Cảm biến vị trí và dịch chuyển

Cảm biến là thiết bị đo đếm các đại lượng vật lý không điện thành các tín hiệu điện sau đó các bộ phận xử lý trung tâm nhận dạng tín hiệu điện đó để xử lý. Vị trí là thuật ngữ chỉ tọa độ của một đối tượng với một chuẩn nào đó được chọn trước. Dịch chuyển là sự chuyển động của đối tượng từ vị trí này đến vj trí khác với một khoảng cách hoặc một góc quay nào đó. Có các loại cảm biến như: công tắc giới hạn, điện thế kế điện trở, cảm biến từ, cảm biến siêu âm, cảm biến tiệm cận, cảm biến quang điện.

CẢM BIẾN VỊ TRÍ VÀ DỊCH CHUYỂN Khái Niệm: Cảm biến thiết bị đo đếm đại lượng vật lý không điện thành tín hiệu điện sau phận xử lý trung tâm nhận dạng tín hiệu điện để xử lý Vị trí thuật ngữ tọa độ đối tượng với chuẩn chọn trước Dịch chuyển chuyển động đối tượng từ vị trí đến vj trí khác với khoảng cách góc quay Có loại cảm biến như: công tắc giới hạn, điện kế điện trở, cảm biến từ, cảm biến siêu âm, cảm biến tiệm cận, cảm biến quang điện Công tắc hành trình Công tắc hành trình Bao gồm nhiều cặp tiếp điểm điều khiển đóng – mở tác động học cặp tiếp điển trạng thái đóng (cùng mở) tác động ngoại lực cặp tiếp điểm thay đổi trạng thái Công tắc hành trình Ưu điểm:  Đáng tin cậy, chịu va chạm dễ sử dụng  Không bị ảnh hưởng nhiễu  Hoạt động đơn giản (ON/OFF)  Gía thành rẻ  Nhược điểm: Tuổi thọ ngắn, dễ bị hao mòn Kích thước tương đối lớn  Ứng dụng: Cảm biến thường dùng để xác định giới hạn hành trình vị trí đối tượng Có thể đặt với nhiều thiết bị chấp hành cần trượt, cần xoay, cần lắc, dùng nhiều điều kiện môi trường khác 2 Điện kế điện trở  Loại cảm biến có cấu tạo đơn giản, tín hiệu đo lớn không đòi hỏi mạch điện đặc biệt để xử lý tín hiệu Tuy nhiên với điện kế điện trở có chạy học có cọ xát gây ồn mòn, số lần sử dụng thấp Có loại: Sử dụng chạy học Không sử dụng chạy học Điện kế điện trở  Sử dụng chạy học Rx, l Đo dịch chuyển thẳng l Rx = Rm L α Rm, , Lm αm αM Rm Rm Rα Rα Đo dịch chuyển quay α < 360o Đo dịch chuyển quay α > 360o α Rα = Rm αm Rα = α Rm αm Điện kế điện trở Cấu tạo nguyên lý làm việc Gồm điện trở cố định (Rm) tiếp xúc điện (con chạy) liên kết với đối tượng Khi đối tượng di chuyển, chạy di chuyển theo, điện trở đo phụ thuộc vào vị trí chạy Đo điện trở ⇒ vị trí Điện trở dạng dây cuộn: chế tạo từ hợp kim Ni - Cr, Ni - Cu , Ni - Cr - Fe, Ag - Pd quấn thành vòng xoắn dạng lò xo lõi cách điện (bằng thuỷ tinh, gốm nhựa), vòng dây cách điện emay lớp oxyt bề mặt Điện trở dạng băng dẫn: chế tạo chất dẻo trộn bột dẫn điện cacbon kim loại cỡ hạt ~10-2 µm Điện kế điện trở Điện kế dùng trỏ quang Trong 1) Diot phát quang 2) Băng đo 3) Băng tiếp xúc 4) Băng quang dẫn Điện kế điện trở Điện kế dùng trỏ từ 10 Cảm biến siêu âm Siêu âm sóng học có tần số lớn tần số âm nghe thấy (trên 20kHz) Thính giác người nhạy cảm với dải tần số từ âm trầm (vài chục Hz) đến âm cao (gần 20kHz) Cảm biến siêu âm sử dụng nguyên lý phản xạ sóng siêu âm 11 Cảm biến siêu âm Nguyên lý hoạt động 12 Cảm biến siêu âm Ưu điểm: Nhận biết tất loại vật liệu Ít bị suy giảm môi trường nước Nhược điểm: Nhạy cảm với thay đổi nhiệt độ môi trường Không nhận biết vật môi trường chân không Ứng dụng: sử dụng để thăm dò đáy biển đo mực nước Sử dụng để đo khoảng cách, chiều cao, vết đứt đồ vật 13 Cảm biến siêu âm Cảm biến siêu âm – SRF05  Điện áp - 5V  Dòng thấp - 4mA  Tần số - 40KHz  Phạm vi hoạt động - 1cm – 4m  Loại - chân cho trig/echo chân tương thích SRF04  Đầu vào kích khởi - 10uS Min Mức xung TTL  Xung va đập - Mức tín hiệu TTL dương , bề rộng đối xứng  Kích thước - 43mm x 20mm x 17mm 14 ... chuyển chuyển động đối tượng từ vị trí đến vj trí khác với khoảng cách góc quay Có loại cảm biến như: công tắc giới hạn, điện kế điện trở, cảm biến từ, cảm biến siêu âm, cảm biến tiệm cận, cảm. .. điện (con chạy) liên kết với đối tượng Khi đối tượng di chuyển, chạy di chuyển theo, điện trở đo phụ thuộc vào vị trí chạy Đo điện trở ⇒ vị trí Điện trở dạng dây cuộn: chế tạo từ hợp kim Ni - Cr,... học Điện kế điện trở  Sử dụng chạy học Rx, l Đo dịch chuyển thẳng l Rx = Rm L α Rm, , Lm αm αM Rm Rm Rα Rα Đo dịch chuyển quay α < 360o Đo dịch chuyển quay α > 360o α Rα = Rm αm Rα = α Rm αm Điện