Đầu dò biến đổi đại lượng vật lý thành tín hiệu điện. Nó là một thiết bị điện tử có hai chức năng chính, tức là, cảm biến và truyền tải. Nó cảm nhận số lượng vật lý và sau đó chuyển nó thành các công trình cơ học hoặc tín hiệu điện.

Đầu dò có nhiều loại, và chúng có thể được phân loại theo các tiêu chí sau.

1. Bằng cách chuyển nạp được sử dụng.
2. như một đầu dò chính và phụ
3. như một đầu dò thụ động và chủ động
4. như đầu dò tương tự và kỹ thuật số
5. như bộ chuyển đổi và bộ chuyển đổi nghịch đảo

Bộ chuyển đổi nhận được đại lượng đo và cho một lượng tín hiệu đầu ra tỷ lệ thuận. Tín hiệu đầu ra được gửi đến thiết bị điều hòa ở đó tín hiệu được suy giảm, lọc và điều chế.

Đại lượng đầu vào là đại lượng không mang điện, và tín hiệu điện đầu ra ở dạng dòng điện, điện áp hoặc tần số.

1. Phân loại dựa trên nguyên tắc truyền tải

Đầu dò được phân loại theo môi trường truyền tải. Môi trường truyền tải có thể là điện trở, cảm ứng hoặc điện dung phụ thuộc vào quá trình chuyển đổi mà bộ chuyển đổi đầu vào chuyển đổi tín hiệu đầu vào thành điện trở , điện cảm và điện dung tương ứng như thế nào.

2. Đầu dò chính và phụ

Bộ chuyển đổi chính – Bộ chuyển đổi bao gồm cơ khí cũng như các thiết bị điện. Các thiết bị cơ học của đầu dò biến đổi các đại lượng vật lý đầu vào thành tín hiệu cơ học. Thiết bị cơ khí này được gọi là bộ chuyển đổi chính.

Bộ chuyển đổi thứ cấp – Bộ chuyển đổi thứ cấp chuyển đổi tín hiệu cơ học thành tín hiệu điện. Độ lớn của tín hiệu đầu ra phụ thuộc vào tín hiệu cơ đầu vào.

Ví dụ về bộ chuyển đổi chính và phụ

Hãy xem xét Ống của Bourdon được hiển thị trong hình bên dưới. Ống hoạt động như một bộ chuyển đổi chính. Nó phát hiện áp suất và chuyển nó thành một sự dịch chuyển từ đầu tự do của nó. Sự dịch chuyển của các đầu tự do làm di chuyển lõi của máy biến áp dịch chuyển tuyến tính. Sự chuyển động của lõi tạo ra điện áp đầu ra tỷ lệ thuận với độ dịch chuyển của đầu ống tự do.

Do đó, hai kiểu truyền tải xảy ra trong ống Bourdon. Đầu tiên, áp suất được chuyển đổi thành độ dịch chuyển và sau đó nó được chuyển đổi thành điện áp nhờ sự trợ giúp của LVDT

Các loại đầu dò

Đầu dò biến đổi đại lượng vật lý thành tín hiệu điện. Nó là một thiết bị điện tử có hai chức năng chính, tức là, cảm biến và truyền tải. Nó cảm nhận số lượng vật lý và sau đó chuyển nó thành các công trình cơ học hoặc tín hiệu điện.
Đầu dò có nhiều loại, và chúng có thể được phân loại theo các tiêu chí sau.

1. Bằng cách chuyển nạp được sử dụng.
2. như một đầu dò chính và phụ
3. như một đầu dò thụ động và chủ động
4. như đầu dò tương tự và kỹ thuật số
5. như bộ chuyển đổi và bộ chuyển đổi nghịch đảo

Bộ chuyển đổi nhận được đại lượng đo và cho một lượng tín hiệu đầu ra tỷ lệ thuận. Tín hiệu đầu ra được gửi đến thiết bị điều hòa ở đó tín hiệu được suy giảm, lọc và điều chế.

Đại lượng đầu vào là đại lượng không mang điện, và tín hiệu điện đầu ra ở dạng dòng điện, điện áp hoặc tần số.

1. Phân loại dựa trên nguyên tắc truyền tải

Đầu dò được phân loại theo môi trường truyền tải. Môi trường truyền tải có thể là điện trở, cảm ứng hoặc điện dung phụ thuộc vào quá trình chuyển đổi mà bộ chuyển đổi đầu vào chuyển đổi tín hiệu đầu vào thành điện trở , điện cảm và điện dung tương ứng như thế nào.

2. Đầu dò chính và phụ

Bộ chuyển đổi chính – Bộ chuyển đổi bao gồm cơ khí cũng như các thiết bị điện. Các thiết bị cơ học của đầu dò biến đổi các đại lượng vật lý đầu vào thành tín hiệu cơ học. Thiết bị cơ khí này được gọi là bộ chuyển đổi chính.

