng tong các mơi trường có nhiều bụi
 Khoảng cách nhận biết vật phụ thuộc nhiều về yếu tố màu sắc và hệ số
phản xạ của vật đó.

Nút ấn
 Khái niệm:Nút nhấn (nút ấn) là một loại khí cụ dùng để đóng ngắt từ
xa các thiết bị điện, máy móc hoặc một số loại quá trình trong điều
khiển,thường đặt trên bảng điều khiển, ở tủ điện, trên hộp nút nhấn…
Khi thao tác với nút nhấn cần dứt khốt để mở hoặc đóng mạch điện
được thiết kế và sản xuất theo tiêu chuẩn cao, có kiểu dáng đẹp, kết cấu
chất lượng, chắc chắn, dễ dàng lắp đặt và thay thế.
 Cấu tạo:Nút nhấn gồm hệ thống lò xo, hệ thống các tiếp điểm thường
hở – thường đóng và vỏ bảo vệ.
Khi tác động vào nút nhấn, các tiếp điểm chuyển trạng thái, khi khơng
cịn tác động, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu.
 Nguyên lý:Bộ truyền động, các tiếp điểm cố định và các rãnh. Bộ

truyền động sẽ đi qua toàn bộ công tắc và vào một xy lanh mỏng ở phía
dưới. Bên trong là một tiếp điểm động và lị xo. Khi nhấn nút, nó chạm
vào các tiếp điểm tĩnh làm thay đổi trạng thái của tiếp điểm. Trong một
số trường hợp, người dùng cần giữ nút hoặc nhấn liên tục để thiết bị
hoạt động. Với các nút nhấn khác, chốt sẽ giữ nút bật cho đến khi
người dùng nhấn nút lần nữa
 Cơng dụng:Là loại nút nhấn duy trì trạng thái và đảo trạng thái sau
mỗi lần bị tác động, loại nút này rất tiện lợi trong đóng mở các thiết bị
mà không cần phải qua các hệ thống mạch tự giữ, giúp tiết kiệm dây
dẫn trong các mạch điều khiển, đóng cắt nhanh các thiết bị, tiết kiệm
diện tích mặt tủ điện vì chỉ cần một nút nhấn hai công dụng.

Ứng dụng: sử dụng nhiều trong các ứng dụng khác nhau như máy tính, điện
thoại nút nhấn và nhiều thiết bị gia dụng. Bạn có thể nhìn thấy chúng trong nhà,


văn phịng và trong các ứng dụng cơng nghiệp ngày nay. Chúng có thể bật, tắt
máy hoặc làm cho thiết bị thực hiện các hoạt động cụ thể, như trường hợp với
máy tính. Trong một số trường hợp, các nút nhấn có thể kết nối thơng qua liên
kết cơ học, điều khiển một nút nhấn khác hoạt động
Đa số, các nút sẽ có màu sắc cụ thể để biểu thị mục đích của chúng. Ví dụ như
nút nhất màu xanh thường được sử dụng để bật thiết bị hay nút nhấn màu đỏ để
tắt thiết bị. Điều này tránh gây nên một sô nhầm lẫn. Nút dừng khẩn cấp thường
là các nút ấn lớn, thường có màu đỏ và có đầu lớn hơn để sử dụng dễ dàng hơn
Phân loại: Nút ấn giữ,nút ấn nhả,nút ấn cảm ứng

Công tắc hành trình
dùng để đóng, ngắt, chuyển đổi mạch điện điều khiển trong truyền động
điện tự động theo tín hiệu “hành trình” ở các cơ cấu chuyển động cơ khí
nhằm tự động điều khiển hành trình làm việc hay tự động ngắt mạch điện

ở cuối hành trình để đảm bảo an tồn. Một loại công tắc hoạt động theo
kiểu nhấn đè hay gạt cần để điều khiển thiết bị điện đóng ngắt được dùng
trong cửa cuốn, băng chuyền, Palang, máy CNC, cẩu trục…
Cơng tắc hành trình cũng như cơng tắc thường nhưng được trang bị thêm 1 cần
gạt để giới hạn hành trình đi hoặc hoặc dùng để điều khiển một loại thiết bị điện
nào khác. Ví dụ như tác động vào cơng tắc hành trình thì thiết bị sẽ dừng ngay
tại vị trí đó hoặc cấp điện cho một thiết bị khác.
Cấu tạo cơng tắc hành trình
Bao gồm 1 cị đá (hay cần gạt) ở bên ngồi, bên trong có 3 chân và 1 Reley đóng
ngắt.
Chân trái: cấp nguồn
Chân giữa: thường đóng, sẽ mở khi nhấn nút
Chân phải: thường mở, sẽ đóng khi nhấn nút
Ngun lý hoạt động cơng tắc hành trình
Cơng tắc hành trình dùng để đóng mở mạch điện trong lưới điện, thay vì ta ấn
nút bằng tay như cơng tắc thường thì nó sẽ được tương tác với 1 bộ điều khiển
và Reley. Reley này chuyển thông tin về bộ điều khiển, sau đó tín hiệu đóng
ngắt mạch điện sẽ tự động phản hồi. Có 3 chân trong cơng tắc hành trình, khi
đóng mở mạch điện sẽ làm hở các tiếp điểm, có thể nối cơng tắc này với 2 thiết
bị điện, đóng thiết bị này là mở thiết bị kia hoặc nếu chỉ dùng với 1 thiết bị thì
chỉ có đóng/ngắt. Mục đích của nó là làm thay đổi hướng dịng điện đi vào các
thiết bị điện.


Cơng tắc hành trình kiểu nút nhấn, kiểu tế vi và kiểu đòn


Ứng dụng của cơng tắc hành trình
Cửa cuốn
Cửa cuốn được sử dụng để chống trộm thường được lắp đặt trong nhà hoặc xí

nghiệp. Cửa cuốn tự động gồm 1 tấm nhôm cuốn được cuốn vào 1 trục. Trục này
gắn với ổ trục và nối với 1 motor Servo, chân của cơng tắc hành trình được nối
với motor. Cửa kéo lên thì motor quay cùng chiều, kéo xuống thì quay ngược
chiều nhờ 2 cơng tắc hành trình được gắn và 1 Reley. Cịn gọi là mạch thuận –
nghịch như mình đã giới thiệu ở trên. Ngày nay, cửa cuốn được sử dụng rộng rãi
vì tính tiện nghi của nó, chỉ với 2 nút bấm hoặc cần gạt, khơng cần người đi
đóng mở. Vừa an tồn vừa đở tốn cơng.
Băng tải
Cơng tắc hành trình được gắn vào băng tải trong chế độ điều khiển băng tải
bằng tay, khi xếp hàng lên băng, ta cần băng tải dừng đúng chổ thực ra việc này
có thể dùng bộ điều khiển servo nhưng thường ta dùng song song 2 loại này
vì cơng tắc hành trình giúp đảo chiều quay của motor bên trong làm đảo chiều
chạy của băng tải. Khi có sự cố cần cho băng chạy ngược lại cũng dể dàng bảo
hành và sửa chữa chỉ với 1 cơng tắc hành trình có giá vài chục đến vài trăm
nghìn.
Pa lăng
Cũng tương tự như cửa kéo, nhưng Pa lăng là hệ thống xích được nối với 1 rịng
rọc, đầu của xích có gắn 1 móc sắt giúp kéo hoặc nâng hạ đồ vật. Đầu còn lại là
1 cuộn xích được nối với 1 trục xoay, trục này có thể gắn với cần xoay bằng tay
hoặc với 1 motor có sức kéo lớn. Để nâng, hạ đồ vật, motor này cần được trang
bị các công tắc hành trình theo mạch thuận – nghịch như mình đã giới thiệu ở
trên để đồ vật có thể dừng đúng lúc, đưa móc sắt lên cao hoặc hạ xuống 1 cách
dễ dàng. Đối với các loại này nên dùng thêm 1 Reley đóng ngắt tự động khi kết
thúc hành trình( thường dùng trong tự động hóa ) hoặc 1 cần gạt tự động ngắt
cơng tắc khi kết thúc hành trình.

