Cấu tạo và ứng dụng - Cấu trúc của cảm biến quang khá đơn giản, bao gồm 3 thành phần chính: a Bộ phát sang - Ngày nay cảm biến quang thường sử dụng đèn bán dẫn LED Light Emiting Diode..
Trang 1PHẦN I : THÍ NGHIỆM FEEDBACK
I GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ
Trang 2I GIỚI THIỆU CÁC MODUN
1) MODUN NGUỒN
- EMERGENCY POWER OFF – nút ngắt nguồn khẩn cấp
- Tiếp theo là aptomat chống rò điện và aptomat 3 pha,1 pha để cấp nguồn cho modun kế tiếp
- Khi không có sự cố thì 3 đèn báo nguồn phía dưới aptomat nguồn sáng Đóng aptomat 3 pha sẽ cấp điện cho 2 đầu ra 3 pha và 1 chiều có thể điều chỉnh được điện áp nhờ núm xoay,với điện áp 3 pha dải điều chỉnh là 0- 400V,điện áp 1 chiều
từ 0 – 540V
Trang 3- Nguồn biến tần có thể thay đổi được tần số max 60HZ và điện áp ra 240V.
2) MODUN ĐO THÔNG SỐ
Trang 4- Có thế đo tất cả các thông số của động cơ 3 pha như tần số,điện áp pha,dòng điện pha…
- Dùng để đo điện áp và dòng điện 1 chiều
3) MODUN TẢI
- Dùng để thay đổi tải cho động cơ
Trang 54) MODUN ĐIỀU CHỈNH
- Dùng để đổi nối sao-tam giác hoặc đảo chiều động cơ 3 pha
II THÍ NGHIỆM
1 Động cơ không đồng bộ 3 pha
a) Thay đổi điện áp
Ở điện áp Up = 160V , no = 2929 v/p
Ở điện áp Up = 197V , no = 2969 v/p
b) Thay đổi tần số
Tần số 1
Tăng tần số
Trang 6M (N.m) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
2 Động cơ 1 chiều kích từ nối tiếp
Ở điện áp U = 89V
n (v/p) 3973 3811 3350 2850 2544 2230 1890
Ở điện áp U = 97V
M(N.m
n (v/p) 4070 3564 3175 2616 2555 2278 2100 1870
3 Động cơ 1 chiều kích từ song song
PHẦN II: CẢM BIẾN ỨNG DỤNG
I GIỚI THIỆU CHUNG
Bộ cảm biến là thiết bị điện tử cảm nhận những thay đổi từ môi trường bên ngoài và biến đổi thành các tín hiệu điện để điều khiển các thiết bị khác Cảm biến là một trong ba thành phần cơ bản của hệ thống điều khiển
- Phân loại :
+ Cảm biến quang
+ Cảm biến siêu âm
+ Cảm biến áp suất
+ Cảm biến điện dung
Trang 7II CÁC LOẠI CẢM BIẾN
1) Cảm biến quang
1.1 Cấu tạo và ứng dụng
- Cấu trúc của cảm biến quang khá đơn giản, bao gồm 3 thành phần chính:
a) Bộ phát sang
- Ngày nay cảm biến quang thường sử dụng đèn bán dẫn LED( Light Emiting Diode)
- Ánh sáng được phát ra theo xung Nhịp điệu xung đặc biệt giúp cảm biến phát hiện được ánh sáng của cảm biến và ánh sáng từ các nguồn khác( như ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng trong phòng)
- Các loại LED thông dụng nhất là LED đỏ, LED hồng ngoại hoặc LED laz)e Một
số dòng cảm biến đặc biệt dùng LED trắng hoặc xanh lá
b) Bộ thu sáng
- Thông thường bộ thu sáng là một phototransistor( Tranz)ito quang) Bộ phận này cảm nhận ánh sáng và chuyển đổi thành tín hiệu điện tỉ lệ Hiện nay nhiều loại cảm biến quang sử dụng mạch ứng dụng tích hợp chuyên dụng ASIC( Application Specific Integrated Circuit) Mạch này tích hợp tất cả bộ phận quang, khuếch đại, mạch xử lý và chức năng vào 1 vi mạch( IC) Tất cả dòng cảm biến quang Omron
ra mắt gần đây (như E3Z, E3T, E3F2) đều sử dụng ASIC
- Bộ phận thu có thể nhận ánh sáng trực tiếp từ bộ phát (như trường hợp của loại thu phát), hoặc ánh sáng phản xạ lại từ vật bị phát hiện (trường hợp phản xạ khuếch tán)
c) Mạch xử lý tín hiệu ra
Trang 8- Mạch đầu ra chuyển tín hiệu tỉ lệ (analogue) từ tranz)ito quang/ ASIC thành tín hiệu On/Off được khuếch đại Khi lượng ánh sáng thu được vượt quá mức ngưỡng được xác định, tín hiệu ra của cảm biến được kích hoạt
- Mặc dù một số loại cảm biến thế hệ trước tích hợp mạch nguồn và dùng tín hiệu ra
là tiếp điểm rơ le vẫn khá phổ biến, ngày nay các loại cảm biến chủ yếu dùng tín hiệu ra bán dẫn (PNP/NPN)
- Một số cảm biến quang còn có cả tín hiệu tỉ lệ ra phục vụ cho các ứng dụng đo đếm
Cảm biến quang gồm các loại:
- Cảm biến quang thu phát riêng: phát hiện chính xác vật thể, độ tin cậy cao Cảm
