Giới thiệu
Cảm biến tiệm cận được sử dụng trong môi trường công nghiệp để phát hiện sự hiện diện của các đối tượng. Có hai loại đối tượng chính; kim loại và phi kim loại. Cảm biến tiệm cận cảm ứng được thiết kế đặc biệt để phát hiện các vật thể kim loại.
Trong bài đăng này, chúng tôi sẽ xem xét chuyên sâu về quy nạp Cảm biến tiệm cận và các ứng dụng của chúng.
Cảm biến tiệm cận cảm ứng là gì?
Cảm biến cảm ứng thuộc họ Cảm biến tiệm cận. Họ sử dụng nguyên tắc cảm ứng điện từ để phát hiện và đo lường các đối tượng. Có cả cảm biến đầu ra kỹ thuật số và đầu ra tương tự có sẵn trên thị trường.
Cảm biến tiệm cận cảm ứng là loại cảm biến không tiếp xúc. Chúng có thể phát hiện các đối tượng mà không cần tiếp xúc vật lý. Họ tìm thấy ứng dụng của chúng trong việc phát hiện các vật thể kim loại trong môi trường tự động hóa công nghiệp. Điều này bao gồm các đồ vật làm bằng sắt, đồng và nhôm.
Phạm vi cảm biến của cảm biến tiệm cận cảm ứng phụ thuộc vào loại vật liệu. Cảm biến tiệm cận cảm ứng hoạt động tốt nhất với kim loại đen (vật thể bằng sắt), nhưng chúng ta cũng có thể sử dụng chúng để phát hiện các vật thể kim loại khác.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận quy nạp
Cảm biến tiệm cận cảm ứng sử dụng nguyên lý cảm ứng điện từ để phát hiện sự hiện diện / vắng mặt của các vật thể kim loại. Các cảm biến này trông rất giống với cảm biến tiệm cận điện dung về kích thước. Dưới đây là ALJ8A3-1-Z / N1 chuyển đổi tiệm cận cảm ứng bằng OMCH.co
Hãy thử tìm hiểu nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận cảm ứng bằng cách bắt đầu với phương pháp phát hiện, cảm ứng điện từ và dòng điện xoáy.
Nguyên lý cảm ứng điện từ
Khi dòng điện một chiều được đặt vào vật dẫn (tức là dây dẫn), nó sẽ tạo ra từ trường xung quanh vật dẫn. Đây được gọi là 'từ trường tĩnh' vì nó được tạo ra bởi dòng điện một chiều.
Nếu nguồn hiện tại là điện áp xoay chiều, thì từ trường được tạo ra bắt đầu 'dao động' qua lại.
Nếu một vật bằng kim loại như một đoạn dây được đặt trong từ trường này, thì từ trường dao động này sẽ tạo ra dòng điện bên trong vật dẫn thứ hai này. Nguyên tắc này được gọi là 'cảm ứng điện từ'. Đây là nguyên tắc cũng có thể được tìm thấy trong máy biến áp điện.
Hiện tượng tương tự cũng có thể được quan sát thấy khi từ trường tĩnh và vật dẫn chuyển động trong từ trường.
Dòng điện xoáy
Khi một vật kim loại đi vào trong trường điện từ, trường sẽ tạo ra dòng điện bên trong vật dẫn theo nguyên lý cảm ứng điện từ. Đôi khi hiệu ứng này trở nên không mong muốn. Dòng điện xoáy là loại dòng điện cảm ứng bắt đầu lưu thông / lặp lại bên trong vật thể kim loại.
Dòng điện xoáy không thoát ra khỏi vật thể như dòng điện. Dòng điện xoáy cũng phá vỡ từ trường hiện có. Đây là hiện tượng mà cảm biến tiệm cận cảm ứng lợi dụng để phát hiện vật thể.
Làm thế nào để một cảm biến tiệm cận cảm ứng phát hiện các vật thể kim loại?
Cảm biến tiệm cận cảm ứng sử dụng nguyên tắc tương tự của dòng điện Eddy để phát hiện các vật thể kim loại. Họ đo lường sự thay đổi của dòng điện xoáy gây ra trong vật thể hiện diện và xuất ra tín hiệu tương ứng.
Tuy nhiên, đo dòng điện xoáy trong một vật thể ở gần là một nhiệm vụ phức tạp. Do đó, cảm biến tiệm cận cảm ứng cũng có mạch điện phức tạp bên trong chúng để xử lý tín hiệu và cung cấp đầu ra tốt.
