Cảm biến tiệm cận là gì? Đặc điểm & Nguyên lý hoạt động

0
5994

Cảm biến tiệm cận – Nghe có vẻ xa lạ nhưng lại vô cùng quen thuộc mà chúng ta thấy hàng ngày bởi lẽ chúng được lắp đặt trong chính chiếc điện thoại của bạn đấy. Vậy cảm biến tiệm cận là gì và chúng hoạt động như thế nào? Hôm nay hãy cùng Mecsu tìm hiểu cùng bạn nhé.

Cảm biến tiệm cận là gì?

Cảm biến tiệm cận (còn được gọi là Công tắc tiệm cận hay PROX – Proximity Sensors) sẽ phản ứng khi có vật ở gần cảm biến chỉ trong vài mm ở hầu hết các trường hợp. Cảm ứng này 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 mát. Đặc biệt, nó thường hoạt động tốt trong môi trường khắc nghiệt.

Cảm biến tiệm cận

Cảm biến tiệm cận sẽ chuyển đổi tín hiệu về sự chuyển động hoặc xuất hiện của vật thể thành tín hiệu điện. Có 3 hệ thống phát hiện về sự chuyển đổi này:

– Hệ thống có sử dụng dòng điện xoáy được phát ra trong vật thể kim loại nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ.

– Hệ thống có sử dụng sự thay đổi điện dung khi đến gần vật thể cần phát hiện.

– Hệ thống có sử dụng nam châm và hệ thống chuyển mạch cộng từ.

#1 Đặc điểm của cảm biến tiệm cận

  • Có thể phát hiện vật thể mà không cần tiếp xúc và tác động lên vật đó với khoảng cách xa nhất tới 30mm.
  • Độ chống rung và chống shock tốt và đồng thời hoạt động cảm biến rất ổn định.

Đặc điểm của cảm biến tiệm cận

  • Có tuổi thọ cao so với công tắc giới hạn và tốc độ đáp ứng nhanh.
  • Đầu sensor có kích thước nhỏ có thể lắp ở nhiều nơi.
  • Sử dụng trong môi trường khắc nghiệt.

#2 Cảm biến tiệm cận có bao nhiêu loại?

Trong cảm biến tiệm cận có 2 loại đó là:

Loại cảm ứng từ

Loại cảm biến tiệm cận cảm ứng từ

Loại cảm ứng từ được chia 2 loại là có bảo vệ và không bảo vệ:

  • Cảm ứng từ loại có bảo vệ (Shielded) – Là từ trường được tập trung trước mặt sensor nên ít bị nhiễu bởi những kim loại xung quanh nhưng khoảng cách đo thì lại ngắn đi.
  • Cảm ứng từ loại không có bảo vệ (Un-Shielded) – Là từ trường không có bảo vệ xung quanh mặt sensor nên khoảng cách đo dài hơn, ngược lại thì dễ bị nhiễu của những kim loại xung quanh

Loại cảm ứng điện dung

Loại cảm biến tiệm cận điện dung

Loại cảm ứng này được phát hiện theo sự thay đổi điện dung giữa vật cảm biến và đầu sensor (gọi là nguyên tắc tĩnh điện), có thể phát hiện tất cả vật thể.

#3 Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của cảm ứng tiệm cận gồm có:

Nguyên lý hoạt động cảm biến tiệm cận cảm ứng từ

– Cảm ứng từ bao gồm một cuộn dây được quấn quanh một lõi từ ở đầu cảm ứng. Khi sóng cao tần đi qua lõi dây này để tạo ra trường điện từ dao động xung quanh nó và còn được một mạch bên trong kiểm soát.

– Khi những vật kim loại di chuyển về phía trường sẽ tạo ra một dòng điện xoáy trong vật.

– Dòng điện này sẽ gây ra tác động như máy biến thế, chính vì vậy mà năng lượng trong cuộn phát hiện giảm đi và dao động giảm xuống, đồng thời độ mạnh của từ trường cũng giảm đi.

– Khi mạch giám sát phát hiện ra mức dao động giảm đi và tiếp đó thay đổi đầu ra vật đã được phát hiện.

Cảm biến tiệm cận cảm ứng từ

– Nguyên tắc vận hành này có sử dụng điện từ nên cảm biến tiệm cận sẽ vượt trội hơn cảm biến quang điện về khả năng chịu được với môi trường. Ví dụ như dầu hoặc bụi thường không làm ảnh hướng đến cảm biến.

– Đầu ra này của cảm biến cảm ứng.

– Các cảm biến cảm ứng đều có đặc điểm đầu ra tranzito có logic NPN hoặc PNP (gọi là kiểu DC-3 dây).

– Trong những trường hợp cài đặt, người ta sử dụng cảm biến tiệm cận có kết nối cả âm và dương (gọi là DC-2 dây).

Nguyên lý hoạt động cảm biến tiệm cận điện dung

Cảm biến điện dung dựa trên nguyên lý thay đổi điện dung giữa vật cảm biến và đầu sensor (nguyên lý tĩnh điện) của cảm biến phát hiện tất cả các vật thể khi có sự tác động của môi chất.

Cảm biến tiệm cận điện dung

#4 Nhận dạng cảm biến tiệm cận

Để có thể giúp bạn nhận dạng cảm biến tiệm cận nào tốt nhất hãy cùng Mecsu theo dõi một số lưu ý dưới đây và cần có những yếu tố nào để lựa chọn chính xác?

Cần lưu ý gì khi sử dụng cảm biến tiệm cận?

  • Đặt câu hỏi: “cần phải xác định được mình đang đo cái gì?”
  • Tốc độ xử lý của cảm biến nhanh hay chậm và độ chính xác ở khu vực đo có cần chính xác cao hay không?
  • Hãy kiểm tra sự ảnh hưởng của môi trường xung quanh khu vực đo xem có lượng từ trường lớn giống như nam châm không? Từ đó tìm biện pháp xử lý vì đây là nguyên nhân gây sai số trong khi đo của cảm biến.

Lưu ý khi sử dụng cảm biến tiệm cận

  • Khu vực đo có rung hay không?
  • Nhiệt độ môi trường có cao không?
  • Khoảng cách cần đo từ cảm biến tới vật là bao nhiêu?
  • Kiểm tra kỹ và chọn mua những loại cảm biến thích hợp để đáp ứng đúng nhu cầu sử dụng.

Quan tâm yếu tố nào khi chọn cảm biến tiệm cận?

Muốn chọn cảm biến tiệm cận cho một số ứng dụng, cần phải lưu ý những điều dưới đây:

Yếu tố chọn lựa cảm biến tiệm cận

  • Nguồn cấp.
  • Kích thước, đường kính cảm biến.
  • Tín hiệu ra gồm có: PNP, NPN, NC, NO.
  • Cảm biến tiệm cận có 2 dạng: dạng được bảo vệ (flush) hay không có bảo vệ đầu dò (Non-flush)
  • Kết nối dạng dây hoặc plug M12
  • Một số hãng cung cấp các loại cảm biến tiệm cận như Omron, Autonics, Keyence, Astech, Steute, Rechner, Xecro,…

>>> Nên xem:

Những thông tin mà Mecsu chia sẻ trong bài viết này, hy vọng sẽ giúp bạn tìm ra được cảm biến tiệm cận ưng ý nhất bạn nhé!

Tin tức Mecsu

Đam mê cơ khí trong máu rồi, biết gì chia sẻ đó, anh em cùng nhau chia sẻ nhé