Cảm biến hồng ngoại
Vai trò của thiết bị cảm biến chuyển động trong đời sống
Công tắc cảm biến chuyển động ngày nay đã có mặt ở nhiều nơi. Sân bay, khách
sạn, resort hoặc những dinh thự. Chúng ngày càng rẻ hơn và phổ biến hơn. Ngày

càng có nhiều nhà phố lắp đặt thiết bị này bởi vì:
-Tiện lợi (có những chỗ ta không thuận tay tắt mở đèn hoặc không biết vị trí
cơng tắc đèn)
-Hiện đại (đây là linh kiện cơ bản của nhà thông minh)
-Thân thiện môi trường (cảm ứng hồng ngoại thụ động)
-Tiết kiệm điện năng.


-Tăng tuổi thọ bóng đèn.
-An ninh (kẻ trộm rất dị ứng với loại thiết bị này)
Công tắc cảm biến hồng ngoại là thiết bị phát hiện một thân nhiệt chuyển động
qua vùng cảm biến và đóng ngắt nguồn 220 V AC do đó bật tắt đèn tự động
hồn tồn
Ngun lý hoạt động:
Các cảm biến PIR ln có sensor (mắt cảm biến) với 2 đơn vị (element). Chắn
trước mắt sensor là một lăng kính (thường làm bằng plastic), chế tạo theo kiểu
lăng kính fresnel. Lăng kính fresnel này có tác dụng chặn lại và phân thành
nhiều vùng (zone) cho phép tia hồng ngoại đi vào mắt sensor. Chúng ta có thể
hiểu đơn giản rằng, nếu khơng có lăng kính fresnel, tồn bộ bức xạ của mơi
trường sẽ chỉ coi như có 1 Zone dội hết vào mắt sensor, như vậy thì nó sẽ khơng
có tác dụng phân biệt chuyển động, và sẽ cực kỳ nhạy với bất kỳ sự thay đổi
nhiệt độ nào của môi trường.
2 đơn vị của mắt sensor có tác dụng phân thành 2 điện cực. Một cái là điện cực
dương (+) và cái kia là âm (-). Khi 2 đơn vị này được tuần tự kích hoạt (cái này
xong rồi mới đến cái kia) thì sẽ sinh ra một xung điện, xung điện này kích hoạt
sensor (alarm-báo động). Chính vì ngun lý này, khi có người đi theo hướng
vng góc với khu vực kiểm sốt của sensor (hướng mũi tên), thân nhiệt từ
người này (bức xạ hồng ngoại) sẽ lần lượt kích hoạt từng đơn vị cảm biến và
làm sensor báo động.
Vậy thì cũng chính do ngun lý này, nếu người chuyển động theo hướng song

song, phát ra cùng lúc 2 luồng bức xạ qua lăng kính fresnel đập vào đồng thời 2
đơn vị cảm biến, xung điện không tạo ra ,và lúc này sensor không hề báo động.
Khi có người hoặc vật di chuyển ngang qua vùng cảm biến, linh kiện PIR sẽ cho
những xung đảo chiều có thể nhận biết được bằng những mạch khuếch đại.
Dựa vào những xung điện đảo chiều của linh kiện PIR ( những xung màu đỏ
trong hình vẽ) người ta thiết kế mạch xử lý và quyết định đóng ngắt mạch cơng
suất ( đóng mở nguồn AC) hợp lý.
Cấu tạo
Một công tắc cảm biến chuyển động bao gồm rất nhiều linh kiện và mạch điện
chức năng hình thành.v
Bản thân PIR đứng một mình thì khả năng dị chuyển động thân nhiệt rất hạn
chế theo những tiêu chí như phase, cự ly, v.v… Cho nên có một lăng kính
Fresnel hỗ trợ giúp thiết bị hoạt động chính xác hơn,lăng kính quang học nhưng
chỉ làm việc tốt ở dải sóng ánh sáng hồng ngoại nhiệt độ thấp. Bằng thị giác ta
cũng đánh giá được màu mờ đục, vốn khơng thích hợp cho ánh sáng trắng hay
ánh sáng đa sắc.


Sở dỉ người ta thiết kế đa tròng là để chia nhỏ khơng gian phía trước thành nhiều
điểm. Nhờ kết cấu đa tròng mà độ nhạy thiết bị tăng lên đáng kể. Do vậy đây
cũng chính là linh kiện quyết định đến chất lượng của thiết bị
Ứng dụng của công tắc cảm biến hồng ngoại.
Tuy ứng dụng của linh kiện PIR trong phát hiện chuyển động thân nhiệt là rất
nhiều nhưng đối với cơng tắc cảm biến hồng ngoại thì :
-Mở đèn hành lang, lối đi sân vườn
-Mở đèn toilet
-Mở đèn cầu thang.
-Những vị trí mà khơng tiện tay tắt mở điện.
-Chống trộm.
Ngày nay chúng ta bắt gặp công tắc cảm biến hồng ngoại có mặt ở nhiều nơi.

Nhất là những nơi sang trọng như nhà hàng, khách sạn, phi trường và một số
biệt thự hay nhà phố của đại gia. Chúng tơi dự đốn trong tương lai gần, cơng
tắc cảm biến hồng ngoại sẽ trở nên phổ biến thành một loại thiết bị điện tự động
(hay điện thông minh) không thể thiếu trong cuộc sống.