biến quang thu phát riêng thích hợp cho các ứng dụng cần độ chính xác cao, môi trường làm việc khắc nghiệt và khoảng cách xa Một số ứng dụng cơ bản: phạt hiện xe trong các bãi giữ xe, rửa xe Ngoài ra còn được ứng dụng làm sensor an toàn cho máy kéo sợi, máy dệt
- Cảm biến quang phản xạ gương: luôn là lựa chọn tối ưu và thích hợp cho khách
hàng Đây là loại cảm biến có công dụng lớn và độ tin cậy cao Một số ứng dụng: phát hiện người và vật đi qua cửa (giới hạn khoảng cách 5m nếu muốn xa hơn thì dùng cảm biến quang thu phát riêng), xác định vị trí vật thể trên các băng tải, đếm sản phẩm
- Cảm biến quang thu phát chung: một số ứng dụng cơ bản của cảm biến quang
thu phát chung: Kiểm tra sản phẩm có ngã đổ hoặc đủ bộ phận chưa trong phạm vi hẹp Ngoài ra còn được sử dụng phổ biến trong việc xác định vị trí các vật thể
1.2 Nguyên lí làm việc của cảm biến quang( loại E3FN)
- Nguyên lí hoạt động: Khi chiếu nguồn sáng thích hợp vào cảm biến, tính chất dẫn điện của cảm biến thay đổi, làm mạch tín hiệu cảm ứng thay đổi theo Như vậy thông tin ánh sáng được chuyển thành thông tin của tín hiệu điện Đầu phát của cảm biến phát ra một nguồn sáng về phía trước Nếu có vật thể che chắn, nguồn sáng này tác động lên vật thể và phản xạ ngược lại đầu thu, đầu thu nhận tín hiệu ánh sáng này và chuyển thành tín hiệu điện Tùy theo lượng ánh sáng chuyển về
mà chuyển thành tín hiệu điện áp, dòng điện và khuếch đại thành tín hiệu ra
Sơ đồ nối dây với PLC
Trang 91.3 Các thông số cơ bản của cảm quang( loại E3FN)
Trang 102) Cảm biến siêu âm ( E4A-3K)
2.1 Thông số kĩ thuật của cảm biến siêu âm
- Cảm biến siêu âm dạng khối 105x105x50mm
- Khoảng cách đo có thể chỉnh được 0,3~3m
- Nguồn cấp 100/110, 200/220VAC 50/60Hz), 12-24VDC
- Ngõ ra dạng contact 3A-250VAC/30VDC, NO-NC
- Cho phép nối nhiều cảm biến để hoạt động đồng bộ
- Đèn báo chỉ trạng thái ngõ ra màu xanh
- Tần số siêu âm 40kHz)
- Kích thước vật cảm biến nhỏ nhất : 50 x 50 mm
- Góc nhìn 25o
- Thời gian đáp ứng : 0.25s
- Nhiệt độ hoạt động -20~55oC, đạt tiêu chuẩn IEC IP60
- Lắp đặt đơn giản,dễ dàng bảo trì,tuổi thọ cao
2.2 Cấu tạo và ứng dụng
- Cảm biến siêu âm gồm 4 bộ phận chính:
+ Bộ phận phát và nhận sóng siêu âm
+ Bộ phận so sánh
+ Mạch phát hiện
+ Mạch ngõ ra
- Khi cảm biến nhận được sóng phản hồi bộ phận so sánh sẽ tính toán khoảng cách bằng cách tính thời gian phát, nhận và vận tốc âm thanh
- Tín hiệu ngõ ra có thể là digital hoặc analog
- Ứng dụng của cảm biến siêu âm: cảm biến vật cản và đo khoảng cách
2.3 Nguyên lí làm việc của cảm biến siêu âm
Trang 11- Cảm biến sẽ phát ra 1 sóng siêu âm Nếu có chướng ngại vật trên đường đi
sóng siêu âm sẽ phản xạ lại và tác động lên module nhận sóng
- Đo thời gian từ lúc phát và nhận sóng sẽ tính được khoảng cách từ cảm biến
đến chướng ngại vật
3) Cảm biến áp suất (E8AA)
3.1 Thông số kĩ thuật
- Cảm biến áp suất với ngõ ra analog 4-2mA.
- Hai model với hai tầm đo 0~500KPA và 0~1MPA.
- Nguồn cấp 12~24VDC ±10%.
- Độ chính xác ±1% toàn thang ở 23oC
- Thời gian đáp ứng nhanh tối đa 100ms.
- Vỏ làm bằng thép không gỉ SUS316, đường kính rent PT1/4.
- Nhiệt độ hoạt động -10~60oC, đạt độ kín IEC 60529 IP66
- Môi trường kiểm tra là chất lỏng và không khí ăn mòn và không cháy.
3.2 Cấu tạo và ứng dụng
- Cấu tạo: màng đôi gồm thép không gỉ và silicon có thể áp dụng được trong
môi trường chất khí và chất lỏng
+ Phạm vi hoạt động 0÷490 KPA (0÷5kgf/cm2) hoặc 0÷980 KPA (0÷10kgf/cm2)
+ Đầu ra tuyến tính: 4÷20mA
+ Phù hợp với tiêu chuẩn IEC IP66 và có thể lau chùi bằng nước
+ Phân loại:
E8AA-M05: có phạm vi áp lực 0÷5kgf/cm2
E8AA-M10: có phạm vi áp lực 0÷10kgf/cm2
- Sơ đồ đấu dây :
Trang 12- Ứng dụng
+ Sản xuất các thiết bị bán dẫn
+ Thiết bị tự động và robot: kiểm soát áp suất khí nén
+ Dây chuyền sản xuất: kiểm soát áp suất khí nén
+ Vật liệu khí nén trong hệ thống giao thông vận tải và công nghiệp + Xe tăng áp: điều khiển áp suất