Nhóm 13 FE6013 5 cảm biến vị trí

Mơn: Kỹ thuật cảm
biến
Chủ đề: Cảm biến vị
trí
Nhóm 13:


Group 13
Nguyễn Thị Thu Hà 2019601468
Nguyễn Thị Thanh Hoài 2019602130
Lê Thị Trang Nhung 2019601395


Nội dung chính
1

Khái niệm về đo khoảng cách và phát hiện vị
trí xuất hiện

2

Phân loại cảm biến vị trí

3

Cơng tắc hành chính

4

Cơng tắc từ

5

Cảm biến tiểm cận

6

Các phương pháp đo khoảng cách khác


1. KHÁI NIỆM VỀ ĐO KHOẢNG CÁCH VÀ
PHÁT HIỆN VỊ TRÍ XUẤT HIỆN
• Khoảng cách là đại lượng vật lý và tốn học để tnh độ lớn của đoạn
thẳng nối giữa hai điểm nào đó.
P

d(P,Q)

Q

• Vị trí là tọa độ của một điểm được tnh tốn theo hệ tọa độ nhất định
A(x,y), B(x,y)
A(x,y,z), B(x,y,z)


1.KHÁI NIỆM VỀ ĐO KHOẢNG CÁCH VÀ
PHÁT HIỆN VỊ TRÍ XUẤT HIỆN

Phương pháp 1: Bộ cảm biến cung cấp tn hiệu là hàm phụ thuộc vào
vị trí của một trong các phần tử của cảm biến, đồng thời phần tử này
có liên quan đến vật di động cần xác định vị trí.

Phương pháp 2: Khi đối tượng dịch chuyển với một khoảng cách
nhất định đã định trước cảm biến sẽ phát ra một xung. Việc xác
định vị trí và khoảng cách dịch chuyển dựa trên các xung tn hiệu
phát ra


1.KHÁI NIỆM VỀ ĐO KHOẢNG CÁCH VÀ
PHÁT HIỆN VỊ TRÍ XUẤT HIỆN

Khoảng cách dịch
chuyển và loại dịch
chuyển ( thẳng , góc)
Khả năng nguồn cung
cấp cho cảm biến

Độ chính xác và sai số
yêu cầu

Yêu cầu
Giá thành của cảm
biến

Đối tượng đo làm
bằng vật liệu gì
Điều kiện mơi trường
làm việc
( độ ẩm, nhiệt độ,...)


2. PHÂN LOẠI CẢM BIẾN VỊ TRÍ

• Cảm biến tch
cực
• Cảm biến thụ
động

• Cảm biến vị trí
kiểu cảm ứng
• Cảm biến vị trí
kiểu quang học

• Tín hiệu on-of
• Tín hiệu tương
tự
• Tín hiệu số

Theo ngun
lý hoạt động

Phương pháp
đo

Tín hiệu đầu
ra


2. PHÂN LOẠI CẢM BIẾN VỊ TRÍ
Cảm biến thụ động
• Là loại cảm biến hoạt động như một máy phát điện
• Về mặt ngun lý nó thường dựa trên các hiệu ứng vật lý biến đổi một dạng

năng lượng nào đó (nhiệt ,cơ, quang,...)
• Hiệu ứng nhiệt điện, hiệu ứng cảm ứng điện từ,hiệu ứng quang điện...
Cảm biến thụ động
• Là loại cảm biến được chế tạo từ các vật liệu có những thơng số trở kháng nhạy
với đại lượng đo
• Giá trị trở kháng phụ thuộc vào hình dạng, kích thước, điện trở suất, hằng số
điện mơi...


3. CƠNG TẮC HÀNH TRÌNH

Là 1 thiết bị cơ khí dùng để
đóng  ngắt chuyển đổi
mạch điện trong dây
chuyền sản xuất hoặc bàn
máy theo tín hiệu hành
trình của các cơ cấu truyền
động cơ khí nhằm tự động
điều khiển hành trình hoặc
tự động cắt điện ở cuối
hành trình để đảm bảo an
tồn


3. CƠNG TẮC HÀNH TRÌNH
Cơng tắc hành trình gồm có 2 bộ phận chính: Bộ phận cơ khí (cữ chặn, trục cơ khí gắn
với lá thép tiếp điểm) và các lá thép tiếp điểm bằng đồng.


3. CƠNG TẮC HÀNH TRÌNH

c. Đặc điểm :
• Dùng để nhận biết vị trí chuyển động của cơ cấu máy.
• Là một tiếp điểm cơ khí do đó tuổi thọ khơng cao, khơng dùng được
trong mơi trường dầu, mỡ, hóa chất.


