Upload
ambition1340cn
View
226
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 1/32
7/1/2011
1
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM
MÔN HỌC:
THIẾT BỊ VÀ HỆ THỐNG ðIỀU KHIỂN TỰ ðỘNG
TPHCM Tháng 01 -2011
NỘI DUNG MÔN HỌC
• CÁC KHÁI NIỆM VÀ THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA
HỆ THỐNG ðIỀU KHIỂN.
• CẢM BIẾN VÀ CHUYỂN ðỔI.
• THIẾT BỊ CÔNG SUẤT VÀ CHẤP HÀNH .• BỘ ðIỀU KHIỂN.
• THỰC HÀNH.
Sách, giáo trình chính:[1] Bài giảng Thiết bị & hệ thống ñiều khiển tự ñộng
Sách tham khảo:[1] Robert N. Bateson, Introduction to control system technology3rd
[2] Phan Quốc Phô, Nguyễn ðức Chiến, Giáo trình cảm biến, NXBKhoa học Kĩ thuật, 2000.
[3] Ramakant Gayakwad, Leonard Sokoloff, Analog & digitalcontrol system
Key word: Automatic control system,control system technology,sensor & actuator, controller…
TÀI LIỆU THAM KHẢO
2.6. Cảm biến tiệm cận
2.7. Cảm biến quang
2.8. Các loại cảm biến khác
2.9. Encoder
2.10 Các bộ chuyển ñổi thông dụng
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 2/32
7/1/2011
2
2.6.1 Cảm biến từ
2.6.2 Cảm biến ñiện dung
Sensor
PLC
Box Rejecter
qConveyor
Motor
ProductProduct
INPUT
Sensor
CONTROL
PLC
OUTPUT
Conveyor/ Rejecter
Ứng Dụng Sensor Trong Hệ Thống Điều Khiển Tự Động
PROXIMITYSENSOR
Cảm Biến Tiệm Cận
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.
Cảm Biến
Cảm Biến
Vật Cảm BiếnVật Cảm Biến
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 3/32
7/1/2011
3
Cảm Biến Tiệm Cận
Loại
Cảm ứng từ
Loại
Điện dung
Cảm Biến Tiệm Cận
Cảm Ứng Từ
Mạch Dao Động
Vật cảm biến
Lõi cảm biến
Nguyên Tắc Hoạt Động:
Từ trường do cuộn dây của sensor tạo ra sẽ thay đổi khi tương tác vớivật thể kim loại (do đó chỉ phát hiện được vật thể kim loại).
Hình dạng
Cảm Biến Tiệm Cận
Cảm Ứng Từ
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
Cáp kết nối
LED chỉ báo
Cuộn cảm
Bề mặt tác động
Từ trường tần số cao(300-800kHz)
LOẠI ĐIỆN CẢM (Inductive sensor)
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 4/32
7/1/2011
4
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪLOẠI ĐIỆN CẢM (Inductive sensor)
1 - Cuộn dây và lõi ferit.2 - Mạch dao ñộng.3 - Mạch phát hiện.4 - Mạch ñầu ra. Tần số mạch dao động LC thường từ
100Khz đến Mhz.
Nguyên lý
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI ĐIỆN CẢM
Khi có vật thể bằng kim loại đi vào vùng từ trường.
Từ trường này cảm ứng lên vật thể một vòng điện
xoay tròn gọi là dòng điện xoáy.
Nguyên lýCẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI ĐIỆN CẢM
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.
Nguyên lýCẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI ĐIỆN CẢM
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 5/32
7/1/2011
5
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) mỗikhi có sự thay đổi vượt ngưỡng.
Ngõ ra cảm biến là tín hiệu ON/OFF.
Nguyên lý
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI ĐIỆN CẢM Dòng điện xoáy
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI ĐIỆN CẢM
Cuộn dây chưacấp điện
Dòng điện xoay chiềucấp vào cuộn dây
Dòng điện xoáy
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI ĐIỆN CẢM
Từ trường tạo ra xungquanh cuộn dây khi códòng điện xoay chiềuchay qua.
Khi có vật thể bằng kimloại đưa vào từ trường.Dòng điện xoáy sẽ đượccảm ứng vào kim loại.
Dòng điện xoáy
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI ĐIỆN CẢM
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 6/32
7/1/2011
6
Dòng điện xoáy trong kimloại tạo ra từ trường thứhai ngược với từ trườngban đầu.
Dòng điện sẽ bị ngắtquảng khi có vết nứt trênvật liệu dẫn điện.
