Cảm biến tiệm cận từ doc

Nguyên lý LOẠI ĐIỆN CẢM 14 2:41 PM 2.2 CẢM 2.2 CẢM BIẾN TIỆM CẬN ðIỆN CẢM BIẾN TIỆM CẬN ðIỆN CẢM • Dòng điện xoáy tạo ra một trường ngược chiều với từ trường ban đầu.. Dòng điện xoáy LOẠ

Trang 1

KHOA CÔNG NGHỆ ðIỆN TỬ

KỸ THUẬT CẢM BIẾN VÀ ðO LƯỜNG

KHOA CÔNG NGHỆ ðIỆN TỬ

KỸ THUẬT CẢM BIẾN VÀ ðO LƯỜNG

Chương 2: CẢM BIẾN TIỆM CẬN TỪ

Biên soạn: ThS Trần Văn Hùng

03-2012

2:41 PM

NỘI DUNG MÔN HỌC

• Cảm biến tiệm cận ñiện dung

• Cảm biến tiệm cận siêu âm

NỘI DUNG CHƯƠNG 2

PROXIMITY SENSOR

4 2:41 PM

2.1

Trang 2

5 2:41 PM

Đặc điểm:

Phát hiện vật không cần tiếp xúc

Tốc độ đáp ứng cao

Đầu sensor nhỏ có thể lắp ở nhiều nơi

Có thể sử dụng trong môi trường khắc nghiệt

Từ trường do cuộn dây của sensor tạo ra sẽ thay đổi khi tương tác với

vật thể kim loại (do đó chỉ phát hiện được vật thể kim loại).

7 2:41 PM

Trang 3

Nguyên lý hoạt động

9 2:41 PM

Cảm Ứng Từ

2.1

11 2:41 PM

LOẠI ĐIỆN CẢM ( Inductive sensor)

1 - Cuộn dây và lõi ferit

2 - Mạch dao ñộng

3 - Mạch phát hiện

4 - Mạch ñầu ra

2.2 CẢM 2.2 CẢM BIẾN TIỆM CẬN ðIỆN CẢM BIẾN TIỆM CẬN ðIỆN CẢM

Trang 4

Tần số mạch dao động LC thường từ 100Khz đến Mhz.

Nguyên lý LOẠI ĐIỆN CẢM

13 2:41 PM

2.2 CẢM

2.2 CẢM BIẾN TIỆM CẬN ðIỆN CẢM BIẾN TIỆM CẬN ðIỆN CẢM

• Khi có vật thể bằng kim loại đi vào vùng từ trường

• Từ trường này cảm ứng lên vật thể một dòng điện xoay tròn gọi là dòng điện xoáy

14 2:41 PM

• Dòng điện xoáy tạo ra một trường ngược chiều với

từ trường ban đầu

• Từ trường này làm giảm biên độ mạch dao động LC

bên trong cảm biến

15 2:41 PM

2.2 CẢM

16 2:41 PM

• Ảnh hưởng của dòng điện xoáy làm thay đổi biên độ bộ dao động LC

• Mạch phát hiện ngưỡng (trigger) giám sát sự thay đổi biên độ trên và kích mạch ngõ ra (output switch) mỗi khi có sự thay đổi vượt ngưỡng

• Ngõ ra cảm biến là tín hiệu ON/OFF

Trang 5

17 2:41 PM

Dòng điện xoáy LOẠI ĐIỆN CẢM

2.2 CẢM

Cuộn dây chưa cấp điện

Dòng điện xoay chiều cấp vào cuộn dây

18 2:41 PM

Từ trường tạo ra xung

quanh cuộn dây khi có

dòng điện xoay chiều

chay qua

Khi có vật thể bằng kimloại đưa vào từ trường

Dòng điện xoáy sẽ đượccảm ứng vào kim loại

19 2:41 PM

2.2 CẢM

Dòng điện xoáy trong kim loại tạo ra từ trường thứ hai ngược với từ trường ban đầu