Khi được kích hoạt, cảm biến sẽ tạo ra một từ trường dao động tại mặt cảm biến. Từ trường này được tạo ra bằng cách sử dụng LC dao động, bao gồm một tụ điện và một cuộn dây.
Một mạch đặc biệt duy trì tần số dao động không đổi. Đối với cảm biến AC, tần số này là khoảng 10 đến 20 Hz, trong khi cảm biến DC hoạt động trong dải 500Hz đến 5kHz.
Khi một vật kim loại đi vào từ trường được tạo ra, trường gây ra dòng điện bên trong vật. Điều này cũng gây ra dòng điện xoáy lưu thông bên trong vật thể.
Như đã đề cập trước đây, dòng điện Eddy phá vỡ từ trường do cảm biến tạo ra.
Sự gián đoạn này làm suy giảm dao động tự nhiên trong mạch dao động. Điều này còn được gọi là 'giảm xóc từ tính'. Sự tắt dần của từ trường làm tăng tải trọng lên dao động. Đổi lại, nó làm giảm biên độ của tín hiệu dao động.
Một mạch so sánh riêng theo dõi tín hiệu dao động này. Bất cứ khi nào biên độ của tín hiệu đạt đến dưới hoặc trên một ngưỡng nhất định, mạch sẽ kích hoạt đầu ra. Đối với cảm biến kỹ thuật số, đây là tín hiệu đầu ra logic CAO hoặc THẤP. Đối với cảm biến tương tự, tín hiệu đầu ra là tín hiệu dòng điện hoặc điện áp.
Xây dựng mạch cảm biến tiệm cận quy nạp
Có sẵn các cảm biến làm sẵn để mua từ các nhà sản xuất khác nhau. Chúng tôi có thể sử dụng chúng trong bất kỳ ứng dụng tự động hóa công nghiệp nào cần phát hiện kim loại. Tương tự như các loại cảm biến khác, cảm biến tiệm cận cảm ứng cũng có nhiều loại đầu ra khác nhau: PNP và NPN.
Ngoài ra còn có các cảm biến tiệm cận cảm ứng 2 dây.
Mạch cảm biến tiệm cận cảm ứng sử dụng cảm biến công nghiệp
Hãy xem một ví dụ trong đó bộ rung được kích hoạt khi cảm biến phát hiện một vật thể kim loại. Đối với ví dụ này, một cảm biến tiệm cận cảm ứng kiểu PNP được sử dụng.
Theo ký hiệu đi dây điển hình, dây Brown của cảm biến là đầu nối nguồn điện tích cực của nó. Điện áp cung cấp có thể thay đổi từ 6V đến 36VDV. Dây màu xanh lam được nối với đất.
Đầu ra của cảm biến (Dây đen) kết nối với đế của bóng bán dẫn NPN đa năng. Vì đây là một cảm biến PNP, đầu ra sẽ là khoảng 0V khi không có vật thể được phát hiện. Khi nó phát hiện một đối tượng, chân đầu ra sẽ xuất ra một điện áp gần với điện áp cung cấp cho dây Brown của cảm biến.
Cảm biến cảm ứng chỉ có thể tạo ra một lượng dòng điện nhỏ hơn. Do đó, việc kết nối đầu ra trực tiếp với bộ rung có thể làm hỏng cảm biến. Sử dụng bóng bán dẫn làm công tắc cho phép cảm biến xuất tín hiệu điện áp và điều khiển tải dòng cao như còi.
Khi mạch được bật nguồn và không có vật thể kim loại ở phía trước, cảm biến tiệm cận cảm ứng PNP sẽ xuất ra điện áp THẤP (gần bằng 0V). Điều này phân cực ngược lại bóng bán dẫn, có nghĩa là dòng điện không chạy qua bộ rung. Tại thời điểm này, bộ rung đã tắt.
Khi một vật thể kim loại đi vào phạm vi phát hiện của cảm biến, nó sẽ xuất ra tín hiệu CAO logic. Tín hiệu này bật bóng bán dẫn NPN. Vì bóng bán dẫn hoạt động như một công tắc, nên bây giờ nó sẽ bật còi.
Mạch cảm biến tiệm cận quy nạp được xây dựng tùy chỉnh
Mặc dù cảm biến tiệm cận cảm ứng được bán trên thị trường, nhưng có thể có một số trường hợp khi bạn cần thiết kế cảm biến tiệm cận vào một bảng mạch. Điều này có thể do giới hạn về không gian và không có cảm biến có kích thước phù hợp.
