So sánh sự khác biệt giữa cảm ứng từ và cảm biến điện dung

1. Cảm Biến Tiệm Cận Là Gì?

Cảm biến tiệm cận (còn được gọi là “Công tắc tiệm cận” hoặc đơn giản là “PROX” tên tiếng anh là Proximity Sensors) phản ứng khi có vật ở gần cảm biến. Trong một số các trường hợp, khoảng cách này chỉ là vài mm. Cảm biến tiệm cận quang 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 những môi trường hà khắc.

Cảm biến tiệm cận chuyển đổi tín hiệu về sự chuyển động hoặc xuất hiện của vật thể thành tín hiệu điện. Có 3 hệ thống phát hiện để thực hiện công việc chuyển đổi này: hệ thống dùng dòng điện xoáy được phát ra trong vật thể kim loại nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ, hệ thống dùng sự thay đổi điện dung khi đến gần vật thể cần phát hiện, hệ thống sử dụng nam châm và hệ thống chuyển mạch cộng từ.

2. Đặc điểm 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 (limit switch).

- Đầu sensor nhỏ có thể lắp ở nhiều nơi.

- Có thể dùng trong môi trường khắc nghiệt

>> Xem thêm: Sensor sợi quang, Sensor từ Autonics

3. Phân Loại Cảm Biến Tiệm Cận

Cảm biến tiệm cận được chia ra làm hai loại chính:

- Cảm Biến Tiệm Cận Loại Cảm Ứng Từ

+ Cảm ứng từ loại có bảo vệ (Shielded): Vì từ trường được tập trung trước mặt sensor nên ít bị nhiễu bởi kim loại xung quanh, tuy nhiên khoảng cách đo ngắn đi.

+ Cảm ứng từ loại không có bảo vệ (Un-Shielded): Không có bảo vệ từ trường xung quanh mặt sensor nên khoảng cách đo dài hơn, tuy nhiên dễ bị nhiễu của kim loại xung quanh.

- Cảm biến tiệm cận loại điện dung: dùng nguyên tắc tĩnh điện để phát hiện vật (sự thay đổi điện dung giữa vật cảm biến và đầu sensor), có thể phát hiện toàn bộ vật thể.

4. So Sánh Nguyên Lý Hoạt Động Của Cảm Biến Tiệm Cận Loại Cảm Ứng Từ Và Loại Điện Dung

Cảm biến tiệm cận hoạt động theo nguyên lý trường điện từ phát ra xung quanh cảm biến với khoảng cách tối đa 30mm và gặp vật thể thì nó sẽ phát tín hiệu truyền về bộ xử lý.

a. Nguyên Lý Hoạt Động Cảm Biến Tiệm Cận Cảm Ứng Từ

- Cảm biến từ tiệm cận bao gồm một cuộn dây được cuốn quanh một lõi từ ở đầu cảm ứng. Sóng cao tần đi qua lõi dây này sẽ tạo ra một trường điện từ dao động quanh nó. Trường điện từ này được một mạch bên trong kiểm soát.

- Khi vật kim loại di chuyển về phía trường này, sẽ tạo ra dòng điện (dòng điện xoáy) trong vật.

- Những dòng điện này gây ra tác động như máy biến thế, do đó năng lượng trong cuộn phát hiện giảm đi và dao động giảm xuống; độ mạnh của từ trường giảm đi.

- Mạch giám sát phát hiện ra mức dao động giảm đi và sau đó thay đổi đầu ra. vật đã được phát hiện.

- Vì nguyên tắc vận hành này sử dụng trường điện từ nên cảm biến tiệm cận vượt trội hơn cảm biến quang điện về khả năng chống chịu với môi trường. Ví dụ: dầu hoặc bụi thường không làm ảnh hưởng đến sự vận hành của cảm biến.

Hiện tại, hầu như cảm biến cảm ứng đều có đặc điểm đầu ra tranzito có logic NPN hoặc PNP. Những loại này còn được gọi là kiểu DC-3 dây. Trong một số trường hợp cài đặt, người ta dùng cảm biến tiệm cận có 2 kết nối (âm và dương). Chúng được gọi là kiểu DC-2 dây

b, Nguyên Lý Hoạt Động Cảm Biến Tiệm Cận Loại Điện Dung

- Phát hiện theo nguyên tắc tĩnh điện (sự thay đổi điện dung giữa vật cảm biến và đầu sensor), có thể phát hiện ắt vật.

4. Ứng dụng Của Cảm Biến Tiệm Cận

- Kiểm tra gãy mũi khoan: Xuất tín hiệu báo khi khoan bị gãy mũi. Trong trường hợp này vì mũi khoan khá nhỏ nên việc sử dụng sensor có bộ khuếch đại rời là thích hợp nhất.

- Phát hiện Palette đi ngang qua: Phát hiện sản phẩm để trong palette sắt. Trong các ứng dụng phát hiện có/ không có vật kim khí sắt từ, cảm biến tiệm cận E2E, E2B của Omron là sự chọn lựa tốt nhất.

- Phát hiện lon nhôm: Loại các lon không phải lon nhôm ra khỏi băng chuyền. Trong một số áp dụng cần phân loại giữa nhôm và các kim loại khác, cảm biến chỉ phát hiện nhôm/đồng là sự lựa chọn tinh tế

- Đếm lon bia sản xuất trong ngày: dùng sensor tiệm cận loại cảm ứng từ E2E, E2B của Omron để phát hiện lon bia nhôm. Tín hiệu từ sensor xuất ra khi phát hiện lon nhôm được đưa về bộ đếm counter, counter sẽ hiển thị chuẩn xác số lượng lon bia sản xuất trong từng ca.

- Phát hiện/ hoặc đếm vật kim loại: Cảm biến E2EV được dùng trong các ứng dụng chỉ cần phát hiện có/ không có vật kim loại mà không cần phân biệt kim loại nào.

- Giám sát hoạt động của khuôn dập: Phát hiện và đếm số lần khuôn dập được trong ngày. sử dụng sensor tiệm cận loại cảm ứng từ E2E,E2B của Omron để phát hiện và đếm số lần khuôn dập trong càng ngày càng cách chuẩn xác.

link