Giáo trình Kỹ thuật cảm biến (Nghề: Cơ điện tử): Phần 2 - Trường CĐ Nghề Kỹ thuật Công nghệ

(NB) Nội dung giáo trình được biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 75 giờ gồm có: Các khái niệm cơ bản về bộ cảm biến; Cảm biến nhiệt độ; Cảm biến tiệm cận và một số loại cảm biến xác định vị trí và khoảng cách khác; Phương pháp đo lưu lượng; Đo vận tốc vòng quay và góc quay. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 2 giáo trình.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Kỹ thuật cảm biến (Nghề: Cơ điện tử): Phần 2 - Trường CĐ Nghề Kỹ thuật Công nghệ - 36 - BÀI III: CẢM BIẾN TIỆM CẬN VÀ CÁC LOẠI CẢM BIẾN XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ, KHOẢNG CÁCH Mã bài: MĐ 22-03GIỚI THIỆU Cảm biến tiệm cận được sử dụng nhiều trong các lĩnh vực tự động hoá quá trình sảnxuất, trong các dây chuyền 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.MỤC TIÊU BÀI HỌCSau khi học xong bài này học viên có đủ khả năng: - Phát biểu được đặc tính của cảm biến tiệm cận theo nội dung đã học - Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phạm vi ứng dụng của các loại cảmbiến tiệm cận, đo vị trí và khoảng cách theo nội dung đã học. - Trình bày được cách phân loại các loại cảm biến theo nội dung đã học - Thực hiện được các mạch cảm biến điện cảm và điện dung đạt các yêu cầu về kỹthuật. - Rèn luyện tính tư duy, sáng tạo, chủ động trong quá trình học tập1 Cảm biến tiệm cận (Proximity Sensor)Mục tiêu : - Phát biểu được đặc tính của cảm biến tiệm cận - Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phạm vi ứng dụng của các loạicảm biến tiệm cận - Trình bày được cách phân loại các loại cảm biến tiệm cận1.1 Đại cương về cảm biến tiệm cận Cảm biến tiệm cận là tên thường gọi để chỉ các cảm biến chuyên dùng để đo lường,phát hiện vật ở một khoảng cách gần, mà không cần phải tiếp xúc trực tiếp lên vật đolường. Cảm biến tiệm cận có các đặc điểm sau : - Phát hiện vật không cần tiếp xúc - Tốc độ đáp ứng cao - Đầu sensor nhỏ, có thể lắp đặt nhiều nơi - Có thể sử dụng trong môi trường khắc nghiệt Đối với cảm biến tiệm cận thường được chia thành hai loại, đó là : - 37 - - Cảm biến điện cảm - Cảm biến điện dung Cảm Biến Vật Cảm Biến Hình 2.1 Cách đo lường không tiếp xúc của cảm biến tiệm cận* Các thuật ngữ thường sử dụng : - Vật chuẩn, vật cảm biến : + Vật chuẩn (Standard Object) : Một vật được là vật chuẩn nếu hình dạng, vật liệukích cỡ… của vật liệu phải phù hợp với yêu cầu của nhà sản xuất để có thể phát huyhết đặc tính kỹ thuật của sensor + Vật cảm biến (Target Object) : là vật được đưa vào để cho cảm biến đo lường,phát hiện, hay nói cách khác đây chính là vật cần đo lường . do đó, để có thể phát huyđược các tính năng kỹ thuật của cảm biến, yêu cầu người thiết kế phải biết rõ các tínhchất của vật cảm biến để có thể lựa chọn cảm biến phù hợp.- Khoảng cách phát hiện, khoảng cách cài đặt : + Khoảng cách phát hiện (Detecting Distance) : là khoảng cách từ bề mặt cảm biếnở đầu sensor tới vị trí vật chuẩn xa nhất mà sensor có thể phát hiện được + Khoảng cách cài đặt (Setting Distance) : là khoảng cách từ bề mặt cảm biến ởđầu sensor tới vị trí vật cảm biến để sensor có thể phát hiện vật ổn định (thườngkhoảng cách này bằng 70-80% khoảng cách phát hiện) - 38 - Hình 2.2 Khoảng cách phát hiện vật chuẩn của cảm biến Hình 2.3 Khoảng cách cài đặt đối với vật cảm biến- Thời gian đáp ứng, tần số đáp ứng : + Thời gian đáp ứng (Response Time) : Vùng phát hiện Cảm biến tiệm cận Vật chuẩn Ngõ ra Bề mặt cảm biến Trong vùng phát hiện Ngoài vùng phát hiện ON OFF T1 T2 Hình 2.4 Minh họa về thời gian đáp ứng T1 : Khoảng thời gian từ lúc vật chuẩn chuyển động đi vào vùng phát hiện củasensor tới lúc đầu ra của sensor lên ON T2 : Khoảng thời gian từ lúc vật chuẩn chuyển động đi ra khỏi vùng phát hiện củasensor tới khi đầu ra của sensor tắt về OFF Nếu T1 và T2 càng lớn thì thời gian trễ sẽ càng cao,do đó chúng ta mong muốn T1 - 39 -và T2 càng nhỏ càng tốt + Tần số đáp ứng (Response Frequency) : Tần số của vật cảm biến là số lần xuất hiện lặp lại của vật cảm biến trong vùng tácđộng của cảm biến.Được ký hiệu là fvật cảm biến : 1 fvật cảm biến  (2-1) T1  T2 ON ON OFF OFF Cảm biến T2 ...