LOẠI ĐIỆN CẢMDòng điện xoáy
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
Cảm biến tiệm cận ñiện cảm ñược thiết kế ñể tạo ramột vùng ñiện từ trường, Khi một vật bằng kim loạitiến vào khu vực này, xuất hiện dòng ñiện xoáy(dòng ñiện cảm ứng) trong vật thể kim loại này
LOẠI ĐIỆN CẢMDòng điện xoáy
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
Mạch phát hiện sẽ phát
hiện sự thay ñổi tín hiệu
và tác ñộng ñể mạch ralên mức ON (hình vẽ). Khi
ñối tượng rời khỏi khu vực
ñiện trường, sự dao ñộng
ñược tái lập, cảm biến trở
lại trạng thái bình thường.
LOẠI ĐIỆN CẢM Dòng điện xoáyCẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
Điện áp nguồn thường từ 10 tới 30VDC.
Ngõ ra thường có 3 dây như hình sau:.
Ngõ ra transitor loại PNP
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI ĐIỆN CẢM Kết nối tải
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 7/32
7/1/2011
7
Ngõ ra transitor loại NPN
Kết nối tải
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI ĐIỆN CẢM Thông số kỹ thuật
Loại được bọc kim loại xung quanh – chóng nhiễu.
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI ĐIỆN CẢM
Loại không được bọc kim loại xung quanh –từtrường không tập trung – không chính xác.
Thông số kỹ thuật
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI ĐIỆN CẢM
Sensor
Biên độtín hiệu
Tín hiệura củaSensor
ON
OFF
Vật cản
Hoạt động
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI ĐIỆN CẢM
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 8/32
7/1/2011
8
ON
OFF
Sensor
Biên độtín hiệu
Tín hiệura củaSensor
Vật cản
Hoạt động
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI ĐIỆN CẢM
ON
OFF
Sensor
Biên độtín hiệu
Tín hiệura củaSensor
Vật cản
Hoạt động
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI ĐIỆN CẢM
ON
OFF
Sensor
Biên độtín hiệu
Tín hiệura củaSensor
Vật cảnHoạt động
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI ĐIỆN CẢM
ON
OFF
Sensor
Biên độtín hiệu
Tín hiệura củaSensor
Vật cản Hoạt động
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI ĐIỆN CẢM
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 9/32
7/1/2011
9
ON
OFF
Sensor
Biên độtín hiệu
Tín hiệura củaSensor
Vật cản
Hoạt động
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI ĐIỆN CẢM
ON
OFF
Sensor
Biên độtín hiệu
Tín hiệura củaSensor
Vật cản
Hoạt động
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI ĐIỆN CẢM
ON
OFF
Sensor
Biên độtín hiệu
Tín hiệura củaSensor
Vật cản Hoạt động
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI ĐIỆN CẢM
ON
OFF
Sensor
Biên độtín hiệu
Tín hiệura củaSensor
Vật cản Hoạt động
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI ĐIỆN CẢM
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 10/32
7/1/2011
10
Ưu nhược ñiểm của cảmbiến ñiện cảm:
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI ĐIỆN CẢM
Ưu ñiểm:• Không chịu ảnh hưởng của độ ẩm• Không có bộ phận chuyển động.• Không chịu ảnh hưởng của bụi bặm.• Không phụ thuộc vào màu sắc.• Ít phụ thuộc vào bề mặt đối tượng hơn so với
các kĩ thuật khác.• Không có “khu vực mù” (blind zone: cảm biến
không phát hiện ra đối tượng mặc dù đối tượngở gần cảm biến).
Ưu nhược ñiểm của cảmbiến ñiện cảm:
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
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.
Hình dạng
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI TỪ CẢM
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:
• Nhiệt độ
• Vật cản bằng kim loại
• Khoảng cách vật cản
Tác động bằng tiếp điểm
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪLOẠI TỪ CẢM(Inductive Magnectic sensor)
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 11/32
7/1/2011
11
Tác động bằng tiếp điểm
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪLOẠI TỪ CẢM(Inductive Magnectic sensor)
Ống thủy tinh
Khí trơ hoặc chân không
Tiếp điểm
Sắt từ (Niken)Led chỉ thị
Tác động bằng tiếp điểm
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI TỪ CẢM (Reed Switch )
Tác động bằng tiếp điểm
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI TỪ CẢM
Tác động bằng tiếp điểm
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI TỪ CẢM
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 12/32
7/1/2011
12
Tác động bằng tiếp điểm
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI TỪ CẢM
Tác động bằng tiếp điểm
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI TỪ CẢM
Tác động bằng tiếp điểm
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI TỪ CẢM
Tác động bằng tiếp điểm
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI TỪ CẢM
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 13/32
7/1/2011
13
24v
Tác động bằng tiếp điểm
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI TỪ CẢM
Tác động bằng tiếp điểm
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI TỪ CẢM
Sự phụ thuộc từ các từ trường khác nhau cần đượctránh:
Vị trí của điểm tác động phụ thuộc vào khoảng cách dịchchuyển.
