Cảm biến tiệm cận – Đặc điểm, Nguyên lý hoạt động và ứng dụng cảm biến tiệm cận

Đăng bởi Nguyen Van Ven vào lúc 03/12/2021

Cảm biến tiệm cận (còn được gọi là “Công tắc tiệm cận” hoặc đơn giản là “PROX” tên tiếng anh là Proximity Sensors) phản ứng khi có vật ở gần cảm biến. Trong hầu hết các trường hợp, khoảng cách này chỉ là vài mm. Cảm biến tiệm cận thường phát hiện vị trí cuối của chi tiết máy và tín hiệu đầu ra của cảm biến khởi động một chức năng khác của máy. Đặc biệt cảm biến này hoạt động tốt ngay cả trong những môi trường khắc nghiệt.

Cảm biến tiệm cận chuyển đổi tín hiệu về sự chuyển động hoặc xuất hiện của vật thể thành tín hiệu điện. Có 3 hệ thống phát hiện để thực hiện công việc chuyển đổi này: hệ thống sử dụng dòng điện xoáy được phát ra trong vật thể kim loại nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ, hệ thống sử dụng sự thay đổi điện dung khi đến gần vật thể cần phát hiện, hệ thống sử dụng nam châm và hệ thống chuyển mạch cộng từ.

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 môi trường khắc nghiệt

Phân loại cảm biến tiệm cận

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 không có bảo vệ (Un-Shielded): Không 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 dòng điện (dòng điện xoáy) trong vật.
  • Những dòng 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 nguyên 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 môi 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.
  • Trong một số trường hợp cài đặt, người ta sử dụng cảm biến tiệm cận có 2 kết nối (âm và dương). Chúng được gọi là kiểu DC-2 dây

Chế độ hoạt động Thường Mở/Thường Đóng

Cảm biến tiệm cận được chia theo chế độ hoạt động thường mở (NO) và thường đóng (NC) mô tả tình trạng có tín hiệu đầu ra của cảm biến sau khi có hoặc không phát hiện được vật.

  • Thường mở: Tín hiệu điện áp cao khi phát hiện ra vật; tín hiệu điện áp thấp khi không có vật
  • Thường đóng: Tín hiệu cao khi không có vật; tín hiệu thấp khi phát hiện ra vật.
  • Di chuyển chuột (=vật) của bạn qua cảm biến để làm bóng đèn sáng, hãy xem ví dụ minh họa tương tự với đầu ra thường đóng (NC). Bóng đèn tắt ngay khi vật (chuột) di chuyển đến gần cảm biến.
  • Cảm biến tiệm cận có cả hai đầu ra NO và NC được gọi là kiểu đối lập.
  • Lưu ý: Kiểu NO/NC dùng cho cả cảm biến điện cảm và cảm biến điện dung. Hình này trình bày cảm biến điện dung.
  • Cảm biến Cảm ứng Được bảo vệ / Flush / Shielded
  • Cảm biến tiệm cận được bảo vệ có cấu tạo gồm một tấm chắn quanh lõi từ. Tấm này có tác dụng dẫn trường điện từ đến trước phần đầu.
  • Cảm biến tiệm cận được bảo vệ có thể được lắp chìm bằng mặt trên bề mặt kim loại, nếu không gian chật hẹp. Điều này cũng có lợi là có thể bảo vệ cảm biến về mặt cơ học.
  • Tuy nhiên, phạm vi phát hiện bị hạn chế, nhưng có thể lắp cảm biến dễ dàng với các kim loại xung quanh mà không gây ra ảnh hưởng nào.
  • Cảm biến Cảm ứng Không được bảo vệ / Non-Flush / UnShielded
  • Cảm biến không được bảo vệ, không có lớp bảo vệ quanh lõi từ. Sự khác biệt giữa cảm biến được bảo vệ và không được bảo vệ có thể quan sát được một cách dễ dàng.

Thiết kế này cho khoảng cách phát hiện lớn hơn cảm biến tiệm cận được bảo vệ. Cảm biến không được bảo vệ có khoảng cách phát hiện gần gấp đôi so với loại được bảo vệ có cùng kích thước đường kính.

Không thể lắp Cảm biến tiệm cận không được bảo vệ chìm bằng mặt với bề mặt kim loại Do đó, khả năng bảo vệ về mặt cơ học thấp hơn. Vì từ trường mở rộng ra tới cạnh của cảm biến, nên có thể bị ảnh hưởng của những kim loại trong khu vực này. Cảm biến tiệm cận không được bảo vệ cũng nhạy cảm hơn với giao thoa hỗ tương.

VIẾT BÌNH LUẬN CỦA BẠN:
popup

Số lượng:

Tổng tiền:

Xin chào
close nav
DANH MỤC
DANH MỤC SẢN PHẨM