Công tắc tơ
Khái niệm :Công tắc tơ là một thiết bị sử dụng để đóng ngắt tạo nên dịng điện
kích hoạt điều khiển các động cơ; máy phát có cơng suất lớn hoặc nhỏ bằng các
tiếp điểm tích hợp trên bản thân thiết bị. Mà các tiếp điểm này hoạt động dựa
trên nguyên lý co đẩy của chiếc lị xo tích hợp bên trong thiết bị
Các công tắc thường thấy như công tắc tơ 25A / 16A / 32A / 40A
Cấu tạo bên trong thiết bị Contactor bao gồm 1 cuộn dây. Ở giữa đè lên cuộn
dây là một lò xo. Gắn trên đỉnh lò xo là một lõi thép nhỏ hơn. Lõi thép này linh
động di chuyển lên xuống ( Khi có nguồn điện vào sẽ truyền tới cuộc dây.
Tiếp đó cuộn dây sinh ra từ trường hút thanh sắt này xuống) khi không có điện
thì nó lại nhơ lên để trở về bạn thái như ban đầu.
Bên ngoài là lớp nhựa bọc bảo vệ các thiết bị cấu tạo bên trong. Tích hợp 3
cặp tiếp điểm chính và nhiều tiếp điểm phụ tùy vào từng chức năng và yêu
cầu ông dụng của thiết bị
Nguyên lý hoạt động của công tắc tơ
Đầu tiên; chúng ta cấp 2 dây nguồn vào trực tiếp 2 đầu cuộn hút A1 và A2. Tất
nhiên nguồn cấp là dòng AC hay DC bao nhiêu Vôn sẽ thể hiện trên bản thân
thiết bị công tắc tơ. Lúc này; nút màu cảm biến con tắc tơ tụt xuống giúp đóng


nguồn nhằm truyền điện từ 3 chân đầu vào truyền tới 3 chân đầu ra của tiếp
điểm chính làm tiếp điểm động lực đóng lại. Khi đó; các tiếp điểm phụ thường
mở sẽ trở về thường đóng và ngược lại
**Ta để ý có 2 dịng ngang phía trên và phía dưới.
R/S/T là ký hiệu dịng điện đầu vào của cơng tắc tơ

L1/L2/L3 là ký hiệu của 3 pha nóng
1/3/5 là ký hiệu lần lượt của 3 cặp tiếp điểm
U/V/W là ký hiệu đầu ra của động cơ ( Dòng điện đầu ra)
2/4/6 là ký hiệu 3 cặp tiếp điểm > kết hợp 1-2 là một cặp tiếp điểm, 3-4 là một
cặp tiếp điểm và tương tự cho 5-6
T1/T2/T3 là ký hiệu lần lượt của mạch động lực 3 pha lửa
Nhìn sang bên phải tay thấy các ký hiệu 43 NO / 31 NC; 32 NC / 44 NO. Đây
chính là các tiếp điểm phụ của con công tắc tơ. Trong đó; các cặp tiếp điểm 31
và 32 là các cặp tiếp điểm thường đóng; cịn tiếp điểm 43 và 44 là cặp tiếp điểm
thường mở

Một điểm đáng lưu ý khi đấu dây: Nếu chúng ta đấu đấu luôn trực tiếp 3 dây
động cơ 3 pha vào 3 chân đầu ra U / V / W thì nếu xảy ra sự cố con công tắc tơ
sẽ không được bảo vệ. Do vậy; trước khi đấu vào ta phải đấu thêm 3 con rơ le
nhiệt lần lượt vào 3 chân đầu ra nhằm bảo vệ công tắc tơ trong những trường
hợp bị quá tải


Ứng dụng contacter
Contactor có cơng dụng quan trọng trong việc điều khiển dạng ON/OFF tạo
nguồn cho các thiết bị có cơng suất nhỏ – trung bình – lớn. Chúng ta thường
thấy công tắc tơ 1 pha trong các sơ đồ điện gia đình. Cịn đối với nhà máy; tải
điện cao thế… Đều sử dụng công tắc tơ 3 pha
Đặc biệt; tại các dây chuyền sản xuất trong nhà máy thì công tắc tơ là thiết bị
điều khiển dùng để vận hành các thiết bị điện hoặc các động cơ một cách tự
động với mức độ ổn định rất cao. Giúp ích rất nhiều trong cơng cuộc tự động
hóa hệ thống nhà máy sản xuất
Điểm chung của các loại công tắc tơ so với cơng tắc hành trình đó chính là
những thiết bị làm thay đổi sơ đồ mạch điện và điều khiển các thiết bị động cơ
khác


Rơle
Khái niệm:Rơle là một cơng tắc hoạt động bằng điện. Nó bao gồm một tập
hợp các thiết bị đầu vào và đầu ra cho một hoặc nhiều tín hiệu điều khiển. Rơ
le có nhiều hình thức kết nối, chẳng hạn như thực hiện kết nối, ngắt kết nối
hoặc kết hợp các kiểu đó với nhau.
Cấu tạo:
Khối tiếp thu: Có chức năng tiếp nhận những thơng tín hiệu đầu vào và biến
đổi nó thành đại lượng cần thiết cung cấp tín hiệu phù hợp cho khối trung gian
Khối trung gian: Làm nhiệm vụ nhận tín hiệu đưa đến từ khối tiếp thu, và tại
đây biến đổi nod thành đại lượng cần thiết cho rơ le tác động
Khối chấp hành: Đảm nhiệm trọng trách phát tín hiệu cho mạch điều khiển .
Cấu tạo, cách sử dụng rơ le
Rơ-le bình thường gồm có 6 chân. Trong đó có 3 chân để kích, 3 chân cịn lại
nối với đồ dùng điện công suất cao.


3 chân dùng để kích


+: cấp hiệu điện thế kích tối ưu vào chân này.



- : nối với cực âm



S: chân tín hiệu, tùy vào loại modul rơ-le mà nó sẽ làm nhiệm vụ kích rơle


Nếu bạn đang dùng module rơ-le kích ở mức cao và chân S bạn cấp điện thế
dương vào thì module rơ-le của bạn sẽ được kích, ngược lại thì khơng.
Tương tự với module rơ-le kích ở mức thấp.
3 chân còn lại


COM: chân nối với 1 chân bất kỳ của đồ dùng điện, nên mắc vào đây
chân lửa (nóng) nếu dùng hiệu điện thế xoay chiều và cực dương nếu là
hiệu điện một chiều.



ON hoặc NO: chân này nối với chân lửa (nóng) nếu dùng điện xoay chiều
và cực dương của nguồn nếu dòng điện một chiều.



OFF hoặc NC: chân này nối chân lạnh (trung hòa) nếu dùng điện xoay
chiều và cực âm của nguồn nếu dùng điện một chiều.

Phân loại rơ le
Nguyên lí làm việc theo nhóm:


Rơ le điện cơ, rơ le điện từ, rơ le điện từ phân cực, rơ le cảm ứng,…



Rơ le nhiệt




Rơ le từ



Rơ le điện từ bán dẫn, vi mạch



Rơ le số

Theo ngun lí tác động:


Rơ le có tiếp điểm: Tác động lên mạch bằng cách đóng mở các tiếp điểm



Rơ le không tiếp điểm, rơ le tĩnh: Tác động qua việc thay đổi đột ngột các
tham số của cơ cấu chấp hành mắc trong mạch điều khiển như điện trở,
điện cảm, điện dung,…


Theo cách mắc cơ cấu:


Rơ le sơ cấp: Mắc trực tiếp vào mạch điện cần bảo vệ




Rơ le thứ cấp: Mắc vào mạch qua biến áp đo lường hay biến dịng điện

Theo đặc tính tham số: rơ le dịng điện, rơ le công suất, rơ le tổng trở,…

Cảm biến nhiệt độ
Cảm biến nhiệt được hiểu là thiết bị được dùng để đo sự biến đổi về nhiệt độ
của các đại lượng cần đo. Theo đó, khi nhiệt độ có sự thay đổi thì các cảm biến
sẽ đưa ra một tín hiệu và từ tín hiệu này các bộ đọc sẽ đọc và quy ra thành nhiệt
độ bằng một con số cụ thể.
Cảm biến nhiệt được biết đến với khả năng thực hiện các phép đo nhiệt độ với
độ chính xác cao hơn nhiều so với khi thực hiện bằng các loại cặp nhiệt điện
hoặc nhiệt kế.
Cảm biến nhiệt cịn có tên gọi khác là nhiệt kế điện trở metaI

Cấu tạo
Cảm biến nhiệt độ có cấu tạo chính là 2 dây kim loại khác nhau được gắn vào
đầu nóng và đầu lạnh.
Ngồi ra, nó cịn được cấu tạo bởi nhiều bộ phận khác, cụ thể như sau:


Bộ phận cảm biến: đây được xem là bộ phận quan trọng nhất, quyết
định đến độ chính xác của tồn bộ thiết bị cảm biến. Bộ phận này được
đặt bên trong vỏ bảo vệ sau khi đã kết nối với đầu nối.



