Giáo trình kỹ thuật cảm biến - Bài 2

BÀI 2 CẢM BIẾN TIỆM CẬN VÀ CÁC LOẠI CẢM BIẾN XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ, KHOẢNG CÁCHGIỚI THIỆUCảm biến tiệm cận được sử dụng nhiều trong các lĩnh vực tự động hoá quá trình sản xuất, trong các dây truyền tự động hoá sản xuất, trong các nơi làm việc khó khăn, độc hại, vì cảm biến tiệm cận dùng để nhận biết có hoặc không các vật thể.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình kỹ thuật cảm biến - Bài 2Kü thuËt c¶m biÕn – Khoa C¬ khÝ - §éng lùc – Tr−êng Cao §¼ng NghÒ C«ng NghÖ vµ N«ng L©m §«ng B¾c BÀI 2 CẢM BIẾN TIỆM CẬN VÀ CÁC LOẠI CẢM BIẾN XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ, KHOẢNG CÁCH GIỚI THIỆU Cảm biến tiệm cận được sử dụng nhiều trong các lĩnh vực tự độnghoá quá trình sản xuất, trong các dây truyền tự động hoá sản xuất, trong các nơilàm việc khó khăn, độc hại, vì cảm biến tiệm cận dùng để nhận biết có hoặckhông các vật thể. MỤC TIÊU BÀI HỌC Sau khi học xong bài này học viên có đủ khả năng:- Đánh giá/xác định được vị trí, nhiệm vụ và ứng dụng của các bộ cảm biếntiệm cận.- Mô tả được chức năng, nhiệm vụ và các điều kiện làm việc của các bộ cảmbiến tiệm cận.- Biết được phạm vi ứng dụng, cách lắp đặt các bộ cảm biến tiệm cận . NỘI DUNG * Cảm biến tiệm cận (Proximity Sensor). * Một số loại cảm biến xác định vị trí, khoảng cách khác. * Các bài thực hành ứng dụng các loại cảm biến tiệm cận. HOẠT ĐỘNG I : HỌC LÝ THUYẾT TRÊN LỚP1. Cảm biến tiệm cận (Proximity Sensor).1.1. Đại cương. * Đặc điểm: - Phát hiện vật không cần tiếp xúc. - Tốc độ đáp ứng nhanh. - Đầu sensor nhỏ, có thể lắp được ở nhiều nơi. - Có thể sử dụng trong môi trường khắc nghiệt. Cảm biến tiệm cận là mọt kỹ thuật để nhận biết sự có mặt hay không cómặt của một vật thể với cảm biến điện tử không công tắc (không đụng chạm),cảm biến tiệm cận có một vị trí rất quan trọng trong thực tế, ví dụ phát hiện vậttrên dây chuyền để rôbốt bắt giữ lấy, phát hiện chai, lon nhôm trên dây chuyền,băng chuyền ...vv. Tín hiệu ngõ ra của cảm biến tiệm cận thường ở dạng logiccó hoặc không. * Một số định nghĩa: - Khoảng cách phát hiện: Là khoảng cách xa nhất từ đầu cảm biến đến vịtrí vật chuẩn mà cảm biến phát hiện được. - Khoảng cách cài đặt: Là khoảng cách để cảm biến có thể nhận biết vậtmột cách ổn định (thường bằng 70% đến 80% khoảng cách phát hiện). - Thời gian đáp ứng: t2 là thời gian từ lúc đối tượng đi vào vùng cảm biếnphát hiện của cảm biến đến lúc cảm biến báo hiệu. t2 là thời gian từ lúc đốitượng đi ra khỏi vùng phát hiện cho đến khi cảm biến hết báo tín hiệu.http://www.ebook.edu.vn 34 Kü thuËt c¶m biÕn – Khoa C¬ khÝ - §éng lùc – Tr−êng Cao §¼ng NghÒ C«ng NghÖ vµ N«ng L©m §«ng B¾c OFF ON C¶m biÕn tiÖm cËn Kho¶ng c¸ch ph¸t hiÖn H×nh 2.1 Kho¶ng c¸ch Reset Kho¶ng c¸ch tr−íc l−îng cµi ®Æt Kho¶ng c¸ch cµi ®Æt C¶m biÕn tiÖm cËn Sensing object H×nh 2.2 1.2. Cảm biến tiệm cận điện cảm (Inductive Proximity Sensor). Cảm biến tiệm cận điện cảm có nhiều kích thước và hình dạng khác nhau tương ứng với các ứng dụng khác nhau. Cảm biến tiệm cận điện cảm được dùng để phát hiện các đối tượng là kim loại (loại cảm biến này không phát hiện các đối tượng có cấu tạo không phải là kim loại). * Cấu trúc của cảm biến tiệm cận điện cảm: Gồm 4 phần chính - Cuộn dây và lõi ferit. - Mạch dao động. - Mạch phát hiện. - Mạch đầu ra. * Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận điện cảm. Cảm biến tiệm cận điện cảm được thiết kế để tạo ra một vùng điện trường,khi một vật bằng kim loại tiến vào khu vực này, xuất hiện dòng điện xoáy (dòngđiện cảm ứng) trong vật thể kim loại này. Dòng điện xoáy gây nên sự tiêu haonăng lượng (do điện trở của kim loại) làm ảnh hưởng đến biên độ sóng dao động,đến một trị số nào đó tín hiệu này được ghi nhận. Mạch phát hiện sẽ phát hiện sự http://www.ebook.edu.vn 35 Kü thuËt c¶m biÕn – Khoa C¬ khÝ - §éng lùc – Tr−êng Cao §¼ng NghÒ C«ng NghÖ vµ N«ng L©m §«ng B¾cthay đổi tín hiệu và tác động để mạch ra lên mức ON. Khi đối tượng rời khỏi khuvực từ trường, sự dao động được tái lập, cảm biến trở lại trạng thái bình thường. * Phân loại cảm biến tiệm cận điện cảm. Cảm biến tiệm cận điện cảm có thể chia ra làm 2 loại: Loại được bảo vệ(Shielded) và loại không được bảo vệ (Unshielded), loại không được bảo vệcthường có tầm phát hiện lớn hơn loại được bảo vệ. * Những yếu tố ảnh hưởng đến tầm phát hiện của cảm biến tiệm cận điệncảm: - Kích thước, hình dáng, vật liệu lõi và cuộn dây. - Vật liệu và kích thước đối tượng. - Nhiệt độ môi trường. Đặc điểm của đối tượng tiêu chuẩn (mục tiêu): Hình vuông, độ dài cạ ...