Dòng cực đại cần được giới hạn để tránh cháy tiếp điểm.
Tác động bằng tiếp điểm
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI TỪ CẢM Tác động bằng mạch từ
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI TỪ CẢM
Cấu tạo gồm một bộ tạo dao động ở tần số cao, dao độngnày tạo từ trường ở ngõ thu cảm biến, khi vật có từ trườngtiến đến gần thì sẽ làm ảnh hưởng đến từ trường đầu thuvà làm cho mạch dao động của cảm biến bị ảnh hưởng,mạch so sánh phát hiện cho ngõ ra cảm biến ở dạngon/off.
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 14/32
/ /
14
Cáp kết nối LED chỉ báoCuộn dâymạch từ Mạch từ tần số
cao
Tác động bằng mạch từ
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI TỪ CẢMTác động bằng mạch từ
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI TỪ CẢM
Tác động bằng mạch từ
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI TỪ CẢM
Tác động bằng mạch từ
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI TỪ CẢM
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 15/32
/ /
15
Tác động bằng mạch từ
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI TỪ CẢMTác động bằng mạch từ
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI TỪ CẢM
Tác động bằng mạch từ
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI TỪ CẢM (Inductive Magnectic sensor)
Nguyên tắc hoạt động cơ bản của cảm biến điện cảm làhiện 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 -1kHz
Tác động bằng mạch từ
CẢM BIẾN CẢM ỨNG TỪ
LOẠI TỪ CẢM
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 16/32
16
Cảm Biến Tiệm Cận
Cảm Ứng Từ
Cảm Biến Tiệm Cận
Cảm Ứng Từ
Phát hiện khuôn dập Phát hiện palette
Chỉ phát hiện sắt từ
Loại tròn
Các Loại Tiệm Cận Cảm Ứng Từ
Phát hiện lon nhôm
Lon thép
Lon nhôm
Lon nhôm
Lon nhôm
Chỉ phát hiện nhôm/ đồng
Phát hiện vật nhờ
miếng mạ trên palette
Mạ nhôm
Loại tròn
Các Loại Tiệm Cận Cảm Ứng Từ
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 17/32
17
Phát hiện tất cả kim loại
Phát hiện tất cả các kim loại
Phân biệt mặt trên vàmặt dưới của lon nước
Loại tròn
Các Loại Tiệm Cận Cảm Ứng Từ
Sensor phát hiện trong môi trường nước(có thể hoạt động khi ngâm trong nước)
Loại tròn
Phát hiện nắp chai nướctrong môi trường ẩm ướt
Các Loại Tiệm Cận Cảm Ứng Từ
Kiểm tra kẹp
Kiểm tra gãy mũi khoang
Loại bộ khuếch đại rời
Các Loại Tiệm Cận Cảm Ứng Từ
Loại hình chữ nhật
TL-N
TL-Q E2S
TL-T
Các Loại Tiệm Cận Cảm Ứng Từ
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 18/32
18
Loại hình chữ nhật
E2Q3
TL-GTL-W
TL-M
Các Loại Tiệm Cận Cảm Ứng Từ
Loại phát hiện vật kim loại rơi
Phát hiện/ đếm vật kim loại rơi
Các Loại Tiệm Cận Cảm Ứng Từ
Cảm Biến Tiệm Cận – Phân Loại
Từ trường được tập trung trước
mặt sensor nên ít bị nhiễu bởi
kim loại xung quanh, tuy nhiênkhoảng cách đo ngắn đi.
Loại Có Bảo Vệ (Shielded):
Loại Không Có Bảo Vệ (Un-Shielded):
Không có bảo vệ từ trường xung
quanh mặt sensor nên khoảng
cách đo dài hơn, tuy nhiên dễ bị
nhiễu của kim loại xung quanh.
Vật Cảm Biến
Sensor
Shielded
Vật Cảm Biến
Sensor
Un-Shielded
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 đượccác đặt tính kỹ thuật của sensor.