Dòng điện sẽ bị ngắt quảng khi có vết nứt trên vật liệu dẫn điện

LOẠI ĐIỆN CẢM Dòng điện xoáy

20 2:41 PM

Trang 6

Cảm biến tiệm cận ñiện cảm ñược thiết kế ñể tạo ra

một vùng ñiện từ trường, Khi một vật bằng kim loại

tiến vào khu vực này, xuất hiện dòng ñiện xoáy

(dòng ñiện cảm ứng) trong vật thể kim loại này

21 2:41 PM

2.2 CẢM

Mạch phát hiện sẽ pháthiện sự thay ñổi tín hiệu

và tác ñộng ñể mạch ralên mức ON (hình vẽ) Khiñối tượng rời khỏi khu vựcñiện trường, sự dao ñộngñược tái lập, cảm biến trởlại trạng thái bình thường

22 2:41 PM

•• Điện áp nguồn thường từ 10 tới 30VDC

Ngõ ra thường có 3 dây như hình sau:

Ngõ ra transitor loại PNP

LOẠI ĐIỆN CẢM Kết nối tải

23 2:41 PM

2.2 CẢM

Ngõ ra transitor loại NPN

Kết nối tải LOẠI ĐIỆN CẢM

24 2:41 PM

Trang 7

Thông số kỹ thuật

Loại được bọc kim loại xung quanh – chóng nhiễu

LOẠI ĐIỆN CẢM

25 2:41 PM

2.2 CẢM

Loại không được bọc kim loại xung quanh –từ trường không tập trung – không chính xác

Thông số kỹ thuật LOẠI ĐIỆN CẢM

26 2:41 PM

27 2:41 PM

2.2 CẢM

Sensor

Biên độ tín hiệu

Tín hiệu

ra của Sensor

Vật cản

Hoạt động LOẠI ĐIỆN CẢM

28 2:41 PM

ON OFF

Trang 8

29 2:41 PM

Tín hiệu

ra của Sensor

Vật cản

30 2:41 PM

ON OFF

31 2:41 PM

Tín hiệu

ra của Sensor

Vật cản

32 2:41 PM

ON OFF

Trang 9

33 2:41 PM

Tín hiệu

ra của Sensor

Vật cản

34 2:41 PM

ON OFF

35 2:41 PM

• Không chịu ảnh hưởng của bụi bặm.

• Không phụ thuộc vào màu sắc.

• Ít phụ thuộc vào bề mặt ñối tượng hơn so với các kĩ thuật khác.

• Không có “khu vực mù” (blind zone: cảm biến không phát hiện ra ñối tượng mặc dù ñối tượng

ở gần cảm biến).

36 2:41 PM

Ưu nhược ñiểm của cảm biến ñiện cảm:

Trang 10

LOẠI ĐIỆN CẢM

Nhược ñiểm:

• Chỉ phát hiện ñược ñối tượng là kim loại.

• Có thể chịu ảnh hưởng bởi các vùng ñiện từ

mạnh.

• Phạm vi hoạt ñộng ngắn hơn so với các kĩ

thuật khác.

37 2:41 PM

Ưu nhược ñiểm của cảm biến ñiện cảm:

2.2 CẢM

Hình dạng LOẠI TỪ CẢM

38 2:41 PM

2.3 CẢM 2.3 CẢM BIẾN TIỆM CẬN TỪ BIẾN TIỆM CẬN TỪ

Tác động bằng tiếp điểm

LOẠI TỪ CẢM

(Inductive Magnectic sensor)

39 2:41 PM

Cảm biến loại này phát hiện được tất cả các loại

vật liệu dẫn điện trong khoảng cách cho phép

Cảm biến bị ảnh hưởng bởi 3 yếu tố:

Trang 11

Ống thủy tinh

Khí trơ hoặc chân không

Tiếp điểm Sắt từ (Niken) Led chỉ thị

LOẠI TỪ CẢM ( Reed Switch )