Dây kết nối: các bộ phận cảm biến có thể được kết nổi bằng 2,3 hoặc 4
dây kết nổi. Trong đó, vật liệu dây sẽ phụ thuộc hoàn toàn vào điều
kiện sử dụng đầu đo.




Chất cách điện gốm: bộ phận này với nhiệm vụ chủ yếu là làm chất
cách điện ngừa đoản mạch và thực hiện cách điện giữa các dây kế nối
với vỏ bảo vệ.



Phụ chất làm đầy: gồm bột alumina mịn, được sấy khơ và rung. Phụ
chất này với chức năng chính là lắp đầy tất cả khoảng trống để bảo vệ
cảm biến khỏi các rung động.



Vỏ bảo vệ: giống như tên gọi, bộ phận này được dùng đẻ bảo vệ bộ
phận cảm biến và dây kết nối. Bộ phận này phải được làm bằng vật liệu


phù hợp với kích thước phù hợp và khi cần thiết có thể bọc thêm vỏ
bọc bằng vỏ bổ sung.


Đầu kết nối: Bộ phận này được làm bằng vật liệu cách điện (gốm),
chứa các bảng mạch, cho phép kết nối của điện trở. Trong đó, bộ
chuyển đổi 4-20mA khi cần thiết có thể được cài đặt thay cho bảng đầu
cuối.

NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG
Cảm biến nhiệt hoạt động dưa trên cơ sở là sự thay đổi điện trở của kim loại

so với sự thay đổi nhiệt độ vượt trội.
Cụ thể, khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa đầu nóng và đầu lạnh thì sẽ có một
sức điện động V được phát sinh tại đầu lạnh. Nhiệt độ ở đầu lạnh phải ổn định
và đo được và nó phụ thuộc vào chất liệu. Chính vì vậy mà mới có sự xuất hiện
của các loại cặp nhiệt độ và mỗi loại cho ra một sức điện động khác nhau: E, J,
K, R, S, T.
Nguyên lí làm việc của cảm biến nhiệt chủ yếu dựa trên mối quan hệ giữa vật
liệu kim loại và nhiệt độ. Cụ thể, khi nhiệt độ là 0 thì điện trở ở mức 100Ω
và điện trở của kim loại tăng lên khi nhiệt độ tăng và ngược lại.
Việc tích hợp bộ chuyển đổi tín hiệu giúp nâng cao hiệu suất làm việc của cảm
biến nhiệt và giúp cho việc vận hành, lắp đặt được dễ dàng hơn.
CÁC LOẠI DÂY CẢM BIẾN NHIỆT
Như đã đề cập ở trên thì các bộ phận cảm biến có thể được kết nổi bằng 2,3 hoặc
4 dây kết nổi. Cụ thể như sau:


Cảm biến nhiệt độ 2 dây

Ít chính xác nhất.
Chỉ được sử dụng khi kết nối độ bền nhiệt học được thực hiện với dây điện trở
ngắn và điện trở thấp.
Ngoài ra, nó cũng được sử dụng để kiểm tra mạch điện tương đương và điện trở
đo được là tổng của các phần tử cảm biến, điện trở của dây dẫn được sử dụng
cho kết nối.


Cảm biến nhiệt độ 3 dây

Loại này cho mức độ chính xác cao hơn loại 2 dây.
Nó được sử dụng nhiều trong lĩnh vực công nghiệp.



Ưu điểm của nó là sẽ loại bỏ được các lỗi gây ra bởi điện trở của các dây dẫn. Ở
phần đầu ra, điện áp sẽ phụ thuộc hoàn toàn vào sự biến đổi điện trở của cảm
biến nhiệt và sự điều chỉnh nhiệt độ diễn ra liên tục theo nhiệt độ.


Cảm biến nhiệt 4 dây

Loại này được xem là cho độ chính xác lớn nhất.
Nó được sử dụng trong các ứng dụng trong phịng thí nghiệm là chủ yếu.
Trong phạm vi mạch điện tương đương,điện áp đo được chỉ phụ thuộc vào điện
trở của nhiệt. Độ ổn định của dịng đo và độ chính xác của số đọc điện áp trên
nhiệt sẽ quyết định đến độ chính xác của phép đo.
PHÂN LOẠI CẢM BIẾN NHIỆT
Hiện nay, cảm biến nhiệt độ được chia thành các loại như sau:


Cảm biến nhiệt độ (Cặp nhiệt điện – Thermocouple). Cặp nhiệt điện
loại K, R,S,.. có dải đo nhiệt độ cao.



Nhiệt điện trở (RTD – Resistance Temperature Detectors). Thông
thường là cảm biến Pt100, Pt1000, Pt50, CU50,…



Điện trở oxit kim loại




Cảm biến nhiệt bán dẫn (Diode, IC…).



Nhiệt kế bức xạ

ỨNG DỤNG CỦA CẢM BIẾN NHIỆT
Cảm biến nhiệt độ được sử dụng với nhiều chứng năng và nhiều ứng dụng khác
nhau như: dùng đo nhiệt độ trong bồn đun nước, đun dầu, đo nhiệt độ lò nung, lò
sấy,…
Một số cảm biến nhiệt được sử dụng cho các lĩnh vực cụ thể như:


Nhiêt kế điện tử, bán dẫn, can nhiệt loại T được sử dụng trong nghiên
cứu về nông nghiệp



Nhiệt kế điện tử, PT100 được sử dung trong xe hơi



Điện trở oxit kim loại được sử dụng trong nhiệt lạnh



Cặp nhiệt điện loại K, T, R, S, B và PT100 được sử dụng trong gia
công vật liệu, hoá chất



LƯU Ý KHI BẢO QUẢN VÀ SỬ DỤNG.
Cảm biến nhiệt cần được bảo quản nơi khơ ráo, thống mát, tránh ánh nắng trực
tiếp và tránh xa tầm tay trẻ em.
Cần lưu ý khi sử dụng cặp nhiệt điện là:


Khi nối thì dây nối từ đầu đo đến bộ điều khiển nên càng ngắn càng tốt.



Bù lại tổn thất mất mát trên đường dây bằng cách thực hiện việc cài đặt
giá trị bù nhiệt. Giá trị bù nhiệt lớn hay nhỏ phụ thuộc vào độ dài, chất
liệu dây và môi trường lắp đặt.