Vật liệu
Hình dạng
Kích thướcTốc độ
v..v..v..
Vật chuẩn
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 19/32
19
Các Thuật Ngữ Thường Sử Dụng
2. Khoảng Cách Phát Hiện (Detecting Distance):
Khoảng cách phát hiện (Detecting distance):
Là khoảng cách từ bề mặt cảm biến ở đầu sensor tớivị 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
Vật
Cảm
Biến
Bề mặtcảm biến
Cảm BiếnTiệm Cận
Khoảng cách phát hiện ước lượng
Khoảng cách cài đặt
Các Thuật Ngữ Thường Sử Dụng
3. Khoảng Cách Cài Đặt (Setting Distance):
Khoảng cách cài đặt (Setting distance):
Là khoảng cách từ bề mặt cảm biến ở đầu sensor tới vị trí vậtcảm biến để sensor có thể phát hiện vật ổn định (thường thìkhoảng cách này bằng 70% 80% khoảng cách phát hiện)
Các Thuật Ngữ Thường Sử Dụng
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 vàovùng phát hiện của sensor tới khi đầu ra sensor bật ON.
t2 : Khoảng thời gian từ lúc đối tượng chuẩn chuyển động đi rakhỏi vùng phát hiện của sensor tới khi đầu ra sensor tắt về OFF.
Bề mặtcảm biến
Cảm BiếnTiệm Cận
Dãi hoạt động
Vật
Cảm
Biến
Trong dải hoạt động
Ngoài dải hoạt động
Các Thuật Ngữ Thường Sử Dụng
5. Tần Số Đáp Ứng (Response Frequency):
Tần số đáp ứng f (Response Frequency):
Số lần tác động lặp lại khi vật cảm biếnđi vào vùng hoạt động của sensor.
Bề mặtcảm biến
Vật Cảm Biến
khoảng cách cảm biến
Cảm BiếnTiệm Cận
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 20/32
20
Khoảng Cách Đo - Các Yếu Tố Ảnh Hưởng
1. Vật Liệu Đối Tượng (Material):
Iron
SUS
Brass
Aluminum
Copper
ðộ dẫn của vật
K h o ả n g c á c h c ả m b
i ế n ( m m )
Khoảng cách phát hiện của sensor phụ thuộc rất nhiều vào vật liệu củavật cảm biến.
Các vật liệu có từ tính hoặc kim loạicó chứa sắt sẽ có khoảng cách pháthiện xa hơn các vật liệu không từtính hoặc không chứa sắt.
Khoảng cáchphát hiện
Kim loại không chứa sắt (nhôm, ñồng, …)
Vật
ðầu Sensor
Kim loại có từ tính (sắt, SUS, …)
Vật
ðầu Sensor
Khoảng Cách Đo - Các Yếu Tố Ảnh Hưởng
2. Kích Cỡ Của Đối Tượng (Size):
Khoảng cáchphát 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.
Khoảng Cách Đo - Các Yếu Tố Ảnh Hưởng
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, bềdày của vật càng mỏng thì khoảng cách phát hiện càng xa
ðầu Sensor
Vật
Khoảng cáchcảm biến
Độ dàyvật
Khoảng Cách Đo - Các 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
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 21/32
21
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
Các Loại Đầu Ra – Cách Mắc Tải
Loại DC 3 dây NPN Loại DC 3 dây NPN cực C hở
Loại DC 3 dây PNP cực C hở
Cách Mắc Cảm Biến Với PLC
COM
01 02
out
Loại DC 3 dây NPN
PLC
COM
01 02
PLC
Loại DC 3 dây PNP
24VDC
24VDCout
ỨNG DỤNG CẢMBIẾN TỪ
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 22/32
22
ỨNG DỤNG CẢM BIẾM TỪ
Kiểm tra vị trí của sản phẩm Mạ sản phẩm
ỨNG DỤNG CẢM BIẾM TỪ
Công nghiệp đóng gói Công nghiệp dầu mỏ
APPLICATION
OMRONSOLUTION
NHẬN BIẾT GIA VỊ TRONG GÓI NHÔM
Các gói gia vị hoặc thuốc được đưa vào các gói bằng nhôm lá. Cần kiểmtra xem đã có gia vị trong gói chưa?
Sử dụng sensor tiệm cận có đầu ra analog (4 20mA) và bộ xử lý tín hiệuthông minh K3- để tính độ rộng. Từ đó có thể biết được là đã có gia vị tronggói nhôm lá chưa.