41 2:41 PM

LOẠI TỪ CẢM

43 2:41 PM

Trang 12

LOẠI TỪ CẢM

45 2:41 PM

2.3 CẢM

2.3 CẢM BIẾN TIỆM CẬN TỪ BIẾN TIỆM CẬN TỪ

46 2:41 PM

LOẠI TỪ CẢM

47 2:41 PM

LOẠI TỪ CẢM

24v

Trang 13

49 2:41 PM

51 2:41 PM

LOẠI TỪ CẢM Tác động bằng mạch từ

Cấu tạo gồm một bộ tạo dao ñộng ở tần số cao, dao ñộng

này tạo từ trường ở ngõ thu cảm biến, khi vật có từ trường

tiến ñến gần thì sẽ làm ảnh hưởng ñến từ trường ñầu thu

và làm cho mạch dao ñộng của cảm biến bị ảnh hưởng,

mạch so sánh phát hiện cho ngõ ra cảm biến ở dạng

on/off

2.3 CẢM

2.3 CẢM BIẾN TIỆM CẬN TỪ BIẾN TIỆM CẬN TỪ

52 2:41 PM

LOẠI TỪ CẢM

Cáp kết nối LED chỉ báo

Cuộn dây mạch từ Mạch từ tần số

cao

Tác động bằng mạch từ

Trang 14

53 2:41 PM

LOẠI TỪ CẢM

55 2:41 PM

LOẠI TỪ CẢM

Trang 15

57 2:41 PM

LOẠI TỪ CẢM

59 2:41 PM

LOẠI TỪ CẢM

Nguyên tắc hoạt động cơ bản của cảm biến điện cảm là

hiện tượng cảm ứng từ của mạch từ

Cần chú ý khi thực hiện trên các dạng từ khác nhau

Thiết bị làm việc trạng thái ngậm tần số làm việc cao

LOẠI TỪ CẢM 2.3 CẢM 2.3 CẢM BIẾN TIỆM CẬN TỪ BIẾN TIỆM CẬN TỪ

Trang 16

61 2:41 PM

Các Loại Tiệm Cận Cảm Ứng Từ

62 2:41 PM

Phát hiện khuôn dập

63 2:41 PM

Phát hiện tất cả kim loại

Phát hiện tất cả các kim loại

Phân biệt mặt trên và mặt dưới của lon nước

Loại tròn

Trang 17

Phát hiện nắp chai nước trong môi trường ẩm ướt

65 2:41 PM

Kiểm tra kẹp

Kiểm tra gãy mũi khoang

Loại bộ khuếch đại rời

E2S

TL-T

67 2:41 PM

Loại hình

chữ nhật

TL-N TL-Q

Trang 18

Phát hiện/ đếm vật kim loại rơi

69 2:41 PM

Cảm Biến Tiệm Cận – Phân Loại

Từ trường được tập trung trước mặt sensor nên ít bị nhiễu bởi kim loại xung quanh, tuy nhiên khoảng cách đo ngắn đi.

Loại Có Bảo Vệ (Shielded):

Loại Không Có Bảo Vệ (Un-Shielded):

PHÂN PHÂN LOẠI LOẠI CẢM CẢM BIẾN TIỆM CẬN BIẾN TIỆM CẬN

71 2:41 PM

Các Thuật Ngữ Thường Sử Dụng

1 Vật Chuẩn (Standard Object):

Vật Chuẩn (Standard Object):

Một vật được xem là vật chuẩn nếu hình dạng, vật liệu,

kích cỡ, v.v.v của vật phải phù hợp để phát huy được

các đặt tính kỹ thuật của sensor.

Vật liệu Hình dạng Kích thước Tốc độ v v v

Vật chuẩn

CÁC

CÁC THUẬT NGỮ THƯỜNG SỬ DỤNG THUẬT NGỮ THƯỜNG SỬ DỤNG

72 2:41 PM

2 Khoảng Cách Phát Hiện (Detecting Distance):

Khoảng Cách Phát Hiện (Detecting Distance):

Là khoảng cách từ bề mặt cảm biến ở đầu sensor tới

vị trí vật chuẩn xa nhất mà sensor có thể phát hiện.