Sản phẩm TCA505 IC công tắc cảm biến tiệm cận điện cảm của Infineon Technologies là một loại IC có mục đích đặc biệt được thiết kế để sử dụng trong các ứng dụng như vậy. Nó có tất cả các giai đoạn xử lý tín hiệu được tích hợp sẵn và chỉ cần một vài thành phần bên ngoài để tạo ra một công tắc tiệm cận cảm ứng độc lập.
Điện tử-lab.com có một ứng dụng ví dụ của TCA505. Mạch hiển thị ở đây có thể phát hiện các vật thể kim loại trong khoảng cách 5-10mm từ PCB. Mạch cộng hưởng LC của mạch này dựa trên một mở lõi ferit nửa nồi.
Mạch này có thể hoạt động từ 12V đến 42V, và có hai đèn LED chỉ báo, D1 và D2. D2 vẫn sáng khi không có đối tượng trong khi D1 tắt. Khi có vật thì Đ1 sáng và Đ2 tắt. Độ nhạy / khoảng cách cảm nhận của mạch có thể được điều khiển bằng chiết áp PR1.
Hình ảnh hiển thị bên dưới là PCB cuối cùng được thiết kế bởi Điện tử-lab.com.
Mạch bên trong của cảm biến tiệm cận cảm ứng
Bây giờ chúng ta đã biết cách hoạt động của cảm biến tiệm cận quy nạp, hãy cùng xem xét kỹ hơn điều gì khiến chúng trở nên 'tích cực'.
Như chúng ta đã biết hiện nay, một cảm biến tiệm cận cảm ứng có một mạch điện phức tạp bên trong vỏ của nó. Mạch có 4 khối chức năng chính. Cụ thể,
- Giai đoạn dao động
- Giai đoạn giải điều chế
- Giai đoạn kích hoạt
- Giai đoạn đầu ra
Hãy thảo luận về sơ đồ khối chức năng của cảm biến tiệm cận cảm ứng từ cảm biến đến đầu ra.
Giai đoạn dao động
Giai đoạn dao động bao gồm đầu cảm biến, tạo thành Mạch bể LC. Phần này bao gồm một tụ điện và một cuộn cảm, là cuộn dây cảm ứng tạo ra từ trường. Op-amp giúp duy trì dao động và giữ cho tần số không đổi. Đầu ra tín hiệu từ giai đoạn dao động giống như một sóng sin.
Giai đoạn giải điều chế
Đầu ra từ giai đoạn dao động được kết nối với giai đoạn giải điều chế. Giai đoạn này chấp nhận sóng hình sin được tạo ra và chỉnh lưu nó bằng bộ chỉnh lưu nửa cầu. Tụ điện C2 làm dịu điện áp hơn nữa. Giai đoạn giải điều chế sau đó đưa đầu ra của nó vào giai đoạn kích hoạt.
Giai đoạn kích hoạt
Giai đoạn kích hoạt bao gồm một loại vi mạch đặc biệt được gọi là 'kích hoạt schmitt'. Các bộ kích hoạt Schmitt có một đặc tính đặc biệt được gọi là 'hiện tượng trễ'. Ví dụ, một bộ kích hoạt schmitt có thể đặt đầu ra của nó thành CAO khi điện áp đầu vào trên 2.5V. Nhưng nó sẽ chỉ đặt đầu ra THẤP trở lại khi điện áp đầu vào giảm xuống dưới 2.0V.
Giai đoạn đầu ra
Giai đoạn đầu ra là giai đoạn cuối cùng điều khiển tín hiệu đầu ra của cảm biến. Điều này chủ yếu bao gồm một bóng bán dẫn. Loại bóng bán dẫn này xác định loại đầu ra cảm biến.
Nếu bóng bán dẫn thuộc loại NPN, cảm biến được gọi là 'cảm biến tiệm cận NPN'. Cảm biến cụ thể này là cảm biến loại PNP có bóng bán dẫn PNP ở giai đoạn đầu ra của nó.
Đầu ra được bảo vệ bởi RTD (Máy dò nhiệt độ điện trở), bảo vệ giai đoạn đầu ra nếu dây Brown bị ngắn mạch với 0V. Diode D2 cung cấp bảo vệ phân cực ngược trong khi R5 hoạt động như một điện trở kéo xuống cho đầu ra. D1 Diode Zener bảo vệ cảm biến khỏi quá áp.