Tuyệt đối không để các đầu dây nối của cặp nhiệt diện tiếp xúc với môi
trường cần đo.



Đầu nối cần phải đúng theo chiều âm, dương.

Aptomat
Aptomat đồng nghĩa với CB, MCB, cầu dao tự động
Cấu tạo aptomat bao gồm các linh kiện được nối ghép với nhau như : Cần gạt
ON/OFF, lò xo, buồng dập hồ quang, tiếp điểm chính, tiếp điểm phụ,


Nguyên lý hoạt động Aptomat
Aptomat hoạt động ở 2 trạng thái ON và OFF. Như các bạn đã biết thì Aptomat
ở trạng thái ON thì cho phép dịng điện đi qua. Và ở vị trí OFF thì ngắt dòng
điện qua Aptomat.

Aptomat ở trạng thái OFF


Khi ta đóng cần gạt lên vị trí ON thì tiếp điểm hồ quang sẽ đóng trước, tiếp theo
là tiếp điểm phụ, sau đó đến tiếp điểm chính. Mục đích chính đóng điện dán tiếp
nhằm bảo vệ tiếp điểm chính trong q trình đóng cắt điện.
Phân loại theo ứng dụng có aptomat 1 pha và aptomat 3 pha.

Cảm biến gia tốc
Một cảm biến gia tốc (gia tốc kế) là một thiết bị đo gia tốc và khả năng tăng tốc
chính xác của vật thể, là khả năng tăng tốc (hoặc tốc độ thay đổi của vận tốc )
của một vật thể ngay lập tức, là không giống như phối hợp khả năng tăng tốc, là
sự tăng tốc trong một cố định hệ tọa độ .
Ứng dụng
Gia tốc kế có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và khoa học. Gia tốc kế có độ
nhạy cao là thành phần của hệ thống dẫn đường quán tính cho máy bay và
tên lửa. Gia tốc kế được sử dụng để phát hiện và theo dõi độ rung trong máy
móc quay.
Gia tốc kế được sử dụng trong máy tính bảng và máy ảnh kỹ thuật số để
hình ảnh trên màn hình ln được hiển thị thẳng đứng.
Gia tốc kế được sử dụng trong máy bay không người lái để ổn định chuyến
bay. Gia tốc kế phối hợp có thể được sử dụng để đo sự khác biệt về gia tốc thích
hợp, đặc biệt là trọng lực, qua sự phân tách của chúng trong không gian; tức là
độ dốc của trường hấp dẫn .
Phép đo trọng lực này là hữu ích vì trọng lực tuyệt đối là một hiệu ứng yếu và

phụ thuộc vào mật độ cục bộ của Trái đất khá thay đổi.
Các mơ hình gia tốc đơn và đa trục có sẵn để phát hiện cường độ và hướng của
gia tốc thích hợp, dưới dạng đại lượng vectơ và có thể được sử dụng để cảm
nhận hướng (vì hướng thay đổi trọng lượng), gia tốc phối hợp, rung, sốc và rơi
trong môi trường điện trở (trường hợp gia tốc thích hợp thay đổi, vì nó bắt đầu
từ 0, sau đó tăng).
Gia tốc kế của hệ thống vi cơ điện tử (MEMS) ngày càng hiện diện trong các
thiết bị điện tử cầm tay và bộ điều khiển trị chơi video, để phát hiện vị trí của
thiết bị hoặc cung cấp cho đầu vào trò chơi.
Nguyên tắc hoạt động
Một gia tốc kế đo gia tốc thích hợp , đó là gia tốc mà nó trải qua so với rơi tự do
và là gia tốc được cảm nhận bởi người và vật.
Đặt một cách khác, tại bất kỳ thời điểm nào trong không thời gian, nguyên tắc
tương đương đảm bảo sự tồn tại của khung quán tính cục bộ và gia tốc kế đo gia


tốc so với khung đó. Gia tốc như vậy được ký hiệu phổ biến là lực g ; tức là, so
với trọng lực tiêu chuẩn .
Một gia tốc kế ở phần còn lại so với bề mặt Trái đất sẽ chỉ ra khoảng 1 g trở lên ,
bởi vì bề mặt Trái đất tạo ra một lực bình thường hướng lên so với khung quán
tính cục bộ (khung của một vật rơi tự do gần bề mặt).
Cấu tạo của cảm biến gia tốc
Một gia tốc kế hoạt động như một khối ẩm ướt trên một lò xo. Khi gia tốc kế
trải qua gia tốc, khối lượng được dịch chuyển đến điểm mà lị xo có thể tăng tốc
khối lượng ở cùng tốc độ với vỏ. Sự dịch chuyển sau đó được đo để tăng tốc.
Ứng dụng của cảm biến gia tốc
\Kỹ thuật
Gia tốc kế có thể được sử dụng để đo gia tốc xe. Gia tốc kế có thể được sử dụng
để đo độ rung trên ơ tơ, máy móc, tịa nhà, hệ thống kiểm sốt q trình và
lắp đặt an tồn.

Chúng cũng có thể được sử dụng để đo hoạt động địa chấn , độ nghiêng, độ rung
của máy, khoảng cách động và tốc độ có hoặc khơng có ảnh hưởng của trọng
lực. Các ứng dụng cho gia tốc kế đo trọng lực, trong đó gia tốc kế được cấu hình
cụ thể để sử dụng trong phép đo trọng lực , được gọi là trọng lực .
Các máy tính xách tay được trang bị gia tốc kế có thể đóng góp cho Mạng
Quake- Catch (QCN), một dự án BOINC nhằm nghiên cứu khoa học về động
đất.
Sinh học
Gia tốc kế cũng ngày càng được sử dụng nhiều trong khoa học sinh học. Các
bản ghi tần số cao của gia tốc hai trục hoặc gia tốc ba trục cho phép phân biệt
các kiểu hành vi trong khi động vật khuất tầm nhìn.
Hơn nữa, các bản ghi gia tốc cho phép các nhà nghiên cứu định lượng tốc độ
động vật tiêu hao năng lượng trong tự nhiên, bằng cách xác định tần số đột quỵ
chân tay hoặc các biện pháp như gia tốc cơ thể tổng thể Cách tiếp cận như vậy
chủ yếu được áp dụng bởi các nhà khoa học biển do không thể nghiên cứu động
vật trong tự nhiên bằng các quan sát trực quan, tuy nhiên ngày càng có nhiều
nhà sinh học trên cạn đang áp dụng các phương pháp tương tự.
Công nghiệp
Gia tốc kế cũng được sử dụng để theo dõi sức khỏe máy móc để báo cáo độ
rung và sự thay đổi thời gian của trục tại ổ trục của thiết bị quay như tuabin,
máy bơm , quạt, con lăn, máy nén , hoặc lỗi mang , nếu khơng được chăm sóc
kịp thời, có thể dẫn đến chữa tốn kém. Dữ liệu rung gia tốc cho phép người dùng


giám sát các máy và phát hiện các lỗi này trước khi thiết bị quay bị hỏng hoàn
toàn.
Giám sát xây dựng và kết cấu
Gia tốc kế được sử dụng để đo chuyển động và độ rung của cấu trúc tiếp xúc với
tải trọng động. Tải trọng động bắt nguồn từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm:
Hoạt động của con người – đi bộ, chạy, nhảy hoặc bỏ qua