Vật Cảm Biến

Bề mặt cảm biến

Cảm Biến Tiệm Cận

Khoảng Cách Phát Hiện Khoảng Cách Reset

CÁC CÁC THUẬT NGỮ THƯỜNG SỬ DỤNG THUẬT NGỮ THƯỜNG SỬ DỤNG

Trang 19

73 2:41 PM

Vật Cảm Biến

Cảm Biến Tiệm Cận

Khoảng cách phát hiện ước lượng

Khoảng cách cài đặt

3 Khoảng Cách Cài Đặt (Setting Distance):

Kho ảng cách cài đặt (Setting distance):

Là khoảng cách từ bề mặt cảm biến ở đầu sensor tới vị trí vật

cảm biến để sensor có thể phát hiện vật ổn định (thường thì

khoảng cách này bằng 70% 80% khoảng cách phát hiện)

CÁC

CÁC THUẬT NGỮ THƯỜNG SỬ DỤNG THUẬT NGỮ THƯỜNG SỬ DỤNG

74 2:41 PM

4 Thời Gian Đáp Ứng (Response Time):

Thời gian đáp ứng (Response Time):

t1 : Khoảng thời gian từ lúc đối tượng chuẩn chuyển động đi vào vùng phát hiện của sensor tới khi đầu ra sensor bật ON.

t2 : Khoảng thời gian từ lúc đối tượng chuẩn chuyển động đi ra khỏi vùng phát hiện của sensor tới khi đầu ra sensor tắt về OFF.

Cảm Biến Tiệm Cận Dãi hoạt động

Vật Cảm Biến

Trong dải hoạt động Ngoài dải hoạt động

CÁC CÁC THUẬT NGỮ THƯỜNG SỬ DỤNG THUẬT NGỮ THƯỜNG SỬ DỤNG

75 2:41 PM

5 Tần Số Đáp Ứng (Response Frequency):

Tần số đáp ứng f (Response Frequency):

Số lần tác động lặp lại khi vật cảm biến

đi vào vùng hoạt động của sensor

Khoảng Cách Đo - Các Yếu Tố Ảnh Hưởng

1 Vật Liệu Đối Tượng (Material):

Iron SUS Brass Aluminum Copper

Các vật liệu có từ tính hoặc kim loại

có chứa sắt sẽ có khoảng cách phát hiện xa hơn các vật liệu không từ tính hoặc không chứa sắt.

Khoảng cách phát hiện

Kim loại không chứa sắt (nhôm, ñồng, …) Vật

ðầu Sensor

Kim loại có từ tính (sắt, SUS, …)

Vật ðầu Sensor

CÁC CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

Trang 20

77 2:41 PM

2 Kích Cỡ Của Đối Tượng (Size):

Khoảng cách phát hiện

Kích thước vật lớn

Vật

ðầu Sensor

Vật ðầu Sensor

Kích thước vật nhỏ

Nếu vật cảm biến nhỏ hơn vật thử chuẩn (test object),

khoảng cách phát hiện của sensor sẽ giảm

CÁC

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

78 2:41 PM

3 Bề Dày Của Đối Tượng (Size):

Với vật cảm biến thuộc nhóm kim loại có từ tính (sắt, niken, SUS, ), bề dày vật phải lớn hơn hoặc bằng 1mm

Với vật cảm biến không thuộc nhóm kim loại có từ tính, bề dày của vật càng mỏng thì khoảng cách phát hiện càng xa