Bộ chuyển đổi thứ cấp – Bộ chuyển đổi thứ cấp chuyển đổi tín hiệu cơ học thành tín hiệu điện. Độ lớn của tín hiệu đầu ra phụ thuộc vào tín hiệu cơ đầu vào.

Ví dụ về bộ chuyển đổi chính và phụ

Hãy xem xét Ống Bourdon được hiển thị trong hình bên dưới. Ống hoạt động như một bộ chuyển đổi chính. Nó phát hiện áp suất và chuyển nó thành một sự dịch chuyển từ đầu tự do của nó. Sự dịch chuyển của các đầu tự do làm di chuyển lõi của máy biến áp dịch chuyển tuyến tính. Sự chuyển động của lõi tạo ra điện áp đầu ra tỷ lệ thuận với độ dịch chuyển của đầu ống tự do.

Do đó, hai kiểu truyền tải xảy ra trong ống Bourdon. Đầu tiên, áp suất được chuyển đổi thành độ dịch chuyển và sau đó nó được chuyển đổi thành điện áp nhờ sự trợ giúp của LVDT

Ống Bourdon là đầu dò chính, và LVDT được gọi là đầu dò thứ cấp.

3. Đầu dò thụ động và chủ động

Đầu dò được phân loại là đầu dò chủ động và thụ động.

Bộ chuyển đổi thụ động – Bộ chuyển đổi yêu cầu nguồn điện từ nguồn cung cấp bên ngoài được gọi là bộ chuyển đổi thụ động. Chúng còn được gọi là bộ chuyển đổi nguồn điện bên ngoài. Các đầu dò điện dung, điện trở và cảm ứng là ví dụ của đầu dò thụ động.

Bộ chuyển đổi hoạt động – Bộ chuyển đổi không yêu cầu nguồn điện bên ngoài được gọi là đầu dò hoạt động. Loại đầu dò như vậy phát triển điện áp hoặc dòng điện sở hữu của chúng, do đó được gọi là đầu dò tự tạo. Tín hiệu đầu ra thu được từ đại lượng vật lý đầu vào.

Các đại lượng vật lý như vận tốc, nhiệt độ, lực và cường độ ánh sáng được tạo ra với sự trợ giúp của bộ chuyển đổi. Tinh thể áp điện, tế bào quang điện, máy phát tacho, cặp nhiệt điện, tế bào quang điện là những ví dụ về đầu dò hoạt động.

Ví dụ – Hãy xem xét các ví dụ về tinh thể áp điện. Tinh thể được kẹp giữa hai điện cực kim loại, và toàn bộ phần kẹp được gắn chặt vào đế. Khối lượng được đặt trên đầu của bánh kẹp.

Tinh thể piezo có tính chất đặc biệt vì khi có lực tác dụng vào tinh thể, chúng tạo ra điện thế. Cơ sở cung cấp gia tốc do điện áp được tạo ra. Khối lượng áp dụng trên các tinh thể tạo ra một điện áp đầu ra. Điện áp đầu ra tỷ lệ với gia tốc.

Bộ chuyển đổi đề cập ở trên được gọi là gia tốc kế chuyển đổi gia tốc thành điện áp. Bộ chuyển đổi này không yêu cầu bất kỳ nguồn điện phụ nào để chuyển đổi đại lượng vật lý thành tín hiệu điện.

4. Đầu dò tương tự và kỹ thuật số

Bộ chuyển đổi cũng có thể được phân loại theo tín hiệu đầu ra của chúng. Tín hiệu đầu ra của đầu dò có thể liên tục hoặc rời rạc.

Bộ chuyển đổi tương tự – Bộ chuyển đổi tương tự thay đổi đại lượng đầu vào thành một chức năng liên tục. Máy đo biến dạng, LVDT, cặp nhiệt điện, điện trở nhiệt là những ví dụ của đầu dò tương tự.

Bộ chuyển đổi kỹ thuật số   – Các bộ chuyển đổi này chuyển đổi một đại lượng đầu vào thành tín hiệu kỹ thuật số hoặc ở dạng xung. Các tín hiệu kỹ thuật số hoạt động ở công suất cao hoặc thấp.

5. Bộ chuyển đổi và bộ chuyển đổi nghịch đảo

Bộ chuyển đổi – Thiết bị chuyển đổi đại lượng không điện thành điện lượng được gọi là bộ chuyển đổi.

Bộ chuyển đổi nghịch đảo – Bộ chuyển đổi chuyển đổi điện lượng thành một đại lượng vật lý, loại đầu dò như vậy được gọi là đầu dò nghịch đảo. Bộ chuyển đổi có đầu vào điện cao và đầu ra không điện thấp.