Cảm biến tiệm cận (Công tắc tiệm cận Proximity Sensors)

Cảm biến tiệm cận hay “Công tắc tiệm cận” (tên tiếng anh là Proximity Sensors  “PROX” phản ứng khi có vật ở gần phạm vi của cảm biến. 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. Cảm biến tiệm cận bao gồm các cảm biến phát hiện vật thể mà không cần tiếp xúc vật thể

Báo Cáo Môn học: Cảm biến và kỹ thuật đo lường

Đề tài : Cảm biến tiệm cận

Nội dung

I GIỚI THIỆU CHUNG

II PHÂN LOẠI

III.CẢM BIÊN TIỆM CẬN ĐIỆN CẢM (CẢM ỨNG) IV.CẢM BIẾN TIỆM CẬN ĐIỆN DUNG

V SO SÁNH ƯU, NHƯỢC ĐIỂM

I GIỚI THIỆU CHUNG

 Cảm biến tiệm cận hay “Công tắc tiệm cận” (tên tiếng anh là Proximity Sensors - “PROX” phản ứng khi có vật ở gần phạm vi của cảm biến. 

 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

 Cảm biến tiệm cận bao gồm các cảm biến phát hiện vật thể mà không  cần tiếp xúc vật thể

Cảm biến tiệm cận trên smart phone

II PHÂN LOẠI

Cảm biến tiện cận điện cảm

Phát hiện ra các vật bằng cách tạo ra 

trường điện từ

=> Vì vậy, thiết bị chỉ phát hiện các vật 

bằng kim loại

Phát hiện các vật bằng cách tạo ra 

trường điện dung tĩnh điện

=> Vì vậy, thiết bị có thể phát hiện mọi  chất liệu

III CẢM BIẾN TIỆM CẬN ĐIỆN CẢM (CẢM ỨNG)

Cấu tạo

Nguyên tắc hoạt động

ĐIỆN CẢM

Bộ phát hiện sẽ phát hiện sự thay đổi tín hiệu và tác động để mạch đầu ra xuất tín

hiệu

Khi có đối tượng lại gần, xuất hiện dòng điện cảm ứng chống lại sự thay đổi dòng điện,

giảm biên độ tín hiệu dao động

Mạch dao động tạo dao động điện từ, từ trường biến thiên từ lõi sắt sẽ tác động vào

vật kim loại đặt trước nó

Cảm biến điện cảm được bảo vệ

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 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

ĐIỆN CẢM

Cảm biến tiệm cận không được bảo vệ

Không  có  bảo  vệ  từ  trường  xung quanh  mặt  sensor  nên  có  khoảng cách phát hiện gấp đôi so với cảm biến tiệm cận  có bảo 

vệ, tuy nhiên dễ bị nhiễu của kim loại xung quanh

Cảm  biến  tiệm  cận  không  được  bảo  vệ  không  có  lớp  bảo  vệ  quanh lõi từ. Do vậy, có thể dễ dàng phân biệt 2 loại cảm biến  cảm ứng này

ĐIỆN CẢM

Ảnh hưởng của kích thước vật và độ trễ

 Khoảng  cách  phát  hiện  vật  cũng  chịu  ảnh  hưởng  của  kích  thước  vật  (  vật  nhỏ  sẽ  làm  giảm  khả  năng  phát  hiện vật)

 Đồng  thời  loại  và độ dày của lớp mạ  cũng ảnh hưởng  đến khoảng cách phát hiện vật.

 Độ trễ của cảm biến mô tả sự chênh lệch giữa khoảng  cách  mà  cảm  biến  hoạt  động  và  khoảng  cách  mà  cảm  biến trở lại trạng thái ban đầu

 Độ trễ cho phép định vị chính xác vật

 Giá trị của độ trễ thường trong khoảng 5-10%.

ĐIỆN CẢM

Một vài lưu ý khi dùng cảm biến tiệm cận cảm ứng

ĐIỆN CẢM

 Điều kiện cụ thể của vật ( kim loại, lớp mạ, kích thước ).

 Hướng chuyển động cảu mục tiêu.

 Ảnh hưởng của kim loại xung quanh.

 Ảnh hưởng của nhiệt độ, điện áp, độ rung, độ ẩm, hóa chất…

 Khoảng cách phát hiện bắt buộc

ĐIỆN CẢM Ứng dụng

Kiểm soát số lượng sản phẩm Phân loại lon nhôm và thép

Ứng dụng

ĐIỆN CẢM

IV CẢM BIÊN TIỆM CẬN ĐIỆN DUNG

Điện môi

Cấu tạo

Nguyên tắc hoạt động

 Trong cảm biến tiệm cận điện dung có bộ phận làm thay đổi điện dung C của các bản cực. 

 Khi đối tượng đến gần tấm bản thì điện dung của tụ tăng và điện dung giảm khi đối tượng 

di chuyển ra xa

 Một mạch điện tử bên trong cảm biến bắt đầu dao động. Sự tăng hoặc giảm của dao động  được xác định bởi một mạch ngưỡng,sẽ cho ra tín hiệu tỉ lệ với khoảng cách hai bản cực

ĐIỆN DUNG

Ứng dụng

V SO SÁNH ƯU, NHƯỢC ĐIỂM

CẢM BIÊN TIỆM CẬN ĐIỆN CẢM CẢM BIÊN TIỆM CẬN ĐIỆN DUNG

ƯU

ĐIỂM

 Phát hiện vật không cần phải tiếp xúc.

 Không gây nhiễu cho các sóng điện từ, sóng siêu âm.

 Tốc độ nhanh.

 Có thể sử dụng trong môi trường khắc nghiệt.

 Đầu cảm biến nhỏ, có thể lắp đặt ở nhiều nơi.

 Đối tượng phát hiện có thể là chất lỏng,vật liệu phi  kim,…

 Tốc độ tương đối nhanh

 Có thể phát hiện các đối tượng có kích thước nhỏ.

 Phạm vi cảm nhận lớn.

 Đầu cảm biến nhỏ, có thể lắp đặt ở nhiều nơi

NHƯỢC

ĐIỂM

x Khoảng phát hiện vật còn hơi nhỏ.

x Chỉ phát hiện được các vật bằng kim loại. x Chịu ảnh hưởng của bụi và độ ẩm. x Độ chính xác không cao bằng cảm biến tiệm cận điện 

cảm