ðầu Sensor

Vật

Khoảng cách cảm biến

Độ dày vật

CÁC CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

4 Lớp Mạ Bên Ngoài Của Vật (Plating):

Nếu vật bị mạ, khoảng cách cảm biến của vật sẽ bị ảnh hưởng

79 2:41 PM

CÁC

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

80 2:41 PM

Các Loại Đầu Ra – Cách Mắc Tải

Loại đầu ra AC 2 dây

Loại đầu ra AC/DC 2 dây

Loại đầu ra DC 2 dây có cực

Loại đầu ra DC 2 dây không cực

CÁCH CÁCH MẮC TẢI ðẦU RA MẮC TẢI ðẦU RA

Trang 21

Relay

24VDC

COM 01 02 PLC

Relay

24VDC

81 2:41 PM

Cách Mắc Cảm Biến Loại 2 Dây Với PLC

CÁCH MẮC TẢI ðẦU RA MẮC TẢI ðẦU RA

Các Loại Đầu Ra – Cách Mắc Tải

Loại DC 3 dây PNP cực C hở

82 2:41 PM

Loại DC 3 dây NPN

Loại DC 3 dây NPN cực C hở

CÁCH CÁCH MẮC TẢI ðẦU RA MẮC TẢI ðẦU RA

Loại DC 3 dây NPN

PLC

COM

01 02 PLC Loại DC 3 dây PNP

24VDC

out

83 2:41 PM

Cách Mắc Cảm Biến Loại 3 Dây Với PLC

Các loại cảm biến của Omron

CÁC CÁC LOẠI CẢM BIẾN THÔNG DỤNG LOẠI CẢM BIẾN THÔNG DỤNG

Trang 22

85 2:41 PM

Các loại cảm biến của Omron

CÁC

CÁC LOẠI CẢM BIẾN THÔNG DỤNG LOẠI CẢM BIẾN THÔNG DỤNG

86 2:41 PM

ỨNG DỤNG CẢM BIẾN TỪ

ỨNG ỨNG DỤNG CẢM BIẾN TIỆM CẬN TỪ DỤNG CẢM BIẾN TIỆM CẬN TỪ

ỨNG DỤNG CẢM BIẾM TỪ

87 2:41 PM

Mạ sản phẩmKiểm tra vị trí của sản phẩm

ỨNG DỤNG CẢM BIẾM TỪ

88 2:41 PM

Trang 23

NHẬN BIẾT GIA VỊ TRONG GÓI NHÔM

89 2:41 PM

APPLICATION

OMRON

SOLUTION

Các gói gia vị hoặc thuốc được đưa vào các gói bằng nhôm lá

Cần kiểm tra xem đã có gia vị trong gói chưa?

Sử dụng sensor tiệm cận có đầu ra analog (4 20mA) và bộ xử lý tín hiệu

thông minh K3- để tính độ rộng Từ đó có thể biết được là đã có gia vị trong

gói nhôm lá chưa.

E2CA Heat Sealing

OK NG

PHÁT HIỆN GÓI GIẤY CHỒNG LÊN NHAU

90 2:41 PM

APPLICATION

OMRON SOLUTION

Các gói giấy hay chồng lên nhau Làm sao để phát hiện?

E2C-T là loại cảm biến tiệm cận có bộ khuyếch đại rời có chức năng Teach.

Chúng ta có thể set được chính xác vị trí điểm cần cảm biến Sensor có thể phân biện được khoảng cách nhỏ tới 0.1mm

sensor

PHÁT HIỆN LON BẰNG NHÔM HOẶC THÉP

91 2:41 PM

APPLICATION

OMRON

SOLUTION

Phát hiện các lon khi đang di chuyển trên dây chuyền để tránh in

thiếu bằng máy in.

E2EV Tất cả các loại sensor tiệm cận bằng kim loại đều có thể phát

hiện được sự có mặt của các lon một cách chính xác Khoảng cách đo

của sensor có thể được đặt tới 10 mm.

PHÁT HIỆN NẮP NHÔM TRÊN CHAI

92 2:41 PM

APPLICATION

OMRON SOLUTION

Phát hiện nắp nhôm mỏng trên chai nước

E2CY-C2A là sensor tiệm cận chuyên để phát hiện vật thể bằng nhôm với độ tin cậy cao Rất dễ cài đặt sensor, chỉ cần ấn nút TEACH trên

bộ khuếch đại.

Trang 24

Chọn Cảm Biến Tiệm Cận – Những Điều Cần Lưu Ý

93 2:41 PM

3 Ảnh Hưởng Môi Trường Xung Quanh:

Vật cảm biến

Kim loại xung quanh

95 2:41 PM

5 Ảnh Hưởng Môi Trường Xung Quanh:

6 Khoảng Cách Cảm Biến (Sensing Distance):

Nhiệt độ cao Rung động mạnh

7 Tác Động Giữa Các Sensor Với Nhau:

Khi gắn 2 cảm biến tiệm cận gần nhau, hãy xem xét đến tác động tương hổ giữa chúng

Trang 25

2:41 PM 97

CẢM BIẾN QUANG

Định dạng
Số trang	25
Dung lượng	1,73 MB