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

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 chống lại khó khăn bề mặt hoặc vật
liệu không thể được chạm trong lúc đo bao gồm silicon, thủy
tinh, chất dẻo, thành phần điện và y tế thu nhỏ, giống như
dựa trên bề mặt thực phẩm.


Sự phát triển đó đã thúc đẩy triển khai công nghệ mới, bao
gồm sự điều chỉnh công nghệ hiện tại cho phù hợp những yêu
cầu đo lường mới, cải thiện độ chính xác và độ phân giải cho
việc đo. Cảm biến thay đổi không tiếp xúc tiến tới mở rộng
tính đa dạng của hình dạng, kích thước và nguyên lý đo.
Trong thực tế, cũng như dòng xoáy và cảm biến tam giác
lazer, điện dung và cảm biến đồng tiêu là phổ biến ngày nay.
Nguyên lý dòng điện xoáy
Nguyên lý đo dòng điện xoáy là cách đo cảm ứng. Một cuộn
dây được cấp bởi dòng điện xoay chiều và sinh ra từ trường
xung quanh cuộn dây. Nếu một vật dẫn điện được đặt trong

từ trường, dòng điện xoáy được cảm ứng, tạo thành một
trường điện theo Luật cảm ứng Faraday. Bộ điều khiển tính
toán thay đổi trong năng lượng chuyển đổi từ cuộn dây cảm
biến tới vật đích và chuyển đổi năng lượng đó thành đo lường
sự thay đổi .
Phương pháp này có thể được sử dụng cho tất cả vật dẫn
điện, sắt từ và không mang sắt từ, là lợi thế của phương pháp
này. Kích thước cảm biến thực sự nhỏ được so sánh với các
công nghệ khác, công nghệ có độ chính xác cao và ngăn
được bụi, bẩn, độ ẩm, dầu, áp suất cao và chất điện môi trong
đo khoảng cách.
Tuy nhiên, tín hiệu ra và tuyến tính phụ thuộc vào đặc điểm
điện và từ của đối tượng. Bởi vậy, mỗi sự điều chỉnh và
tuyến tính hóa được yêu cầu. chiều dài lớn nhất cáp là 15m
và đường kính của cảm biến tăng khi tăng phạm vi đo.
Nguyên lý điện dung
Với nguyên lý điện dung, cảm biến và đối tượng tác động
giống ý tưởng hai bản cực song song của tụ điện. Hai điện
cực được hình thành bởi cảm biến và đối mặt đối tượng. Nếu
dòng xoay chiều với tần số không đổi qua tụ cảm biến, độ lớn
của điện áp xoay chiều trên cảm biến tỷ lệ với khoảng cách
giữa hai cực của tụ. Điện áp bù có thể điều chỉnh cùng một
lúc được phát ra từ bộ khuyếch đại điện. Sau đó giải điều
biến của cả điện áp xoay, sai lệch được khuyếch đại và đầu ra
như 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 đối
tượng kim loại đã đạt được. Công nghệ cũng đưa ra độ ổn
định nhiệt độ cao, khi thay đổi tính dẫn điện của đối tượng
không có hiệu ứng trong đo lường. Cảm biến điện dung cũng

có thể đo chất cách điện.
Công nghệ này nhạy cảm với thay đổi trong khe điện môi
điện trở và vì có tác dụng hiệu quả lớn nhất trong việc làm
sạch, ứng dụng khô. Chiều dài cáp cũng thực sự ngắn do hiệu
ứng của điện dung cáp trong sự điều chỉnh mạch dao động.
Nguyên lý tam giác laser
Trong nguyên lý này, một diode laser phóng ra một điểm ánh
sáng nhìn thấy lên trên bề mặt của vật thể đang được đo. Ánh
sáng bị phân tán trở lại được phản xạ từ điểm đó là hướng lên
trên một mảng CCD bởi hệ thống thấu kính quang học chất
lượng cao. Nếu đối tượng thay đổi vị trí đối với cảm biến, sự
di chuyển của ánh sáng được phản chiếu được hướng tới
mảng CCD và được phân tích tín hiệu đầu ra vị trí chính xác
của đối tượng. Việc đo được quá trình số hóa trong điều
khiển tích hợp, sau đó chuyển đổi thành đầu ra tỷ lệ qua
tương tự(I/U) và giao diện số RS232, RS42 hoặc USB .
Lợi ích của cảm biến tam giác laser bao gồm một chùm điểm
nhỏ, phạm vi đo lường rất dài là có thể, cảm biến hoạt động
không phụ thuộc kim loại đối tượng, và một khoảng cách
tham chiếu cao giữa cảm biến và đối tượng.
Phương thức được mở rộng bởi thiết kế cảm biến khá lớn và
khoảng truyền quang học tương đối sạch được yêu cầu để
cảm biến hoạt động tin cậy. Ngoài ra, đối với các mục tiêu
phản xạ trực tiếp, sự liên kết và định cỡ cảm biến đặc biệt
được yêu cầu.
Nguyên lý đồng tiêu
Công nghệ làm việc bằng cách tập trung ánh sáng trắng lên
trên bề mặt đối tượng với việc sử dụng một hệ thống thấu
kinh quang học. Các thấu kính quang học được sắp xếp theo
cách mà ánh sáng trắng được phân tán thành các ánh sáng

đơn sắc với điều khiển độ lệch mỗi màu. Duy nhất một chiều
dài bước song được tập trung chính xác trên bề mặt đối tượng
hoặc kim loại được sử dụng cho đo lường.
Bề mặt phản xạ và khuyếch tán đều có thể được đo. Với chất
liệu trong suốt như thủy tinh, đo lường độ dày một phía có
thể đạt được cùng với đo khoảng cách. Ngoài ra, bởi vì bộ
phát và nhận được sắp xếp trên một trục, tránh được hiệu ứng
màng chắn.
Đồng tiêu đưa độ phân giải tới nano mét và gần như hoạt
động tách khỏi vật liệu đối tượng. Đáp ứng được kích thước
vết đen không đổi, rất nhỏ. Thu nhỏ xuyên tâm và trục phiên
bản đồng tiêu có khả năng đo mũi khoan hoặc các lỗ khoan.
Sự hạn chế của công nghệ bao gồm khoảng cách bị giới hạn
giữa cảm biến và đối tượng. Thêm nữa, tia đòi hỏi môi
trường sạch.
Các tiêu chuẩn lựa chọn quan trọng
- Chỉ rõ công nghệ đo nào có mà bạn cần để đo và tại sao?
- Loại môi trường mà cảm biến cần để hoạt động trong (thô,
chân không, áp suất cao…)?
- Có giới hạn không gian không?
- Tuỳ chỉnh so với tiêu chuẩn các cảm biến
- Sự cân nhắc giữa độ phân giải và độ chính xác có thể tiết
kiệm tiền bạc và thời gian, nhưng sẽ cảm biến thực hiện đủ
tốt trong ứng dụng.
- Khi Cảm biến thông thường chống lại tiêu chuẩn được tính
đến, cải thiện độ chính xác luôn tiến tới việc xác định lại,
phần mền cảm biến tích hợp thông minh, cải thiện lắp ráp cơ
khí hoặc sản xuất cảm biến từ thành phần hoặc vật liệu tốt
hơn