Cảm biến tiệm cận cảm ứng so với cảm biến tiệm cận điện dung
Cảm biến điện dung và cảm ứng là hai trong số những công nghệ phổ biến nhất trong số các cảm biến tiệm cận.
Cảm biến tiệm cận cảm ứng sử dụng nguyên lý điện từ và dòng điện Eddy để phát hiện các vật thể bằng kim loại. Khi một vật bằng kim loại đến gần cảm biến hơn, biên độ dao động bên trong mạch cảm biến sẽ bị giảm bớt. Sự tăng hoặc giảm của biên độ xác định trạng thái đầu ra của cảm biến.
Tuy nhiên, họ không thể phát hiện vật liệu điện môi như nhựa, gỗ hoặc hạt. Đây đôi khi là một lợi thế vì chúng ta có thể sử dụng cảm biến điện cảm để phát hiện các vật thể kim loại bên trong túi giấy hoặc nhựa. Phần lớn, cảm biến điện cảm được sử dụng trong máy móc để phát hiện vị trí của các bộ phận chuyển động.
Cảm biến tiệm cận điện dung sử dụng nguyên lý điện dung để phát hiện vật thể. Đặt một đối tượng trước mặt cảm biến gây ra dao động bắt đầu bên trong mạch cảm biến. Điều này được giám sát bởi một mạch phụ khác điều khiển đầu ra.
Các cảm biến này có thể phát hiện cả các vật thể kim loại như kim loại đen, nhôm và các vật thể phi kim loại như nước, giấy, thủy tinh và thậm chí cả bột. Cảm biến điện dung được sử dụng để theo dõi mức chất lỏng, phát hiện tình trạng đầy / rỗng của các vật chứa như chai, v.v.
Cảm biến cảm ứng có phạm vi phát hiện tương đối thấp hơn (cả khoảng cách và trường nhìn) so với cảm biến điện dung. Khoảng cách hoạt động của cả hai cảm biến phụ thuộc vào kích thước, hình dạng và thành phần vật liệu.
Sử dụng cảm biến tiệm cận cảm ứng với Arduino
Đôi khi, một dự án DIY có thể yêu cầu phát hiện các đồ vật bằng kim loại. Hãy cùng xem cách sử dụng cảm biến tiệm cận quy nạp với Arduino và cách lấy các kết quả đọc từ nó. đánh dấu gia sư có một video rất nhiều thông tin trên kênh của anh ấy về điều này.
Cảm biến được sử dụng trong hướng dẫn này là LJ12A3-4-Z / B Cảm biến tiệm cận cảm ứng NPN. Cảm biến này có thể hoạt động với nguồn điện 6-36VDC. Nó có phạm vi phát hiện 4mm và nó có thể phát hiện các hợp kim sắt / thép.
Dây màu nâu của cảm biến được kết nối với nguồn điện 6-36V và dây màu xanh lam được kết nối với 0V (đất). Chân 1 của bộ ghép quang PC817 được kết nối với cùng một nguồn 6-36VDC. Đầu ra tín hiệu của cảm biến kết nối với chân 817 của PC2 thông qua một điện trở 1k. Điện trở này giới hạn dòng điện chạy qua optocoupler.
Ở phía đầu ra của optocoupler, chân 4 được kết nối với 5V thông qua một điện trở 10k để hạn chế dòng điện. Chân 3 được kết nối với đất. Hai nền có thể được gắn với nhau, hoặc có thể được tách rời. Chân 4 cũng được kết nối với chân 13 của Arduino. Đây có thể là bất kỳ chân kỹ thuật số / tương tự nào của Arduino.
Chức năng của mạch
Khi mạch được bật nguồn và không có đối tượng nào, cảm biến NPN xuất ra tín hiệu logic CAO. Điều này có nghĩa là bộ ghép quang PC817 không hoạt động.
Tại thời điểm này, bóng bán dẫn bên trong optocoupler không được kích hoạt. Do đó, điện áp ở chân 4 gần 5V. Arduino coi đây là đầu vào logic CAO.
Khi một vật bằng kim loại được đặt trước cảm biến, đầu ra của cảm biến sẽ kết nối với 0V. Điều này làm cho dòng điện chạy qua đèn LED (chân 1 đến chân 2 của optocoupler) và bật optocoupler.
