So sánh các công nghệ cảm biến thay thế không tiếp xúc

Với bất kì ứng dụng đo thay đổi luôn có sự cân nhắc giữa lợi ích và giới hạn mà mỗi công nghệ đo đem lại. Chính vì vậy, bài viết này so sánh bốn loại công nghệ đo lường thay thế không tiếp xúc, đưa ra tư vấn việc chọn lựa công nghệ đo sao cho phù hợp nhất. Việc sử dụng công nghệ thay thế không tiếp xúc trong đo lường chính xác đang phát triển một cách nhanh chóng. Người sử dụng cần đo chính xác hơn, độ phân giải nhỏ hơn micro hoặc nano mét, và...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
So sánh các công nghệ cảm biến thay thế không tiếp xúcSo sánh các công nghệcảm biến thay thế không tiếp xúcVới bất kì ứng dụng đo thay đổi luôn có sự cân nhắc giữa lợiích và giới hạn mà mỗi công nghệ đo đem lại. Chính vì vậy,bài viết này so sánh bốn loại công nghệ đo lường thay thếkhông tiếp xúc, đưa ra tư vấn việc chọn lựa công nghệ đosao cho phù hợp nhất.Việc sử dụng công nghệ thay thế không tiếp xúc trong đolường chính xác đang phát triển một cách nhanh chóng.Người sử dụng cần đo chính xác hơn, độ phân giải nhỏ hơnmicro hoặc nano mét, và chống lại khó khăn bề mặt hoặc vậtliệu không thể được chạm trong lúc đo bao gồm silicon, thủytinh, chất dẻo, thành phần điện và y tế thu nhỏ, giống nhưdựa trên bề mặt thực phẩm.Sự phát triển đó đã thúc đẩy triển khai công nghệ mới, baogồm sự điều chỉnh công nghệ hiện tại cho phù hợp những yêucầu đo lường mới, cải thiện độ chính xác và độ phân giải choviệc đo. Cảm biến thay đổi không tiếp xúc tiến tới mở rộngtính đa dạng của hình dạng, kích thước và nguyên lý đo.Trong thực tế, cũng như dòng xoáy và cảm biến tam giáclazer, điện dung và cảm biến đồng tiêu là phổ biến ngày nay.Nguyên lý dòng điện xoáyNguyên lý đo dòng điện xoáy là cách đo cảm ứng. Một cuộndây được cấp bởi dòng điện xoay chiều và sinh ra từ trườngxung quanh cuộn dây. Nếu một vật dẫn điện được đặt trongtừ trường, dòng điện xoáy được cảm ứng, tạo thành mộttrường điện theo Luật cảm ứng Faraday. Bộ điều khiển tínhtoán thay đổi trong năng lượng chuyển đổi từ cuộn dây cảmbiến tới vật đích và chuyển đổi năng lượng đó thành đo lườngsự thay đổi .Phương pháp này có thể được sử dụng cho tất cả vật dẫnđiện, sắt từ và không mang sắt từ, là lợi thế của phương phápnày. Kích thước cảm biến thực sự nhỏ được so sánh với cáccông nghệ khác, công nghệ có độ chính xác cao và ngănđược bụi, bẩn, độ ẩm, dầu, áp suất cao và chất điện môi trongđo khoảng cách.Tuy nhiên, tín hiệu ra và tuyến tính phụ thuộc vào đặc điểmđiện và từ của đối tượng. Bởi vậy, mỗi sự điều chỉnh vàtuyến tính hóa được yêu cầu. chiều dài lớn nhất cáp là 15mvà đường kính của cảm biến tăng khi tăng phạm vi đo.Nguyên lý điện dungVới nguyên lý điện dung, cảm biến và đối tượng tác độnggiống ý tưởng hai bản cực song song của tụ điện. Hai điệncực được hình thành bởi cảm biến và đối mặt đối tượng. Nếudòng xoay chiều với tần số không đổi qua tụ cảm biến, độ lớncủa điện áp xoay chiều trên cảm biến tỷ lệ với khoảng cáchgiữa hai cực của tụ. Điện áp bù có thể điều chỉnh cùng mộtlúc được phát ra từ bộ khuyếch đại điện. Sau đó giải điềubiến của cả điện áp xoay, sai lệch được khuyếch đại và đầu ranhư một tín hiệu tương tự.Bởi vì cảm biến được cấu tạo giống như một vòng bảo vệ tụ,hầu như những ý tưởng tuyến tính và độ phân căn cứ các đốitượng kim loại đã đạt được. Công nghệ cũng đưa ra độ ổnđịnh nhiệt độ cao, khi thay đổi tính dẫn điện của đối tượngkhông có hiệu ứng trong đo lường. Cảm biến điện dung cũngcó thể đo chất cách điện.Công nghệ này nhạy cảm với thay đổi trong khe điện môiđiện trở và vì có tác dụng hiệu quả lớn nhất trong việc làmsạch, ứng dụng khô. Chiều dài cáp cũng thực sự ngắn do hiệuứng của điện dung cáp trong sự điều chỉnh mạch dao động.Nguyên lý tam giác laserTrong nguyên lý này, một diode laser phóng ra một điểm ánhsáng nhìn thấy lên trên bề mặt của vật thể đang được đo. Ánhsáng bị phân tán trở lại được phản xạ từ điểm đó là hướng lêntrên một mảng CCD bởi hệ thống thấu kính quang học chấtlượng cao. Nếu đối tượng thay đổi vị trí đối với cảm biến, sựdi chuyển của ánh sáng được phản chiếu được hướng tớimảng CCD và được phân tích tín hiệu đầu ra vị trí chính xáccủa đối tượng. Việc đo được quá trình số hóa trong điềukhiển tích hợp, sau đó chuyển đổi thành đầu ra tỷ lệ quatương tự(I/U) và giao diện số RS232, RS42 hoặc USB .Lợi ích của cảm biến tam giác laser bao gồm một chùm điểmnhỏ, phạm vi đo lường rất dài là có thể, cảm biến hoạt độngkhông phụ thuộc kim loại đối tượng, và một khoảng cáchtham chiếu cao giữa cảm biến và đối tượng.Phương thức được mở rộng bởi thiết kế cảm biến khá lớn vàkhoảng truyền quang học tương đối sạch được yêu cầu đểcảm biến hoạt động tin cậy. Ngoài ra, đối với các mục tiêuphản xạ trực tiếp, sự liên kết và định cỡ cảm biến đặc biệtđược yêu cầu.Nguyên lý đồng tiêuCông nghệ làm việc bằng cách tập trung ánh sáng trắng lêntrên bề mặt đối tượng với việc sử dụng một hệ thống thấukinh quang học. Các thấu kính quang học được sắp xếp theocách mà ánh sáng trắng được phân tán thành các ánh sángđơn sắc với điều khiển độ lệch mỗi màu. Duy nhất một chiềudài bước song được tập trung chính xác trên bề mặt đối tượnghoặc kim loại được sử dụng cho đo lường.Bề mặt phản xạ và khuyếch tán đều có thể được đo. Với chấtliệu trong suốt như thủy tinh, đo lường độ dày một phía cóthể đạt được cùng với đo khoảng cách. Ngoài ra, bởi vì bộphát và nhận được s ...