Cảm biến tiệm cận (Công tắc tiệm cận Proximity Sensors)

Báo Cáo

Môn học: Cảm biến và kỹ thuật đo lường
Đề tài : Cảm biến tiệm cận


Nội dung
I. GIỚI THIỆU CHUNG
II. PHÂN LOẠI
III.CẢM BIÊN TIỆM CẬN ĐIỆN CẢM (CẢM ỨNG)
IV. CẢM BIẾN TIỆM CẬN ĐIỆN DUNG
V. SO SÁNH ƯU, NHƯỢC ĐIỂM


I. GIỚI THIỆU CHUNG
 Cảm biến tiệm cận hay “Công tắc tiệm cận” (tên tiếng anh là Proximity
Sensors - “PROX” phản ứng khi có vật ở gần phạm vi của cảm biến.
 Cảm biến tiệm cận 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.
 Cảm biến tiệm cận bao gồm các cảm biến phát hiện vật thể mà không
cần tiếp xúc vật thể

Cảm biến tiệm cận trên smart phone


II. PHÂN LOẠI

Cảm biến tiện cận điện cảm
(cảm ứng)
Phát hiện ra các vật bằng cách tạo ra

trường điện từ

Cảm biến tiện cận điện dung
Phát hiện các vật bằng cách tạo ra

trường điện dung tĩnh điện

=> Vì vậy, thiết bị chỉ phát hiện các vật => Vì vậy, thiết bị có thể phát hiện mọi
bằng kim loại.
chất liệu


III. CẢM BIẾN TIỆM CẬN ĐIỆN CẢM (CẢM ỨNG)
Cấu tạo


ĐIỆN CẢM

Nguyên tắc hoạt động

Mạch dao động tạo dao động điện từ, từ
trường biến thiên từ lõi sắt sẽ tác động vào
vật kim loại đặt trước nó

Khi có đối tượng lại gần, xuất hiện dòng điện
cảm ứng chống lại sự thay đổi dịng điện,
giảm biên độ tín hiệu dao động
Bộ phát hiện sẽ phát hiện sự thay đổi tín
hiệu và tác động để mạch đầu ra xuất tín
hiệu

ĐIỆN CẢM

Cảm biến điện cảm được bảo vệ

Cảm biến tiệm cận được bảo vệ có cấu tạo gồm một tấm chắn quanh lõi từ.
Tấm này có tác dụng dẫn trường điện từ đến trước phần đầu.
Từ trường được tập trung trước mặt sensor nên ít bị nhiễu bởi  kim loại
xung quanh, tuy nhiên khoảng cách đo ngắn đi.


ĐIỆN CẢM

Cảm biến tiệm cận không được bảo vệ

Cảm biến tiệm cận khơng được bảo vệ khơng có lớp bảo vệ
quanh lõi từ. Do vậy, có thể dễ dàng phân biệt 2 loại cảm biến
cảm ứng này
Khơng có bảo vệ từ trường xung quanh mặt sensor nên có
khoảng cách phát hiện gấp đơi so với cảm biến tiệm cận có bảo
vệ, tuy nhiên dễ bị nhiễu của kim loại xung quanh.


ĐIỆN CẢM

Ảnh hưởng của kích thước vật và độ trễ
 Khoảng cách phát hiện vật cũng chịu ảnh hưởng của
kích thước vật ( vật nhỏ sẽ làm giảm khả năng phát
hiện vật)

 Đồng thời loại và độ dày của lớp mạ cũng ảnh hưởng
đến khoảng cách phát hiện vật.
 Độ trễ của cảm biến mô tả sự chênh lệch giữa khoảng
cách mà cảm biến hoạt động và khoảng cách mà cảm
biến trở lại trạng thái ban đầu
 Độ trễ cho phép định vị chính xác vật
 Giá trị của độ trễ thường trong khoảng 5-10%.


ĐIỆN CẢM

Một vài lưu ý khi dùng cảm biến tiệm cận cảm ứng

 Điều kiện cụ thể của vật ( kim loại, lớp mạ, kích thước..).
 Hướng chuyển động cảu mục tiêu.
 Ảnh hưởng của kim loại xung quanh.
 Ảnh hưởng của nhiệt độ, điện áp, độ rung, độ ẩm, hóa chất…
 Khoảng cách phát hiện bắt buộc


ĐIỆN CẢM

Ứng dụng


ĐIỆN CẢM

Ứng dụng

Kiểm soát số lượng sản phẩm

Phân loại lon nhôm và thép

Đếm vật kim loại khác nhau

Giám sát khuôn dập


IV. CẢM BIÊN TIỆM CẬN ĐIỆN DUNG
Cấu tạo

Điện
môi


ĐIỆN DUNG

Nguyên tắc hoạt động

 Trong cảm biến tiệm cận điện dung có bộ phận làm thay đổi điện dung C của các bản cực.
 Khi đối tượng đến gần tấm bản thì điện dung của tụ tăng và điện dung giảm khi đối tượng
di chuyển ra xa
 Một mạch điện tử bên trong cảm biến bắt đầu dao động. Sự tăng hoặc giảm của dao động
được xác định bởi một mạch ngưỡng,sẽ cho ra tín hiệu tỉ lệ với khoảng cách hai bản cực


ĐIỆN DUNG

Ứng dụng

V. SO SÁNH ƯU, NHƯỢC ĐIỂM
CẢM BIÊN TIỆM CẬN ĐIỆN CẢM

ƯU
ĐIỂM

 Phát hiện vật không cần phải tiếp xúc.
 Không gây nhiễu cho các sóng điện từ, sóng siêu âm.
 Tốc độ nhanh.
 Có thể sử dụng trong mơi trường khắc nghiệt.
 Đầu cảm biến nhỏ, có thể lắp đặt ở nhiều nơi.

NHƯỢC x Khoảng phát hiện vật còn hơi nhỏ.
ĐIỂM x Chỉ phát hiện được các vật bằng kim loại.

CẢM BIÊN TIỆM CẬN ĐIỆN DUNG
 Đối tượng phát hiện có thể là chất lỏng,vật liệu phi
kim,…
 Tốc độ tương đối nhanh
 Có thể phát hiện các đối tượng có kích thước nhỏ.
 Phạm vi cảm nhận lớn.
 Đầu cảm biến nhỏ, có thể lắp đặt ở nhiều nơi
x Chịu ảnh hưởng của bụi và độ ẩm.
x Độ chính xác khơng cao bằng cảm biến tiệm cận điện
cảm