3. CƠNG TẮC HÀNH TRÌNH
Ưu nhược điểm của cơng tắc hành trình
a. Ưu điểm của cơng tắc hành trình.
• Có thể sử dụng hầu hết trong các ứng dụng công nghiệp
• Đáp ứng tốt các điều kiện cần đến độ chính xác và có tính lặp lại
• Tiêu thụ ít năng lượng điện
• Có thể điều khiển nhiều tải
b. Nhược điểm của cơng tắc hành trình
• Hạn chế đối với những thiết bị có tốc độ chuyển động tương đối thấp
• Phải tiếp xúc trực tiếp với thiết bị
• Do phải tiếp xúc nên làm các bộ phận cơ khí bị mòn


3. CƠNG TẮC HÀNH TRÌNH

Ứng dụng
• Phát hiện sự tiếp xúc của đối tượng
• Đếm
• Phát hiện phạm vi di chuyển
• Phát hiện vị trí và giới hạn chuyển động
• Ngắt mạch khi gặp sự cố
• phát hiện tốc độ

4. CƠNG TẮC TỪ
Cơng tắc từ là loại linh kiện
cơ điện từ: Chúng đóng hay
mở mạch điện dựa trên
nguyên lý từ trường. Khi từ
trường đủ mạnh làm chúng
nhiễm từ để mở hay đóng
mạch điện


4. CƠNG TẮC TỪ

Phân loại
Cơng tắc từ có dây

Cơng tắc từ không dây


4. CƠNG TẮC TỪ
a. Cấu tạo:
Cấu tạo của cơng tắc từ gồm có một tiếp điểm lưỡi gà được đặt trong một
bóng thuỷ tinh rút chân khơng và một nam châm vĩnh cửu.

Tiếp điểm lưỡi gà

Nam châm vĩnh cửu

Cấu tạo của công tắc từ

4. CÔNG TẮC TỪ
b. Ký hiệu

c. Nguyên lý hoạt động:
Khi tiếp điểm lưỡi gà đặt gần nam châm vĩnh cửu thì lực từ trường do
nam châm sinh ra sẽ hút tiếp điểm đóng lại.


4. CƠNG TẮC TỪ
Đặc điểm: Cơng tắc từ có tiếp điểm đặt trong bóng thủy tinh nên có
theer chịu được mơi trường dầu mỡ , hóa chất.
Ứng dụng:
cơng tắc từ được ứng dụng nhiều trong công nghiệp như chế tạo cảm
biến mức, nhận biết vị trí của các chi tiết máy.

Công tắc từ gắn trên thân xilanh
nhận biết pitton


5. CẢM BIẾN TIỆM CẬN
Khái niệm: Cảm biến tiệm cận là một kỹ thuật để nhận biết sự có mặt
hay khơng có mặt của một vật thể với cảm biến điện tử không công
tắc (không đụng chạm).


5.1. CẢM BIẾN TIỆM CẬN ĐIỆN CẢM
a. Cảm biến tiệm cận điện cảm: được dùng để phát hiện các đối tượng
kim loại ( không phát hiện những đối tượng không kim loại). Được sử
dụng rộng razi trong cơng nghiệp vì giá thành hợp lý và khả năng chống
nhiễu tốt.

5. CẢM BIẾN TIỆM CẬN ĐIỆN CẢM
b. Cấu tạo:
Một bộ cảm biến tiệm cận điện
cảm gồm có 4 khối chính:
• Cuộn dậy và lõi ferrit
• Mạch dao động
• Mạch phát hiện
• Mạch đầu ra


5.1. CẢM BIẾN TIỆM CẬN ĐIỆN CẢM
c. Phân loại: Được chia thành 2 loại :có bảo vệ (Shielded) và khơng
được bảo vệ (Unshielded). Loại Unshielded thường có tầm phát hiện
lớn hơn loại Shielded.


5.1. CẢM BIẾN TIỆM CẬN ĐIỆN CẢM
d. Nguyên lý:

Mỗi thành phần bên trong đảm
nhiệm 1 chức vụ nhất định

Nguyên lý hoạt động


5.1. CẢM BIẾN TIỆM CẬN ĐIỆN CẢM

e. Những yếu tố ảnh hưởng đến tầm phát hiện

của cảm biến tiệm cận điện cảm:
+ Kích thước, hình dáng, vật liệu lõi và cuộn
dây.
+ Vật liệu và kích thước đối tượng
+ Nhiệt độ môi trường


5.1. CẢM BIẾN TIỆM CẬN ĐIỆN
CẢM
Để hiệu chỉnh khoảng cách tầm cảm biến phụ thuộc vào vật liệu người
ta sử dụng bảng
1 và bảng 2:
Snew = Sn* hệ số
Snew: Tầm phát hiện mới của cảm biến tương ứng kích thước và vật
liệu của cảm biến
Sn: Tầm phát hiện của cảm biến với đối tượng tiêu chuẩn