Máy làm việc – bên trong tòa nhà hoặc trong khu vực xung quanh
Cơng việc xây dựng – đóng cọc, phá dỡ, khoan và đào
Di chuyển tải trên cầu
Va chạm xe
Tải trọng tác động – mảnh vỡ rơi
Tải trọng chấn động – vụ nổ bên trong và bên ngoài
Sự sụp đổ của các yếu tố cấu trúc
Tải trọng gió và gió giật
Áp suất khơng khí
Mất hỗ trợ vì mất đất
Động đất và dư chấn
Trong các ứng dụng cấu trúc, việc đo lường và ghi lại cách thức một cấu trúc
phản ứng linh hoạt với các đầu vào này là rất quan trọng để đánh giá sự an toàn
và khả năng tồn tại của cấu trúc.
Loại giám sát này được gọi là Giám sát sức khỏe, thường liên quan đến các loại
thiết bị khác, chẳng hạn như cảm biến dịch chuyển -Potentiometer, LVDT, v.v.cảm biến biến dạng-Đồng hồ đo biến dạng, Mở rộng-, cảm biến tải – Cảm biến
tải, Cảm biến điện-Pie khác.
Ứng dụng y tế
AED Plus của Zoll sử dụng CPR-D • padz có chứa gia tốc kế để đo độ sâu của
ép ngực CPR.
Trong vài năm qua, một số công ty đã sản xuất và bán ra thị trường đồng hồ thể
thao dành cho người chạy bộ bao gồm footpods , có chứa gia tốc kế để giúp xác
định tốc độ và khoảng cách cho người chạy đeo thiết bị.
Tại Bỉ, các quầy bước chân dựa trên gia tốc được chính phủ khuyến khích để
khuyến khích người dân đi bộ vài nghìn bước mỗi ngày.


Huấn luyện viên kỹ thuật số Herman sử dụng gia tốc kế để đo lực tấn công trong
huấn luyện thể chất.
Nó đã được đề xuất để xây dựng mũ bảo hiểm bóng đá với gia tốc kế để đo tác

động của va chạm đầu.
Gia tốc kế đã được sử dụng để tính tốn các thơng số dáng đi, chẳng hạn như tư
thế và pha xoay. Loại cảm biến này có thể được sử dụng để đo lường hoặc giám
sát con người.
Điều hướng
Hệ thống dẫn đường quán tính là một thiết bị hỗ trợ điều hướng sử dụng máy
tính và cảm biến chuyển động (gia tốc kế) để liên tục tính tốn thơng qua
việc xác định vị trí, hướng và vận tốc (hướng và tốc độ di chuyển) của vật thể
chuyển động mà khơng cần tham chiếu bên ngồi.
Các thuật ngữ khác được sử dụng để chỉ hệ thống điều hướng quán tính hoặc các
thiết bị liên quan chặt chẽ bao gồm hệ thống hướng dẫn quán tính, nền tảng
tham chiếu quán tính và nhiều biến thể khác.
Chỉ một gia tốc kế là không phù hợp để xác định những thay đổi về độ cao trong
khoảng cách mà trọng lực giảm theo chiều dọc là đáng kể, chẳng hạn như đối
với máy bay và tên lửa. Với sự hiện diện của gradient hấp dẫn, quá trình hiệu
chuẩn và giảm dữ liệu không ổn định về mặt số lượng.
Vận chuyển
Gia tốc kế được sử dụng để phát hiện apogee trong cả tên lửa chuyên nghiệp và
nghiệp dư.
Gia tốc kế cũng đang được sử dụng trong các con lăn nén thông minh. Gia tốc
kế được sử dụng cùng với con quay hồi chuyển trong các hệ thống dẫn đường
quán tính.
Một trong những ứng dụng phổ biến nhất cho gia tốc kế MEMS là trong các hệ
thống triển khai túi khí cho ơ tơ hiện đại.
Trong trường hợp này, gia tốc kế được sử dụng để phát hiện gia tốc âm nhanh
của xe để xác định thời điểm xảy ra va chạm và mức độ nghiêm trọng của vụ va
chạm. Một cách sử dụng ô tô phổ biến khác là trong các hệ thống kiểm soát ổn
định điện tử , sử dụng gia tốc kế bên để đo lực vào cua.
Việc sử dụng rộng rãi gia tốc kế trong ngành công nghiệp ô tô đã đẩy chi phí của
họ giảm đáng kể. Một ứng dụng ô tô khác là giám sát tiếng ồn, độ rung và độ

khắc nghiệt (NVH), các điều kiện gây khó chịu cho người lái xe và hành khách
và cũng có thể là dấu hiệu của lỗi cơ học.


Các tàu nghiêng sử dụng gia tốc kế và con quay hồi chuyển để tính tốn độ
nghiêng cần thiết
Núi lửa
Gia tốc kế điện tử hiện đại được sử dụng trong các thiết bị viễn thám dành cho
việc theo dõi các núi lửa đang hoạt động để phát hiện chuyển động của magma .
Điện tử tiêu dùng
Gia tốc kế ngày càng được tích hợp vào các thiết bị điện tử cá nhân để phát
hiện hướng của thiết bị, ví dụ, màn hình hiển thị.
Một cảm biến rơi tự do (FFS) là một gia tốc sử dụng để phát hiện nếu một hệ
thống đã được giảm xuống và đang giảm. Sau đó, nó có thể áp dụng các biện
pháp an tồn như đỗ đầu đĩa cứng để ngăn ngừa va chạm đầu và dẫn đến mất dữ
liệu khi va chạm.
Thiết bị này được bao gồm trong nhiều sản phẩm máy tính và điện tử tiêu dùng
phổ biến được sản xuất bởi nhiều nhà sản xuất. Nó cũng được sử dụng trong một
số logger dữ liệu để giám sát các hoạt động xử lý cho các container vận
chuyển . Khoảng thời gian rơi tự do được sử dụng để tính chiều cao thả và để
ước tính độ sốc cho gói hàng.

Cảm biến trọng lượng
Loadcell là thiết bị cảm biến dùng để chuyển đổi lực hoặc trọng lượng thành tín
hiệuđiện.
Khái niệm“strain gage”: cấu trúc có thể biến dạng đàn hồi khi chịu tác động của
lực tạo ra một tín hiệu điện tỷ lệ với sự biến dạng này.
Loadcell thường được sử dụng để cảm ứng các lực lớn, tĩnh hay các lực biến
thiên chậm.Một số trường hợp loadcell được thiết kế để đo lực tác động mạnh
phụ thuộc vào thiết kế của Loadcell.

Ctao&nlhd
Loadcell được cấu tạo bởi hai thành phần, thành phần thứ nhất là “Strain gage”
và thành phần còn lại là “Load“.


Strain gage là một điện trở đặc biệt chỉ nhỏ bằng móng tay, có điện trở thay
đổi khi bị nén hay kéo dãn và được nuôi bằng một nguồn điện ổn định, được
dán chết lên “Load”



Load – một thanh kim loại chịu tải có tính đàn hồi.




