Cảm biến siêu âm là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm

Cảm biến xác định vật thể, các thông số vật lý liên quan đến môi trường, cung cấp dữ liệu cho hệ thống. Với độ nhạy cao, khả năng đo đạc chính xác, cảm biến thông số thông tin hữu ích, tín hiệu có giá trị. Nhiều loại cảm biến được phát triển, nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng ngày càng đa dạng của người dùng.

Cảm biến siêu âm là một thiết bị không quá xa lạ, được ứng dụng nhiều trong công nghiệp. Bạn chưa hiểu bản chất, đặc điểm của cảm biến siêu âm là gì? Hãy cùng NGUYENGIANG.VN tìm hiểu về loại cảm biến này qua bìa viết dưới đây.

Cảm biến siêu âm là gì? Ưu - nhược điểm như thế nào?

Cảm biến sóng siêu âm ứng dụng trên nhiều thiết bị, hệ thống. Cùng tìm hiểu về đặc điểm cảm biến siêu âm là gì và tính ứng dụng cụ thể của loại cảm biến này.

Cảm biến siêu âm là gì?

Cảm biến siêu âm là thiết bị điện tử dùng để đo khoảng cách với vật thể, bằng sóng siêu âm. Dựa trên sự chuyền sóng siêu âm, cảm biến xác định vật thể trong môi trường, khoảng cách trong thực tế và tạo ra tín hiệu điện để truyền tải đến hệ thống. Đặc điểm sóng siêu âm thường được ứng dụng để đo khoảng cách hoặc tốc độ của vật thể.

Ưu điểm và hạn chế của cảm biến sóng siêu âm

Cảm biến sóng siêu âm có những ưu - nhược điểm riêng mà người dùng cần tìm hiểu kỹ. Cụ thể như sau:

Ưu điểm cảm biến sóng siêu âm:

• Giúp đo khoảng cách, xác định tốc độ vật thể mà không cần tiếp xúc trực tiếp. Do vậy, loại cảm ứng này linh hoạt đo được nhiều loại vật chất khác nhau, môi trường khắc nghiệt mà con người không thể làm việc.
• Cảm biến sóng siêu âm có độ nhạy cao, phản hồi tín hiệu trong vài giây, từ đó giúp con người hoặc hệ thống xử lý tình huống hiệu quả. Sai số trung bình của loại cảm biến này khá thấp, chỉ 0.15%, trong phạm vi 2m.

Hạn chế của cảm biến sóng siêu âm:

• Cảm biến sóng siêu âm sẽ dễ bị nhiễu tín hiệu nếu không lắp đặt đúng cách.
• Chi phí cho cảm biến sóng siêu âm thường khá cao, cao hơn so với mặt bằng chung các loại cảm biến cùng chức năng.

Tính ứng dụng của cảm biến sóng siêu âm là rất lớn. Cụ thể, cảm biến siêu âm được dùng trong các lĩnh vực:

• Ứng dụng trong điều khiển, lái xe ô tô an toàn, với cảm biến sóng siêu âm được gắn vào đầu hoặc đuôi xe để xác định vật thể, cảnh báo người điều khiển. Cảm biến giúp xác định vật cản, cảnh báo va chạm cho người lái xe ô tô.
• Ứng dụng trong lĩnh vực công nghiệp: Xác định lỗi linh kiện, sản phẩm, đo mức nhiên liệu.
• Cảm biến vân tay trên màn hình điện thoại ứng dụng cảm biến sóng siêu âm.
• Cảm biến đo mức nước trong các bồn chứa để cảnh báo tràn, kiểm soát mực chất lỏng an toàn.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến siêu âm như thế nào?

Tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến sóng siêu âm để hiểu hơn về thiết bị này.

Cấu tạo cảm biến sóng siêu âm gồm những gì?

Cảm biến sóng siêu âm có nhiều loại, được thiết kế tương thích với từng hệ thống. Nhưng nhìn chung, một thiết bị cảm biến sóng siêu âm sẽ bao gồm các thành phần chính sau:

• Bộ phát sóng siêu âm: hoạt động với cơ chế truyền động rung, tạo sóng siêu âm.
• Bộ thu: Nhiệm vụ tiếp nhận các rung động cơ học, chuyển đổi thành năng lượng điện đầu ra.
• Bộ xử lý: Mạch tích hợp có khả năng phân tích tín hiệu, xác định và tính toán đưa ra chỉ số vật lý theo yêu cầu.
• Nguồn điện cung cấp cho cảm ứng là nguồn 1 chiều.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến sóng siêu âm như thế nào?

Nguyên lý hoạt động của cảm biến sóng siêu âm khá đơn giản, hoạt động dựa trên chu trình cho và nhận tín hiệu. Bộ phát sóng tạo ra sóng âm trong phạm vi giám sát, nếu có vật thể đi vào khu vực này, sẽ khiến sóng phản xạ trở lại bộ phận tiếp nhận thông tin.

Bộ xử lý sẽ đo và tính toán khoảng cách dựa trên thời gian phản hồi sóng và tốc độ sóng. Do vậy, việc đo tốc độ vật thể không cần tiếp xúc trực tiếp.

Có mấy loại cảm ứng siêu âm?

Cảm ứng sóng siêu âm được sử dụng khá nhiều, phổ biến với 2 loại chính sau đây:

• Cảm ứng tiệm cận: Ứng dụng trong hệ thống an toàn, cảnh báo điều khiển ô tô, phát hiện chướng ngại vật. Đặc điểm cảm biến tiệm cận không bị nhiễu sóng, tính ổn định cao.
• Cảm ứng biến mức: Ứng dụng trong phát hiện, giám sát và điều chỉnh mức chất lỏng trong thùng kín nhà máy, hóa chất, môi trường đặc biệt khắc nghiệt.

Cảm ứng siêu âm được dùng nhiều trong ứng dụng công nghiệp, với độ chính xác cao. Tìm hiểu kỹ về loại cảm biến siêu âm, sẽ giúp bạn chọn mua thiết bị phù hợp và sử dụng hiệu quả. Hy vọng những thông tin trên đây sẽ hữu ích giúp bạn hiểu về cảm ứng siêu âm đang được sử dụng phổ biến hiện nay.

>> Xem thêm bài viết liên quan:

1. Cảm biến chuyển động là gì? Nguyên lý & lợi ích của cảm biến chuyển động
2. Cảm biến quang là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng
3. Cảm biến ánh sáng là gì? Phân loại và ứng dụng của cảm biến ánh sáng
4. Cảm biến tiệm cận là gì? Tìm hiểu tất tần tật về cảm biến tiệm cận