E2CA
Heat Sealing
OK NG
APPLICATION
OMRONSOLUTION
PHÁT HIỆN GÓI GIẤY CHỒNG LÊN NHAU
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 thểphân biện được khoảng cách nhỏ tới 0.1mm.
sensor
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 23/32
23
APPLICATION
OMRONSOLUTION
PHÁT HIỆN LON BẰNG NHÔM HOẶC THÉP
Phát hiện các lon khi đang di chuyển trên dây chuyền để tránh inthiếu bằng máy in.
E2EV. Tất cả các loại sensor tiệm cận bằng kim loại đều có thể pháthiện được sự có mặt của các lon một cách chính xác. Khoảng cách đocủa sensor có thể được đặt tới 10 mm.
APPLICATION
OMRONSOLUTION
PHÁT HIỆN NẮP NHÔM TRÊN CHAI
Phát hiện nắp nhôm mỏng trên chai nước
E2CY-C2A là sensor tiệm cận chuyên để phát hiện vật thể bằng nhômvới độ tin cậy cao. Rất dễ cài đặt sensor, chỉ cần ấn nút TEACH trênbộ khuếch đại.
Chọn Cảm Biến Tiệm Cận – Những Điều Cần Lưu Ý
1. Vật Cảm Biến (Object):
2. Hình dạng Sensor:
a. Vật liệu, kích cỡ vật:
Vật làm bằng vật liệu gì?Hình dạng ?
Kích cỡ như thế nào?
b. Bề mặt của vật:
Bề mặt của vật
có mạ không?
Chọn Cảm Biến Tiệm Cận - Những Điều Cần Lưu Ý
3. Ảnh Hưởng Môi Trường Xung Quanh:
Vật cảm biến
Kim loạixung quanh
4. Tần Số Đáp Ứng (Response Frequency):
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 24/32
24
Chọn Cảm Biến Tiệm Cận - Những Điều Cần Lưu Ý
5. Ảnh Hưởng Môi Trường Xung Quanh:
6. Khoảng Cách Cảm Biến (Sensing Distance):
Nhiệt độ cao
Rung động mạnhĐộ ẩm cao,
Khoảng cách từ cảm biến tớivị trí vật bằng 70% 80%khoảng cách phát hiện 70% 80%
100%
Chọn Cảm Biến Tiệm Cận - Những Điều Cần Lưu Ý
7. Tác Động Giữa Các Sensor Với Nhau:
Khi gắn 2 cảm biếntiệm cận gần nhau,hãy xem xét đến tácđộng tương hổ giữachúng
CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG(Capacitive Sensor)
Cảm Biến Tiệm Cận
Cảm Ứng Điện Dung
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 25/32
25
Cảm Biến Tiệm Cận
Cảm Ứng Điện Dung
Vật Cảm Biến
Nguyên Tắc Hoạt Động:
Phát hiện theo nguyên tắc tĩnh điện (sự thay đổi điện dunggiữa vật cảm biến và đầu sensor), có thể phát hiện tất cả vật
Cảm Biến Tiệm Cận
Cảm Ứng Điện Dung
Cảm Biến Tiệm Cận
Cảm Ứng Điện Dung
• Bộ phận cảm biến (các bảncực(điện cực) cách điện)
• Mạch dao động• Mạch ghi nhận tín hiệu• Mạch điện ở ngõ ra
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 26/32
26
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Tụ điện gồm hai bản cực bằng kim loại đặt cách
nhau qua vật liệu điện môi. Cảm biến dung là tụ điện “mở”: gồm hai bản cực
đặt hướng ra phía trước như hình
CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Bề mặt cảm biếnlà một bản cực.Khi có điện ápxoay chiều đặtvào bề mặt tạo ramột điện trườngbiến thiên.Điện áp này lấyđiểm đất nhưmóc chuẩn Không có vật thể giữa điện cực
CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
εεεε0 : Hằng số điện môi chân không
m F /10.854187.812
0
−
=ε
εεεεr : Hằng số điện môi giữa hai bản cực.
Điện dung tụ điện:
d
AC
r ε ε 0
=
CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 27/32
27
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNGNếu không có vật thể giữa hai bản cực.
;1=r
ε d
AC
0ε
=
Nếu giữa hai bản cực tồn tạivật thể không dẫn điện:
d
AC
r ε ε
0=
Khi có vật thể giữa hai bản cực thì:⇒>1
r ε
Do đó sự tăng giá trị của C được sử dụngđể phát hiện vật thể.
