Cảm biến thụ động là gì?

Tác giả: Lý Ái
Nguồn: Ulink Media

Cảm biến thụ động là gì?

Cảm biến thụ động còn được gọi là cảm biến chuyển đổi năng lượng. Giống như Internet of Things, nó không cần nguồn điện bên ngoài, nghĩa là nó là một cảm biến không cần sử dụng nguồn điện bên ngoài mà còn có thể lấy năng lượng thông qua cảm biến bên ngoài.

Chúng ta đều biết rằng cảm biến có thể được chia thành cảm biến cảm ứng, cảm biến hình ảnh, cảm biến nhiệt độ, cảm biến chuyển động, cảm biến vị trí, cảm biến khí, cảm biến ánh sáng và cảm biến áp suất theo các đại lượng nhận thức và phát hiện vật lý khác nhau. Đối với các cảm biến thụ động, năng lượng ánh sáng, bức xạ điện từ, nhiệt độ, năng lượng chuyển động của con người và nguồn rung được cảm biến phát hiện là những nguồn năng lượng tiềm năng.

Người ta hiểu rằng cảm biến thụ động có thể được chia thành ba loại sau: cảm biến thụ động sợi quang, cảm biến thụ động sóng âm bề mặt và cảm biến thụ động dựa trên vật liệu năng lượng.

• Cảm biến sợi quang

Cảm biến sợi quang là loại cảm biến dựa trên một số đặc tính của sợi quang được phát triển vào giữa những năm 1970. Nó là một thiết bị chuyển đổi trạng thái đo được thành tín hiệu ánh sáng có thể đo được. Nó bao gồm nguồn sáng, cảm biến, máy dò ánh sáng, mạch điều hòa tín hiệu và sợi quang.

Nó có các đặc tính như độ nhạy cao, khả năng chống nhiễu điện từ mạnh, cách điện tốt, thích ứng môi trường mạnh mẽ, đo từ xa, tiêu thụ điện năng thấp và ngày càng trưởng thành trong ứng dụng Internet vạn vật. Ví dụ, hydrophone sợi quang là một loại cảm biến âm thanh lấy sợi quang làm thành phần nhạy cảm và cảm biến nhiệt độ sợi quang.

• Cảm biến sóng âm bề mặt

Cảm biến sóng âm bề mặt (SAW) là cảm biến sử dụng thiết bị sóng âm bề mặt làm bộ phận cảm biến. Thông tin đo được phản ánh bởi sự thay đổi tốc độ hoặc tần số của sóng âm bề mặt trong thiết bị sóng âm SURFACE và được chuyển đổi thành cảm biến đầu ra tín hiệu điện. Nó là một cảm biến phức tạp với nhiều loại cảm biến. Nó chủ yếu bao gồm cảm biến áp suất sóng âm bề mặt, cảm biến nhiệt độ sóng âm bề mặt, cảm biến gen sinh học sóng âm bề mặt, cảm biến khí hóa học sóng âm bề mặt và cảm biến thông minh, v.v.

Bên cạnh cảm biến sợi quang thụ động có độ nhạy cao, có thể đo khoảng cách, đặc điểm tiêu thụ điện năng thấp, cảm biến sóng âm bề mặt thụ động sử dụng thay đổi tần số Hui để đoán sự thay đổi của vận tốc, do đó, việc thay đổi kiểm tra sang đo bên ngoài có thể rất lớn chính xác, đồng thời, các đặc tính về khối lượng nhỏ, trọng lượng nhẹ, tiêu thụ điện năng thấp có thể cho phép nó có được các đặc tính cơ và nhiệt tốt, đồng thời mở ra một kỷ nguyên mới của cảm biến nhỏ, không dây. Nó được sử dụng rộng rãi trong trạm biến áp, xe lửa, hàng không vũ trụ và các lĩnh vực khác.

• Cảm biến thụ động dựa trên vật liệu năng lượng

Cảm biến thụ động dựa trên vật liệu năng lượng, đúng như tên gọi của nó, sử dụng năng lượng thông thường trong cuộc sống để chuyển đổi năng lượng điện, như năng lượng ánh sáng, năng lượng nhiệt, năng lượng cơ học, v.v. Cảm biến thụ động dựa trên vật liệu năng lượng có ưu điểm là băng tần rộng, khả năng chống nhiễu mạnh, giảm thiểu nhiễu loạn đối tượng đo, độ nhạy cao và được sử dụng rộng rãi trong các trường đo điện từ như điện áp cao, sét, cường độ trường bức xạ mạnh, lò vi sóng công suất cao và như vậy.

Sự kết hợp của cảm biến thụ động với các công nghệ khác

Trong lĩnh vực Internet of Things, cảm biến thụ động ngày càng được sử dụng rộng rãi và nhiều loại cảm biến thụ động đã được xuất bản. Ví dụ, các cảm biến kết hợp với NFC, RFID và thậm chí cả wifi, Bluetooth, UWB, 5G và các công nghệ không dây khác đã ra đời. Ở chế độ thụ động, cảm biến lấy năng lượng từ tín hiệu vô tuyến trong môi trường thông qua ăng-ten và dữ liệu cảm biến được lưu trữ trong bộ nhớ bất biến, được giữ lại khi không được cấp nguồn.

Và cảm biến biến dạng dệt thụ động không dây dựa trên công nghệ RFID, Nó kết hợp công nghệ RFID với vật liệu dệt để tạo thành thiết bị có chức năng cảm biến biến dạng. Cảm biến biến dạng dệt RFID áp dụng chế độ giao tiếp và cảm ứng của công nghệ thẻ UHF RFID thụ động, dựa vào năng lượng điện từ để hoạt động, có tiềm năng thu nhỏ và linh hoạt, đồng thời trở thành lựa chọn tiềm năng cho các thiết bị đeo được.

Cuối cùng

Internet of Things thụ động là hướng phát triển trong tương lai của Internet of Things. Là một liên kết của Internet of Things thụ động, các yêu cầu đối với cảm biến không còn bị giới hạn ở mức tiêu thụ điện năng thấp và thu nhỏ. Internet of Things thụ động cũng sẽ là một hướng phát triển đáng được trau dồi hơn nữa. Với sự trưởng thành và đổi mới không ngừng của công nghệ cảm biến thụ động, việc ứng dụng công nghệ cảm biến thụ động sẽ ngày càng mở rộng.