Mến chào tất cả các bạn nhé, trong bài viết này mình và các bạn sẽ cùng nhau tìm hiểu về một loại cảm biến đo khoảng cách đó chính là cảm biến tiệm cận. Đây là một thiết bị đo lường được sử dụng rất phổ biến trên thị trường hiện nay trong nhiều ứng dụng khác nhau. Và chính vì chúng được sử dụng rộng rãi nên nhu cầu tìm hiểu về chúng cũng rất cao. Nắm bắt được tình hình đó nên hôm nay mình xin chia sẻ đến các bạn các kiến thức liên quan về cảm biến tiệm cận là gì ? Nguyên lý hoạt động ? Phân loại cảm biến ? Các đặc điểm, các ứng dụng cũng như các thông tin liên quan khác. Từ đó hy vọng sẽ giúp các bạn có thêm cái nhìn tổng quan hơn về loại thiết bị này nhé. Còn bây giờ thì chúng ta bắt đầu nào !

Cảm biến tiệm cận là gì ?

Như thường lệ thì trước khi vào nội dung chính chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu sơ lược về dòng cảm biến này nhé. Cảm biến tiệm cận (hay còn được gọi là “Công tắc tiệm cận” hoặc đơn giản là “PROX” tên tiếng anh là Proximity Sensors) là thiết bị có khả năng phát hiện và phản ứng khi có vật ở gần cảm biến. Trong hầu hết các trường hợp, khoảng cách này chỉ là vài mm và với khoảng cách nhỏ đến vậy nên chúng thường gọi là tiệm cận. 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 là gì ?

Cảm biến tiệm cận sẽ chuyển đổi tín hiệu về sự chuyển động hoặc xuất hiện của vật thể nào đó trong phạm vi dò tìm thành tín hiệu điện. Có 3 hệ thống phát hiện để thực hiện công việc chuyển đổi này đó là:

  • 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.

Cấu tạo của một cảm biến tiệm cận là gì ?

Thông thường thì một cảm biến tiệm cận sẽ bao gồm 4 khối chính cấu thành nên, chúng bao gồm:

  • Cuộn dây và lõi ferit
  • Mạch dao động
  • Mạch phát hiện
  • Mạch đầu ra

Cảm biến tiệm cận là gì ?

Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận như thế nào ?

Cảm biến tiệm cận sẽ hoạt động theo nguyên lý trường điện từ, một chùm bức xạ hoặc một loại ánh sáng (ví dụ ánh sáng hồng ngoại) 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. Khi vật nằm trong vùng phát ra điện trường của cảm biến thì cảm biến sẽ sinh ra dòng điện xoáy (tức dòng điện cảm ứng) trong vật thể bằng kim loại này. Dòng điện xoay sẽ sinh ra hiện tượng tiêu hao năng lượng (do điện trở của kim loại) làm ảnh hưởng đến biên độ sóng dao động và đến một giá trị nào đó tín hiệu này sẽ được cảm biến phát hiện.

Cảm biến tiệm cận là gì ?

Lúc này mạch phát hiện của cảm biến sẽ phát hiện ra sự thay đổi của tín hiệu và đồng thời sẽ tác động để mạch cho ra mức ON. Khi đối tượng là vật thể kim loại rời khỏi vùng phát sóng của cảm biến, lúc này không còn xuất hiện dòng điện xoáy và biên độ dao động của giảm dần hoặc trở về không. Cảm biến sẽ quay trở lại trạng thái ban đầu.

Phân loại cảm biến tiệm cận như thế nào ?

Trên thị trường hiện nay sẽ có hai loại cảm biến tiệm cận chính có thể kể đến đó là loại cảm ứng từ và loại điện dung. Cụ thể thì đặc điểm của từng loại sẽ như sau:

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.

Các ưu điểm của cảm biến tiệm cận là gì ?

Thông thường thì các loại cảm biến tiệm cận trên thị trường hiện nay sẽ có các ưu điểm như sau:

  • 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).
  • Sensor có kích thước nhỏ có thể lắp ở nhiều nơi.
  • Có thể sử dụng trong môi trường khắc nghiệt

Các ứng dụng thường thấy của cảm biến tiệm cận là gì ?

Cảm biến tiệm cận được ứng dụng phổ biến trong hầu hết các loại sản xuất trong công nghiệp. Chúng là một thiết bị không thể thiếu đối với các nhà máy như gắn trên các dây chuyền sản xuất, gắn trên các điện thoại cảm ứng, các loại xe ô tô,…Và theo mình nghĩ dễ thấy nhất có lẽ nằm trong các dây chuyền sản xuất, đóng hộp, đóng chai các loại sản phẩm và thực phẩm. Bên cạnh đó thì loại cảm biến này còn được sử dụng trong công tác giảng dạy tại các trường đại học cho các lớp chuyên ngành tự động hóa. Chúng chiếm một vai trò khác quan trọng với sự phát triển của quy trình sản xuất và góp phần đẩy nhanh tiến độ hòa thành công việc.

