Cảm biết tiệm cận là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Cảm biến tiệm cận là gì? Có những loại cảm biến tiệm cận nào? Nguyên lý hoạt động, cấu tạo và ứng dụng của chúng ra sao, hãy cùng Mitu tìm hiểu trong bài viết dưới đây nhé.

Cảm biến tiệm cận là gì?

Cảm biến tiệm cận hay công tắc tiệm cận là phản ứng khi có vật ở gần cảm biến. Trong hầu hết các trường hợp, khoảng cách này chỉ vài mm. 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 môi trường khắc nghiệt.

Cảm biến tiệm cận là gì?

Cảm biến tiệm cận chuyển đổi tín hiệu về sự chuyển động hoặc xuất hiện của các vật thể thành tín hiệu điện. Có 3 hệ thống phát hiện để thực hiện công việc chuyển đổi này: hệ thống sử dụng sự thay đổi điện dung khi đến gần vật thể cần phát hiện, 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 nam châm và hệ thống chuyển mạch cộng từ.

Đặc điểm của cảm biến tiệm cận

• 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.

• Đầu sensor nhỏ có thể lắp ở nhiều nơi.

• Có thể hoạt động trong môi trường khắc nghiệt.

Các loại cảm biến tiệm cận phổ biến nhất hiện nay

Có khá nhiều loại cảm biến tiệm cận trong công nghiệp nhưng chủ yếu có 2 loại chính là cảm biến tiệm cận điện cảm và cảm biến tiệm cận cảm ứng điện dung.

Cảm biến tiệm cận điện cảm: phát hiện vật bằng cách tạo ra trường điện từ. Loại này tiếp tục được chia thành 2 loại là:

+ Cảm ứng từ có bảo vệ: từ trường được tập trung ở mặt trước sensor tiệm cận nên có ưu điểm là ít bị nhiễu bởi kim loại xung quanh. Tuy nhiên lại khiến khoảng cách đo bị ngắn đi.

+ Cảm ứng từ không có bảo vệ: vì không có sự bảo vệ từ trường quanh mặt sensor nên khoảng cách đo dài hơn loại cảm ứng có bảo vệ. Tuy nhiên nó lại dễ bị nhiễu bởi kim loại xung quanh.

Cảm biến tiệm cận điện dụng: cảm biến này phát hiện vật thể ở gần dựa trên nguyên tắc tĩnh điện. Nghĩa là dựa vào sự thay đổi điện dung giữa vật được cảm biến và đầu sensor cảm biến. Ưu điểm của loại này là có thể phát hiện tất cả vật thể.

Các loại cảm biến tiệm cận

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận

Xét về cấu tạo, cảm biến tiệm cận gồm 4 phần là phần cảm biến, mạch dao động, bộ cảm nhận và bộ mạch tín hiệu đầu ra.

Về nguyên lý hoạt động, cảm biến tiệm cận hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ, hoặc vùng điện dung. Trường điện từ/điện dung này sẽ phát ra quanh cảm biến trong khoảng cách tối đa đến 60mm. Trong khoảng cách này, khi gặp vật thể nó sẽ phát ra tín hiệu và truyền về bộ xử lý. Tại đây, bộ xử lý sẽ chuyển đổi tín hiệu về sự chuyển động hoặc xuất hiện của một vật thể nào đó trở thành tín hiệu điện. Tín hiệu này làm cảnh báo, hoặc dùng để điều khiển ứng dụng thông qua lập trình từ PLC/máy chủ.

Để thực hiện công việc chuyển đổi này, cảm biến tiệm cận cần đến 3 hệ thống phát hiện tín hiệu, đò là:

Hệ thống sử dụng sự thay đổi điện dung khi đến gần vật thể cần được phát hiện: hệ thống dùng nam châm và hệ thống chuyển mạch cộng từ.

Ứng dụng của cảm biến tiệm cận

Cảm biến tiệm cận được sử dụng rất phổ biến trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là ngàng công nghiệp nhà máy, điện tử. Chúng có thể được gắn trên các dây truyền sản xuất, xe ô tô, điện thoại thông minh,...

Mục đích sử dụng cảm biến tiệm cận phổ biến nhất thường là:

• Kiểm soát chất lỏng trong bể chưa, hộp giấy.

• Kiểm soát kim loại.

• Kiểm soát số lượng.

Lưu ý khi sử dụng cảm biến tiệm cận

Mặc dù mang lại nhiều lợi ích trong ngành công nghệ hiện đại nhưng khi sử dụng cảm biến tiệm cận người dùng cần phải lưu ý một số vấn đề sau:

• Kiểm tra kỹ sức ảnh hưởng của môi trường xung quanh khu vực đó xem có từ trường lớn hay không vì đây là một trong những nguyên nhân dẫn đến sai số khi đo cảm biến.

• Khu vực đo rung hay không, nhiệt độ môi trường cao hay không, khoảng cách từ cảm biến đến vật cần đo là bao nhiêu.

Như vậy, tùy thuộc vào từng mục đích cũng như nhu cầu sử dụng bạn nên lựa chọn và sử dụng loại cảm biến tiệm cận phù hợp để đem lại hiệu quả cao nhất nhé.