Khi được kích hoạt, bóng bán dẫn bắt đầu dẫn dòng điện từ chân 4 đến chân 3. Tại thời điểm này, chân 4 của optocoupler có điện áp gần 0V. Arduino coi đây là đầu vào logic THẤP.
Giải thích mã Arduino
int limitSwitch = 13;
int state = LOW;
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(limitSwitch,INPUT);
}
void loop() {
int val = digitalRead(limitSwitch);
if( val != state ){
state = val;
Serial.print("Sensor value = ");
if( state == 0 )
Serial.println( "(0) Target Hit!" );
else
Serial.println( "(1) None");
}
}
Mã bắt đầu với định nghĩa chân và cài đặt chân 13 làm đầu vào. Bên trong chức năng vòng lặp, Arduino liên tục kiểm tra trạng thái của chân 13. Bất cứ khi nào đầu vào chân 13 chuyển từ CAO sang THẤP hoặc THẤP sang CAO, điều kiện 'nếu' sẽ đánh giá.
Nếu trạng thái pin là THẤP (có nghĩa là có một đối tượng), nó sẽ in “(0) Target Hit!” vào màn hình nối tiếp. Nếu chân ở mức CAO, Arduino sẽ in “(1) Không có” lên màn hình nối tiếp.
Có thể dễ dàng thay đổi mạch này để hoạt động với cảm biến PNP bằng cách kết nối dây đen của cảm biến PNP với chân 1 của bộ ghép quang và kết nối chân 2 với đất thông qua điện trở 1k.
Giá cảm biến tiệm cận cảm ứng
Giá của cảm biến tiệm cận cảm ứng chủ yếu phụ thuộc vào kích thước, phạm vi phát hiện và loại đầu ra của chúng. Một cảm biến điển hình có điện áp hoạt động từ 10-30V và phạm vi phát hiện 8mm có thể khiến bạn mất từ $ 30 đến $ 100 +.
Các cảm biến đã gắn sẵn dây có xu hướng đắt hơn vì chúng được bịt kín và có khả năng chống bụi và nước tốt hơn.
Cảm biến tiệm cận cảm ứng AC có tiếp điểm SPST có giá khoảng 80 đô la và thường có Bảo vệ chống xâm nhập (IP) đánh giá từ 67 trở lên.
Biểu tượng cảm biến tiệm cận cảm ứng
Biểu tượng cho một cảm biến tiệm cận quy nạp như sau, như được định nghĩa bởi Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế (IEC). Nó bao gồm 4 ký hiệu chính biểu thị bản chất của cảm biến.
Đối với tất cả các cảm biến tiệm cận quy nạp, ký hiệu trên cùng bên trái và dưới cùng là giống hệt nhau. Tùy thuộc vào loại đầu ra (PNP / NPN / SPST), ký hiệu trên cùng bên phải có thể thay đổi.
Biểu tượng phía dưới bên phải cho biết trạng thái thường mở (NO) hoặc thường đóng (NC) của cảm biến. Điều này cho biết tín hiệu đầu ra là CAO hay THẤP khi một đối tượng vắng mặt.
Kỹ sưhub.co giải thích tất cả các kết hợp dây (2 dây và 3 dây) cho cảm biến tiệm cận quy nạp và cung cấp hình ảnh minh họa cho hai ký hiệu.
Cảm biến tiệm cận cảm ứng được sử dụng ở đâu?
Cảm biến tiệm cận cảm ứng tìm thấy hầu hết các ứng dụng của chúng trong môi trường công nghiệp và máy móc hạng nặng. Một trong những ứng dụng phổ biến nhất là các ứng dụng cảm biến vị trí, nơi các cảm biến được sử dụng để phát hiện chuyển động của máy móc như xe nâng và thiết bị truyền động thủy lực.
Cảm biến tốc độ bánh xe không tiếp xúc cũng là một ứng dụng khác cho cảm biến cảm ứng. Bánh xe có rãnh / răng được sử dụng để đếm số xung mà cảm biến đọc được trong một giây để xác định tốc độ quay của bánh xe. Đây là một ứng dụng phổ biến trong các phương tiện cơ giới và băng tải.
Dải cảm biến tiệm cận quy nạp
Không giống như cảm biến tiệm cận điện dung, cảm biến tiệm cận cảm ứng có phạm vi cảm biến hẹp hơn.
