Cảm biến tiệm cận là gì? Nguyên lý, chức năng, phân loại

Cảm biến tiệm cận là gì

Khái niệm cơ bản về thiết bị này thì cảm biến tiệm cận là loại cảm biến có thể phát hiện vật khi không tiếp xúc với nó. Cảm biến sẽ chuyển thông tin về dạng chuyển động hay tín hiệu điện. Trên thị trường hiện nay có 3 loại cảm biến tiệm cận phổ biến nhất. Đó chính là:

• Cảm biến sử dụng dòng điện xoáy trong vật thể cần cảm ứng bằng kim loại
• Cảm ứng có thể phát hiện ra vật thể có sự thay đổi công suất điện khi đến gần cảm biến.
• Cảm biến dùng nam châm kết hợp công tắc sậy
   

Công nghệ sản xuất cảm biến tiệm cận đạt tiêu chuẩn JIS – Công nghệ Nhật Bản; tiêu chuẩn IEC 60947-5-2 khi cảm biến không tiếp xúc vật dùng trong thiết bị đóng cắt, và điều khiển điện áp hạ thế. Theo đó, cảm biến tiệm cận sẽ sử dụng từ trường DC để cảm biến được đa dạng các vật thể kim loại, phi kim loại.

Xem thêm: Các loại cảm biến

Chức năng, đặc trưng của cảm biến tiệm cận

Cảm biến tiệm cận có khả năng phát hiện vật kể cả khi không cần chạm vào nó. Vì thế, cảm biến sẽ không làm mòn hay hư hỏng vật cần phát hiện

Điều này có được nhờ tính năng cảm biến bằng điện của cảm biến tiệm cận. Điều này khác hẳn với các công tắc hành trình cần phải tiếp xúc với vật mới có thể cảm biến được nó.

Đầu ra không có tiếp điểm nên độ bền của cảm biến lâu hơn. Tuy nhiên, tính năng này không bao gồm cảm biến tiệm cận sử dụng nam châm

Thiết kế của cảm biến tiệm cận dùng đầu ra bán dẫn. Cho nên, cảm biến sẽ không có tiếp điểm gây ảnh hưởng đến tuổi thọ.

Cảm biến có thể dùng cho các vị trí môi trường có dầu hay nước

Khả năng phát hiện vật của cảm biến tiệm cận không chịu ảnh hưởng của dầu, nước hay bụi bẩn. Đây là điều mà các loại cảm biến khác trên thị trường khó có thể làm được. Ưu điểm này xuất phát từ việc phần vỏ của cảm biến có sẵn tính năng kháng khuẩn và kháng hóa chất rất vượt trội.

Tốc độ cảm biến cực cao

Theo đánh giá của các chuyên gia, cảm biến tiệm cận có khả năng cảm nhận vật trong thời gian nhanh với độ chính xác rất cao.

Có khả năng cảm biến trong phạm vi nhiệt độ rộng

Trong khoảng nhiệt độ từ – 40 độ C – 200 độ C, cảm biến tiệm cận có thể phát huy được hết các tính năng một cách hiệu quả nhất.

Cảm biến tiệm cận không chịu sự ảnh hưởng từ màu sắc của vật

Hoạt động của cảm biến tiệm cận có thể phát hiện mọi đặc tính vật lý của vật, kể cả màu sắc. Vì thế, dù bề mặt đối tượng có màu sắc như thế nào thì cũng không ảnh hưởng đến khả năng phát hiện của cảm biến.

Hoạt động của cảm biến tiệm cận sẽ chịu ảnh hưởng từ nhiệt độ xung quanh của môi trường và từ những vật thể xung quanh vật xung quanh cũng như các cảm biến khác

Vì cảm biến tiệm cận có thể bị ảnh hưởng từ nhiệt độ và các vật khác nên khi lắp đặt vị trí cảm biến cần chú ý các yếu tố này để tránh nhiễu.

Cảm biến có hai dây

Thiết kế của cảm biến tiệm cận có kết hợp đường dây tín hiệu và dây nguồn. Điều này hạn chế tối đa tình trạng hư hỏng các phần tử bên trong một cách tối ưu.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận

Nguyên tắc phát hiện của cảm biến tiệm cận quy nạp
 

Tình trạng quy nạp ở cảm biến tiệm cận sẽ phát hiện mất từ khi dòng điện xoáy được tạo ra ở trên bề mặt dẫn điện xuất phát từ trường ở bên ngoài. Tại cuộn dây phát hiện sẽ xuất hiện từ trường xoay chiều. Đồng thời, trở kháng sẽ thay đổi do trên vật thể kim loại phát hiện ra dòng điện xoáy.

Với nguyên tắc cảm biến này sẽ có nhiều phương pháp cảm biến khác nhau. Cụ thể như: phát hiện nhôm, phát hiện thành phần pha ở tần số, phát hiện toàn kim loại…Bên cạnh đó, cảm biến tiệm cận còn có cảm biến đáp ứng xung, Nó sẽ tạo ra dòng điện xoáy đi theo xung để phát hiện ra sự thay đổi thời gian ở dòng điện xoáy đối với điện áp đã được cuộn dây tạo ra.

