3.1.1 Khái niệm
Trong các hệ thống đo lường điều khiển mọi quá trình đều được đặc trưng bởi các trạng thái như nhiệt độ, áp suất, tốc độ, momen…Các biến trạng thái này thường là các đại lượng không điện. Nhằm mục đích điều chỉnh, điều khiển các quá trình ta cần thu thập thông tin, đo đạc, theo dõi sự biến thiên của các biến trạng thái của quá trình. Các bộ cảm biến thực hiện chức năng này, chúng thu nhận, đáp ứng với các tín hiệu và kích thích, là tai mắt của các hoạt động khoa học và công nghệ của con người.
Các bộ cảm biến thường được định nghĩa theo nghĩa rộng là thiết bị cảm nhận và đáp ứng với các tín hiệu và kích thích.
Trong mô hình mạch, ta có thể coi bộ cảm biến như một mạng hai cửa, trong đó cửa vào là biến trạng thái cần đo x và cửa ra là đáp ứng y của bộ cảm biến với kích thích đầu vào x.
Phương trình mô tả quan hệ giữa đáp ứng y và kích thích x của bộ cảm biến có dạng:
y = f(x)
Trong các hệ thống đo lường - điều khiển hiện đại, quá trình thu thập và xử lý tín hiệu thường do máy tính đảm nhiệm.
Bộ cảm biến x
kích thích
y đáp ứng
Trong sơ đồ hình 3.1, quá trình (đối tượng) được đặc trưng bằng các biến trạng thái và được các bộ cảm biến thu nhận. Đầu ra của bộ vi xử lý được phối ghép với cơ cấu chấp hành nhằm tác động lên quá trình (đối tượng). Đây là sơ đồ điều khiển tự động (qúa trình), trong đó bộ cảm biến đóng vai trò cảm nhận, đo đạc và đánh giá các thông số của hệ thống. Bộ vi xử lý làm nhiệm vụ xử lý thông tin và đưa ra tín hiệu điều khiển quá trình.