Nguyên
lý
hoạt
động
Hoạt động dựa trên nguyên lý cầu điện trở cân bằng Wheatstone. Giá trị lực tác dụng tỉ lệ
với sự thay đổi điện trở cảm ứng trong cầu điện trở, và do đótrả về tín hiệu điện áp tỉ lệ.

Phân loại
Có
thể
phân
loại
loadcells
như

sau:
– Phân loại Loadcell theo lực tác động: chịu kéo (shear loadcell), chịunén
(compression loadcell), dạng uốn (bending), chịu xoắn (TensionLoadcell) .
– Phân loại theo hình dạng: dạng đĩa, dạng thanh, dạng trụ, dạng cầu,dạng chữ S
– Phân loại theo kích thước và khả năng chịu tải: loại bé, vừa, lớn.

Cảm biến áp suất
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 cảm biến áp suất 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.
Ứng dụng cảm biến áp suất.
 Cảm biến áp suất 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 áp suất 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 cảm biến áp
suất đóng vai trị 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 ln lắp cảm biến áp suất để giám sát áp suất trên các ben thuỷ lực này

Cảm biến tiệm cận
Khái niệm: dùng phát hiện vật thể kim loại từ tính, kim loại khơng từ tính (như
Nhơm, đồng..) sử dụng cảm biến loại điện cảm (Inductivity Proximity Sensor)
và phát hiện vật phi kim sử dụng loại cảm biến tiệm cận kiểu điện dung
(Capacitve Proximity Sensor). Hay là dạng cảm biến quen thuộc có trong mỗi
chiếc Smartphone
Đặc điểm cảm biến tiệm cận


Phát hiện vật thể không cần tiếp xúc, không tác động lên vật, khoảng
cách xa nhất tới 30mm.




Hoạt động ổn định, chống rung động và chống shock tốt.



Tốc độ đáp ứng nhanh, tuổi thọ cao so với công tắc giới hạn (limit
switch).



Đầu sensor nhỏ có thể lắp ở nhiều nơi.



Có thể sử dụng trong mơi trường khắc nghiệt

Phân loại cảm biến tiệm cận
Có hai loại cảm biến tiệm cận chính có thể kể đến. Đó là loại cảm ứng từ và loại
điện dung.
Cảm biến tiệm cận loại cảm ứng từ


Cảm ứng từ loại có bảo vệ (Shielded): Từ trường được tập trung trước
mặt sensor nên ít bị nhiễu bởi kim loại xung quanh, tuy nhiên khoảng
cách đo ngắn đi.





Cảm ứng từ loại khơng có bảo vệ (Un-Shielded): Khơng có bảo vệ từ
trường xung quanh mặt sensor nên khoảng cách đo dài hơn, tuy nhiên
dễ bị nhiễu của kim loại xung quanh.

Cảm biến tiệm cận loại cảm ứng điện dung
Cảm ứng này phát hiện theo nguyên tắc tĩnh điện (sự thay đổi điện dung giữa vật
cảm biến và đầu sensor), có thể phát hiện tất cả vật thể.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận
Cảm biến tiệm cận hoạt động theo nguyên lý trường điện từ phát ra xung quanh
cảm biến với khoảng cách tối đa 30mm và gặp vật thể thì nó sẽ phát tín hiệu
truyền về bộ xử lý
Nguyên lý hoạt động cảm biến tiệm cận cảm ứng từ


Cảm biến từ tiệm cận bao gồm một cuộn dây được cuốn quanh một lõi
từ ở đầu cảm ứng. Sóng cao tần đi qua lõi dây này sẽ tạo ra một trường
điện từ dao động quanh nó. Trường điện từ này được một mạch bên
trong kiểm soát.



Khi vật kim loại di chuyển về phía trường này, sẽ tạo ra dịng điện
(dịng điện xốy) trong vật.



Những dịng điện này gây ra tác động như máy biến thế, do đó năng
lượng trong cuộn phát hiện giảm đi và dao động giảm xuống; độ mạnh
của từ trường giảm đi.




Mạch giám sát phát hiện ra mức dao động giảm đi và sau đó thay đổi đầu
ra. vật đã được phát hiện.



Vì ngun tắc vận hành này sử dụng trường điện từ nên cảm biến tiệm
cận vượt trội hơn cảm biến quang điện về khả năng chống chịu với mơi
trường. Ví dụ: dầu hoặc bụi thường không làm ảnh hưởng đến sự vận
hành của cảm biến.



Đầu ra của Cảm biến Cảm ứng



Ngày nay, hầu hết cảm biến cảm ứng đều có đặc điểm đầu ra tranzito có
logic NPN hoặc PNP. Những loại này còn được gọi là kiểu DC-3 dây.

Cảm biến khoảng cách
Cảm biến đo khoảng cách là gì?
Cảm biến đo khoảng cách là nhóm các cảm biến dùng để đo khoảng cách. Độ
chính xác mà các thiết bị này mang lại có thể từ vài cm đến 3000 m. Loại cảm


biến này thường được sử dụng khá rộng rãi trong công nghiệp, đặc biệt là ở một
số cảm biến và các trạm dầu khí.

Phân loại cảm biến đo khoảng cách
Trên thị trường tồn tại khá nhiều loại cảm biến dùng trong việc đo khoảng cách
giữa các vật như: cảm biến siêu âm đo khoảng cách, cảm biến quang đo
khoảng cách, cảm biến hồng ngoại đo khoảng cách. cảm biến đo khoảng
cách bằng laser,.... Tùy vào nhu cầu về tính chính xác, giá thành, mục đích sử
dụng, mơi trường xung quanh mà có những loại cảm biến đặc thù. Có 4 loại cảm
biến thường được dùng để đo khoảng cách:


Cảm biến Lase



Cảm biến siêu âm



Cảm biến từ



Cảm biến Encoder

3. Nguyên lý hoạt động của cảm biến khoảng cách

Nguyên lý cảm biến Laser dùng trong đo khoảng cách được ưa chuộng bởi lẻ
tính ứng dụng cao trong nhiều mơi trường. Đây là loại cảm biến khá phổ biển vì
độ chính xác cao, sai số nhỏ và có thể đo trên phạm vi diện rộng các vật. Cảm
biến laser bạn có thể tham khảo của hãng Omron, Keyence,....
Ứng dụng