Một số ứng dụng có thể thấy của cảm biến tiệm cận như:

  • Kiểm soát chất lỏng trong bể chứa
  • Kiểm soát chất lỏng trong hộp giấy
  • Kiểm soát kim loại
  • Kiểm soát số lượng
  • Đếm số lượng vật thể
  • Công nghiệp chế tạo ô tô,
  • Công nghiệp máy công cụ,
  • Công nghiệp chế biến thực phẩm,
  • Xe đa dụng (ví dụ: xe tải, máy nông nghiệp),
  • Máy rửa xe,…
  • Và còn nhiều ứng dụng khác nữa,…

Cảm biến tiệm cận là gì ?

Một ứng dụng của cảm biến tiệm cận được sử dụng rất nhiều và rất quen thuộc đối với chúng ta đó là chúng được tích hợp trên các loại smartphone hiện nay đấy. Có thể nhiều bạn không để hoặc không biết nhiều về tính năng này, chúng thường được tích hợp phía trên cùng màn hình điện thoại và thường có dạng chấm đen nhỏ. Khi chúng ta nhận cuộc gọi là đưa lên tai nghe thì lúc này sẽ che đi phần ánh sáng và cảm biến có thể nhìn thấy được nhằm kích hoạt chức năng tắt màn hình đi để tiết kiệm pin đấy.

Một số lưu ý khi sử dụng cảm biến tiệm cận là gì ?

Bất kì một loại thiết bị nào thì khi chúng ta muốn sử dụng cũng cần phải tìm hiểu về chúng đúng không nào. Và với cảm biến tiệm cận cũng vậy, việc này sẽ giúp ích rất nhiều cho việc chọn mua, sử dụng cũng như bảo quản thiết bị một cách tốt nhất. Từ đó khiến việc sử dụng trở nên hiệu quả hơn, cách thức bảo quản bảo trì tốt hơn và tuổi thọ của thiết bị sẽ tăng cao hơn. Cụ thể các bạn cần lưu ý các vấn đề như sau: 

  • Ta phải xác định mình muốn sử dụng cảm biến để đo cái gì ?
  • Khoảng cách cảm biến đo tới vật cần đo là bao nhiêu ?
  • Khu vực đo rung hay không?
  • Nhiệt độ môi trường cao không ?
  • Tốc độ xử lý của cảm biến nhanh hay chậm và độ chính xác khu vực đo có cần chính xác cao không ?
  • Kiểm tra sức ảnh hưởng của môi trường xung quanh khu vực đo xem có lượng từ trường lớn như nam châm không ? Việc này nhằm mục đích tìm biện pháp xử lý vì đây là một trong những nguyên nhân gây sai số trong khi đo của cảm biến
  • Tùy vào nhu cầu của các nhà máy khác nhau mà chúng ta nên kiểm tra kỹ và chọn mua những loại cảm biến thích hợp đáp ứng tốt nhu cầu cần đo

Chọn Cảm biến tiệm cận như thế nào ?

Nếu muốn chọn đúng cảm biến tiệm cận cho một ứng dụng, cần phải lưu ý đến một số điều sau:

  • Nguồn cấp của cảm biến
  • Kích thước, đường kính cảm biến,..
  • Tín hiệu ra ( PNP, NPN, NC, NO )
  • Dạng được bảo vệ ( flush ) hay không có bảo vệ đầu dò ( Non-flush )
  • Kết nối dạng dây hay plug M12
  • Hiện tại trên thị trường có nhiều hãng cung cấp dạng cảm biến tiệm cận như Omron, Autonics, Keyence, Astech, Steute, Rechner, Xecro,…

Hiện tại bên mình đang cung cấp dòng cảm biến tiệm cận điện dung thường được dùng để báo đầy hay báo cạn các nguyên vật liệu như: hạt nhựa, bột, ngũ cốc, gỗ dạng,…Các bạn có thể tham khảo chi tiết hơn thông tin thông qua bài viết Cảm biến tiệm cận

Lời kết:

Trên đây là một số thông tin và kiến thức cơ bản về cảm biến tiệm cận là gì ?. Hy vọng nó sẽ cần thiết cho những bạn đang cần tìm hiểu. Vì là kiến thức cá nhân và thu thập được trên các trang mạng nên không thể tránh khỏi sai sót, rất mong được sự đóng góp của các bạn để bài viết được hoàn hảo hơn.

[Total: 1   Average: 5/5]

Phone-Zalo: 0779 81 81 84