Tuy nhiên, chúng có thể phát hiện các vật thể trong phạm vi từ 1mm đến 60mm. Cảm biến mục đích đặc biệt cũng có thể được thiết kế để tăng khoảng cách phát hiện.
Trong sơ đồ này, chúng ta có thể xác định một số tham số được sử dụng để xác định các đặc tính của cảm biến. Sn là khoảng cách phát hiện danh nghĩa. Đây là khoảng cách mà cảm biến được thiết kế để hoạt động. Phạm vi này không tính đến bất kỳ biến thể nào.
Sr là khoảng cách cảm nhận thực. Khoảng cách này được xác định ở điện áp danh định và nhiệt độ môi trường danh định. Su là khoảng cách cảm nhận có thể sử dụng. Su xác định vùng mà nó nằm trong khoảng từ 90% đến 110% khoảng cách cảm nhận thực.
Tham số quan trọng nhất là Sa, khoảng cách hoạt động đảm bảo. Khoảng cách này nằm trong khoảng từ 0% đến 81% của khoảng cách phát hiện danh nghĩa và cảm biến được đảm bảo phát hiện bất kỳ đối tượng nào có thể phát hiện được trong vùng này.
Cảm biến cảm ứng được làm bằng gì?
Mặt cảm biến của cảm biến cảm ứng có thể được làm bằng Gốm hoặc polyetheretherketone (PEEK). Điều này phụ thuộc vào ứng dụng.
Vỏ của cảm biến được làm từ các vật liệu khác nhau. Nó có thể là thép không gỉ, PPS, PBTB, mạ niken hoặc đồng phủ teflon.
Đối với các ứng dụng mà vấn đề vệ sinh là quan trọng như chế biến thực phẩm, thép không gỉ tuân thủ các tiêu chuẩn. PPS được sử dụng để tạo vỏ nơi cảm biến sẽ phải chịu nhiệt độ cao. Để chống mài mòn và cực nóng và lạnh, người ta sử dụng PBTB.
Cách đấu dây cảm biến tiệm cận cảm ứng
Chủ yếu có 3 loại sơ đồ đấu dây có sẵn. Cảm biến 4 dây không được sử dụng rộng rãi, trong khi cảm biến 2 và 3 dây là phổ biến nhất.
Dưới đây là cách các cảm biến được phân loại theo điện áp cung cấp và loại đầu ra của chúng:
- Nguồn cung cấp AC hoặc DC
- Xác định xem các cảm biến hoạt động với nguồn điện 220V AC hoặc 24V DC
- Loại đầu ra
- Đầu ra bóng bán dẫn (3 dây)
- Cảm biến đầu ra bóng bán dẫn có thể là NPN hoặc PNP. Đối với cả hai kiểu đó, đây là các tùy chọn đầu ra NO (Thường mở) và NC (Thường đóng). Một số cảm biến thậm chí có thể hỗ trợ cả hai. (KHÔNG + NC).
- Ngõ ra rơ le (2 dây hoặc 3 dây)
- Đầu ra bóng bán dẫn (3 dây)
Cảm biến AC 2 dây và 3 dây luôn là loại đầu ra rơle. Cảm biến DC có thể là loại đầu ra rơ le hoặc bóng bán dẫn. Cảm biến đầu ra rơle cũng có các tùy chọn NO, NC và NO + NC.
Đây là OMCH.coPhạm vi của các cảm biến tiệm cận điện dung và các tùy chọn đi dây mà chúng cung cấp:
Sau đây là các sơ đồ đi dây được sử dụng để đấu dây cảm biến tiệm cận cho hệ thống tự động hóa.
Cảm biến tiệm cận cảm ứng phát hiện loại vật liệu nào?
Cảm biến tiệm cận cảm ứng có thể phát hiện sự hiện diện của chỉ các mục tiêu kim loại. Chúng không thể phát hiện các vật thể phi kim loại như gốm, nhựa, gỗ, giấy và chất lỏng.
Tuy nhiên, chúng có thể 'nhìn xuyên thấu' các vật thể phi kim loại để phát hiện vật thể kim loại. Ví dụ, cảm biến tiệm cận cảm ứng có thể phát hiện các vật thể kim loại đằng sau một tấm nhựa mờ đục.
Cách kiểm tra công tắc tiệm cận cảm ứng
Để kiểm tra cảm biến tiệm cận cảm ứng kiểu PNP, có thể sử dụng sơ đồ mạch sau. Khi một vật thể kim loại ở gần bề mặt cảm biến hơn, đèn LED kèm theo sẽ sáng lên.