Nguyên tắc phát hiện của cảm biến điện dung
 

Hoạt động của cảm biến tiệm cận theo nguyên tắc điện dung chính là cảm nhận ra sự thay đổi về điện dung giữa cảm biến và vật cần cảm biến. Kích thước cũng như khoảng cách của vật cần cảm biến sẽ quyết định đến sự thay đổi điện dung. Cấu tạo của cảm biến tiệm cận sẽ có nét giống như một tụ điện với 2 bản song song nhau. Theo đó, 1 bản là vật thể được đo còn bản còn lại là bề mặt của bộ cảm biến. Tùy vào hằng số điện môi của vật cần cảm biến để thiết bị có thể phát hiện ra chúng.

Nguyên tắc phát hiện của cảm biến tiệm cận từ tính
 

Theo nguyên tắc này thì đầu sậy của cảm biến tiệm cận sẽ được vận hành thông qua nam châm. Khi công tắc Bật thì cảm biến cũng được Bật và ngược lại.

Phân loại cảm biến tiệm cận

Chúng ta có thể phâm loại cảm biến tiệm cận bằng phương pháp phát hiện:

Các tiêu chí phân loại
Cảm biến tiệm cận cảm ứng
Cảm biến tiệm cận điện dung

Cảm biến tiệm cận từ tính

Đối tượng cảm biến

Các vật làm từ chất liệu kim loại như: sắt, nhôm, đồng…
 
 

Nhiễu điện

Khả năng cảm biến sẽ bị ảnh hưởng bởi mối quan hệ về vị trí của các yếu tố như đường dây điện, đường tín hiệu hay đường nối đất của tủ…

Theo tiêu chuẩn CE

Đa dạng vật liệu bao phủ xung quanh cảm biến  như: kim loại, nhựa…

Dễ bị nhiễu khi độ dài của cáp lớn.

Hầu như không có tác dụng.

Nguồn cấp điện áp

Đa dạng các nguồn khác nhau như: DC, AC, AC / DC và cả nguồn DC không phân cực…

Phương thức kết nối, điện áp nguồn cung cấp.

Mức tiêu thụ hiện tại
Cảm biến có sự phụ thuộc vào đặc điểm của nguồn điện.
Thiết kế kiểu DC 2 dây giúp triệt tiêu dòng điện.

Khoảng cách cảm biến

Thiết kế khoảng cách cảm biến cần phải chú ý đến nhiều yếu tố ảnh hưởng khác nhau như: nhiệt độ, vật cần cảm ứng, khoảng cách ở giữa gắn cảm biến và đối tượng xung quanh. Trường hợp cần phải đảm bảo độ cảm biến chính xác thì cần sử dụng Bộ khuếch đại riêng biệt.

Môi trường
Cảm biến tiệm cận có thể sử dụng được trong môi trường nhiệt độ, độ ẩm. Thậm chí cả môi trường chứa nước, dầu hay hóa chất…

Rung động vật lý, rung sốc

Khi lắp đặt cần chú ý đến tình trạng rung động hay sốc của môi trường để chọn khoảng cách cảm biến phù hợp. Điều này tránh tình trạng cảm biến bị lỏng gây ảnh hưởng đến tuổi thọ và quá trình sử dụng.

Chi tiếp lắp ráp
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của cảm biến tiệm cận như: mômen siết, khoảng cách giữa những Cảm biến, Kích thước, chiều dài của cáp, số bước đấu dây, vật thể xung quanh.
Vì thế, cần phải kiểm tra kỹ những ảnh hưởng của vật thể kim loại cũng như các vật thể khác xung quanh, đặc biệt là các thông số kỹ thuật đối với tình trạng giao thoa lẫn nhau giữa những cảm biến.

Ứng dụng của cảm biến tiệm cận

Trong các ứng dụng công nghiệp, quản lý hàng tồn kho…đều có sự tham gia của cảm biến tiệm cận. Có thể kể đến như:

• Cảm biến dùng để ứng dụng trong dây chuyển sản xuất tự động nhằm phát hiện, đếm số lượng hay kiểm tra chất lượng.
• Thiết bị cũng được ứng dụng trong các sản xuất tiêu dùng như: smartphone (cảm ứng gương mặt), công tắc cảm ứng điện dung…
• Cảm biến tiệm cận cũng dùng nhiều trong các nhà vệ sinh công cộng hay trong các thiết kế rô bốt….
  ​

Tham khảo ngay những chia sẻ trên để bạn có thể hiểu rõ hơn về cảm biến tiệm cận. Thông tin chi tiết vui lòng liên hệ đến Bến Thành để được hỗ trợ chu đáo và chọn được cảm biến chính hãng 100% với giá thành ưu đãi, bảo hành uy tín nhất.