Tránh va chạm cho các hệ thống (cần cẩu Gantry): Khi vận hành cần cẩu
giàn, nó là rất quan trọng để có thơng tin về vị trí hiện tại của cần cẩu. Trong
trường hợp như vậy, cảm biến vật cản laser được sử dụng với sự hỗ trợ của
gương phản xạ. Với độ chính xác lên đến ± 2 mm và một tỷ lệ lên đến 50 phép
đo trên giây, thiết bị này là hoàn tồn phù hợp cho phép đo vị trí đáng tin cậy.
- Đo khoảng cách (Ports, hệ thống docking): Cảm biến khoảng cách bằng
laser loại LDM302A được sử dụng trong các hệ thống lắp ghép cho các tàu. Họ
đo khoảng cách từ mép bến cho tàu đến và đảm bảo rằng các mục tiêu được
thông báo về khoảng cách hiện tại giữa tàu và các bến tàu đổ bộ ở tất cả các lần
đo. Các LDM302A sử dụng vơ hình, xung laser IR đảm bảo an toàn cho mắt để
đo khoảng cách tới gần như bất kỳ bề mặt tự nhiên với khoảng cách lên đến
300m. Đối với việc thực hiện trong hệ thống docking điều quan trọng là tất cả
các loại hulks, cho dù họ là gỉ hoặc sơn mới, có thể được phát hiện đáng tin cậy.
Điều này được đảm bảo bởi các cảm biến LDM302A. Các LDM302A cũng có


thể đo tốc độ hiện tại của tàu dọc theo tia laser dựa trên khoảng cách đo được và
sự thay đổi vị trí của nó.
- Đo mức xi măng, mực chất rắn trong bồn chứa, tháp cao (lưu trữ xi
măng): Trong kho lưu trữ rất lớn xi măng được phân bổ từ một chuyến tàu đến
một số tháp hoặc bồn lưu trữ lớn. Một số thiết bị đo khoảng cách laser của các
loại LDM41P được triển khai để cung cấp cho các nhà điều hành cần cẩu với
thơng tin chính xác về số lượng xi măng mỗi chiếc tháp hoặc bồn. Các thông tin
liên lạc thông qua truyền thông PROFIBUS để thu thập thông tin khoảng cách
dễ dàng. Những nỗ lực cho hệ thống dây điện các điểm đo được giảm đáng kể.
Bên cạnh đó, độ tin cậy chức năng của hệ thống đo đếm được tăng lên, ví dụ
như, hệ thống kết nối bị lỗi hay bị lỗi của một thiết bị sẽ được phát hiện bởi các
chẩn đoán cảnh báo và báo động theo chức năng thông qua PROFIBUS.
- Phát hiện vị trí (Lưu trữ tơn thép): Trong các nhà máy cán thép cuộn sản
xuất ra được lưu trữ trên một vùng không gian rộng lớn. Khi tải xe tải được

dùng để di chuyển các cuộn thép, cảm biến khoảng cách laser LDS30A được
sử dụng, để xác định xem các cuộn dây đó di chuyển bằng cần cẩu có vào đúng
vị trí hay khơng? Khi đó tỷ lệ đo cao của cảm biến lên đến 30 kHz cho phép
phát hiện vị trí đủ chính xác khi các cuộn dây được di chuyển đến vị trí cần khi
cuộn thép vẫn còn treo trên cần cẩu. Ngay cả động tác rất nhanh của người vận
hành đều có thể được phát hiện một cách đáng tin cậy.
- Định vị container trong khu vực cần cẩu (Cảng container): Khi bốc xếp
container trên tàu, cầu, cảng và các phương tiện vận chuyển cần phải biết vị trí
chính xác của các container liên quan đến cần cẩu. Trong trường hợp này, cảm
biến khoảng cách laser LDS30A đo khoảng cách giữa các phạm vi cẩu hoạt
động và các container. Tia laser hồng ngoại do các cảm biến phát ra là hoàn
toàn an toàn cho mắt làm cho nó thích hợp cho việc sử dụng trong các ứng dụng
mà mọi người đều có thể có mặt. Với mức tiêu thụ điện năng thấp của cảm
biến laser có thể đo được trên mọi bề mặt vững chắc, cho dù đó là gỉ, bẩn hoặc
bề mặt ẩm ướt.

Cảm biến siêu âm
Khái niệm : là một trong những loại cảm biến dùng để đo khoảng cách
của các vật thể và thường được sử dụng và áp dụng trong công nghiệp
để đo các vật thể rắn, lỏng thông qua dạng sóng tín hiệu siêu âm truyền
đi.
Cấu tạo của cảm biến siêu âm
Cảm biến siêu âm gồm 3 thành phần chính: Bộ phát (truyền đi tín
hiệu sóng âm), bộ thu (Thu nguồn âm thanh sau khi truyền đến), bộ xử
lý sóng âm.
Bộ xử lý sóng được tích hợp bên trong cảm biến sau khi nhận được
tín hiệu phản hồi đưa về, lập tức bộ này sẽ phân tích, tính tốn để


đưa ra khoảng cách giữa các điểm phát sóng và điểm sóng chạm

vào vật thể thơng qua khoảng thời gian sóng phát tới vật thể và vận
tốc truyền đi của sóng siêu âm. Cuối cùng thơng tin này sẽ được
chuyển hóa thành tín hiệu Analog và truyền về một mạch đọc tín hiệu
chuyển hóa thành tín hiệu logic và hiển thị thông tin cho người sử
dụng.
Phân loại cảm biến siêu âm
Trên thị trường hiện nay, có 2 loại cảm biến siêu âm thường được dùng
nhất đó là: Cảm biến tiệm cận ( Proximity Sensors) và cảm biến
mức (Level Sensors).
1. Cảm biến tiệm cận ( Proximity Sensors)
Chúng thường được tìm thấy trong một số công nghệ đỗ xe ô tô tự
động và hệ thống an toàn chống va chạm. Cảm biến siêu âm này cũng
được sử dụng trong một số hệ thống phát hiện chướng ngại vật trên
robot, cũng như một số máy móc trong dây chuyền sản xuất.
So với cảm biến hồng ngoại (IR) trong các ứng dụng thì cảm biến tiệm
cận sẽ khơng dễ dàng bị nhiễu sóng bởi khói, khí và một số hạt trong
khơng khí khác. Mặc dù, thành phần vật lý vẫn có thể bị ảnh hưởng bởi
các biến như nhiệt độ.
2. Cảm biến siêu âm – cảm biến mức (Level Sensors)
Cảm biến mức dùng để phát hiện, giám sát và điều chỉnh các mức chất
lỏng trong các thùng chứa kín, ví dụ như các thùng hóa chất trong các
nhà máy.
Một điều cũng rất đáng để lưu ý là công nghệ siêu âm đã cho phép
ngành y tế có thể nhìn được các cơ quan nội tạng, giúp bác sĩ có thể
xác định được các khối u và có thể theo dõi sự phát triển của em bé
trong bụng mẹ.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến siêu âm
Cảm biến siêu âm phát ra các nguồn xung âm thanh có tần số ngắn,
tần số cao theo khoảng thời gian đều đặn. Chúng lan truyền trong
khơng khí với tốc độ nhanh hơn tốc độ âm thanh.

Trong quá trình lan truyền trong không khi, chúng gặp vật thể,
chúng sẽ phản xạ ngược trở lại dưới một dạng tín hiệu phản hồi và
đồng thời bộ xử lý sóng âm sẽ tự động tính tốn khoảng cách dựa trên
khoảng thời gian sóng được phát ra và tín hiệu trả về.Để có thể tính
được khoảng cách giữa cảm biến và đối tượng, cảm biến sẽ đo thời
gian cần thiết giữa khoảng thời gian phát ra âm thanh của bộ phát đến
tiếp xúc với bộ thu. Cơng thức tính khoảng cách như sau: D = T x C
(Trong đó D là khoảng cách, T là thời gian, C là tốc độ âm thanh). Tốc
độ âm thanh C ≈ 343 mét/ giây.