Tương tự, mạch sau đây có thể được sử dụng để kiểm tra cảm biến tiệm cận loại NPN. Đối với cả hai mạch, điện trở nối tiếp với đèn LED phải ở khoảng 2k để bảo vệ đèn LED.
Vật liệu nào sẽ làm giảm phạm vi công tắc tiệm cận cảm ứng?
Cảm biến cảm ứng hoạt động tốt nhất với thép (Fe360). Sử dụng điều này làm tham chiếu, một 'hệ số hiệu chỉnh' đặc biệt được xác định cho các loại vật liệu khác. Hệ số hiệu chỉnh càng thấp, khoảng cách phát hiện càng giảm.
Ví dụ: nếu một cảm biến tiệm cận cụ thể có thể phát hiện vật thể thép ở khoảng cách 10mm, thì nó sẽ chỉ có thể phát hiện vật thể bằng đồng khi nó ở gần bề mặt cảm biến khoảng 10mm * 0.25 đến 10mm * 0.45 (2.5mm - 4.5mm) .
Cảm biến tiệm cận cảm ứng chính xác đến mức nào?
Trong giai đoạn sản xuất, các thiết kế cảm biến điện cảm trải qua một quá trình hiệu chuẩn kỹ lưỡng, chính xác. Điều này liên quan đến việc điều chỉnh có hướng dẫn bằng laser của các điện trở cảm biến để xác định khoảng cách cảm biến và hiệu suất.
Mặc dù vậy, khi một cảm biến tiệm cận được triển khai tại hiện trường, đôi khi bụi kim loại hoặc các hạt khác có thể tích tụ trên bề mặt cảm biến theo thời gian. Điều này làm giảm độ nhạy của cảm biến theo thời gian.
Các cảm biến hiện đại được trang bị bộ vi xử lý nhúng có thể phát hiện các hạt này và điều chỉnh độ nhạy của cảm biến cho phù hợp. Các cảm biến này do đó được gọi là 'miễn dịch với chip'
Các mẹo cần xem xét khi mua cảm biến tiệm cận cảm ứng
Trước khi chọn cảm biến tiệm cận quy nạp làm tùy chọn, có thể hữu ích khi trả lời các câu hỏi sau:
- Tôi cần phát hiện loại đối tượng nào?
- Khoảng cách phát hiện tương đối cần thiết là bao nhiêu?
- Hình dạng và kích thước của đối tượng tôi muốn phát hiện là gì?
Tùy thuộc vào các yếu tố này, nếu
- Phạm vi nhỏ hơn 80mm
- Chỉ cần phát hiện các vật thể bằng kim loại (sắt)
- Cảm biến phải chịu được các điều kiện môi trường khắc nghiệt
- Cảm biến phải hoạt động với các bộ phận chuyển động tốc độ cao
an cảm biến tiệm cận cảm ứng có thể là một lựa chọn tốt hơn. Chúng cũng tương đối rẻ hơn so với các công nghệ khác như cảm biến điện dung hoặc siêu âm.
Cảm biến tiệm cận cảm ứng có hoạt động trên nhôm không?
Cảm biến tiệm cận cảm ứng thông thường có thời gian tương đối khó phát hiện các vật thể làm bằng nhôm. Tuy nhiên, các lá nhôm có thể được phát hiện bằng các cảm biến cảm ứng do một hiện tượng gọi là 'hiệu ứng da' mà nhôm sở hữu.
Nếu có yêu cầu nghiêm ngặt để phát hiện các vật bằng nhôm, thì có loại 'tất cả kim loại' hoặc loại kim loại màu 'có thể phát hiện tất cả các loại kim loại, bao gồm cả nhôm và đồng.
Kết luận
Trong bài viết này, chúng tôi đã tìm hiểu sâu về cảm biến tiệm cận cảm ứng, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của chúng. Các cảm biến này tạo ra các máy dò kim loại tuyệt vời và tìm thấy các ứng dụng của chúng trong nhiều môi trường công nghiệp và phi công nghiệp.
Có các loại cảm biến tiệm cận khác như điện dung, siêu âm, từ tính và quang điện có thể phù hợp hơn cho một cụ thể. Theo dõi điều này hướng dẫn từ Công nghiệp trực tiếp để tìm hiểu thêm về cách chọn cảm biến độ gần phù hợp cho ứng dụng của bạn.