C tăng
CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNGNếu vật thể giữa hai bản cực dẫn điện
Vì môi trường giửa hai bảncực là không khí nên:
ed
AC
r
−
=ε ε 0
ed
AC
r
−
=⇒=01
ε
ε
Sự có mặt của vật dẫn điệngiữa hai bản cực cũng làmđiện dung tăng
CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Phát hiện mức nước bêntrong bình
Trong trường hợp điệncực thứ hai cách ly vớimặt đất.
Nguyên tắc như cáctrường hợp trên.
Cần tìm đường liên kếtbản cực với điểm nốiđất.
CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Nếu không có đường nối đất cho bản cực thứ 2.
Điện cực đất nối trực
tiếp trên bề mặt cảmbiến
Điều này tạo ra mộtđiện trường độc lập vớiđiểm cực đất.
CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 28/32
28
Cáp kết nối
Nút điều chỉnh
Led chỉ báo
Bề mặt tác động
Điện cực tiếp nguồn
Điện cực tiếp đất
Vùng cảm nhận
Dùng pháthiện các loạivật thể cóhằng số điệnmôi lớn hơnkhông khí:
Nhựa, thủytinh, gỗ, kimloại,...
CẤU TẠO
CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG
VẬT CẢNHOẠT ĐỘNG
CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG
HOẠT ĐỘNG
CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG
HOẠT ĐỘNG
CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 29/32
29
HOẠT ĐỘNG
CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG
Phát hiện được các vật cóhằng số điện môi lớn hơnhằng số điện môi không khí
Điều chỉnh được độ nhạy
Bị ảnh hưởng bởi tác độngcủa môi trường xung quanh
(bụi, khói)
HOẠT ĐỘNG
CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG
HOẠT ĐỘNG
CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG
Mực chất lỏng còn ởdưới mức ảnh hưởngcủa cảm biến
HOẠT ĐỘNG
CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 30/32
30
Cảm biến tác động
HOẠT ĐỘNG
CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG
• Có thể phát hiện sắt, kim loại, nhựa, nước,đá sỏi, gỗ,…
• Tuổi thọ dài và độ tinh cậy cao.• Có mạch bảo vệ chống nối ngược cực nguồn.• Dễ dàng điều chỉnh khoảng cách bằng
volume. Điều chỉnh được độ nhạy bên trong.
• Có thể kiểm tra tình trạng hoạt động bởi chỉthị LED đỏ.
• Dễ dàng kiểm tra mức và vị trí.
ĐẶC ĐIỂM CHUNG
CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG
• Kích thước của điện
cực của cảm biến.
• Vật liệu và kích thước
đối tượng.
• Nhiệt độ môi trường.
→ Đối tượng tiêu chuẩn
và hằng số điện môi
CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG
YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TẦM PHÁT HIỆN
ƯU ðIỂM• Có thể cảm nhận vật dẫn điện và không dẫn
điện.• Tính chất tuyến tính và độ nhạy không tùy thuộcvào vật liệu kim loại.
• Nó có thể cảm nhận được vật thể nhỏ, nhẹ.• Vận tốc hoạt động nhanh.• Tuổi thọ cao và độ ổn định cũng cao đối với
nhiệt độ.
CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG
ƯU NHƯỢC ĐIỂM
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 31/32
31
NHƯỢC ðIỂM
• Bị ảnh hưởng bởi độ ẩm
• Dây nối với sensor phải ngắn để điện dung
dây không ảnh hưởng đến bộ cộng hưởng
của bộ dao động.
CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG
ƯU NHƯỢC ĐIỂM
ỨNG DỤNG CẢMBIẾN ĐIỆN DUNG
ỨNG DỤNG CẢM BIẾM ĐIỆN DUNG
Trong công nghiệp thực phẩm Đo mực chất lỏng
ỨNG DỤNG CẢM BIẾM ĐIỆN DUNG
Chế biến gỗ Kiểm tra bộ nối truyền động
7/1/2011
7/21/2019 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can
http://slidepdf.com/reader/full/02chuong2cam-bien-tiem-can 32/32
32
Cảm Biến Tiệm Cận Cảm Ứng Điện DungCác Loại Thông Dụng
bọt
Chất lỏng
E2KQ-X10ME1
Dây ra
Điều chỉnh độ nhạy
E2KQ : Đo mực chất lỏng
Không bị ảnh hưởng bởi bọt khí nhờchỉnh được độ nhạy của sensor
E2K-L : Đo mực chất lỏng
Không bị ảnh hưởng bởi màu củaống nhựa hay màu của chất lỏng
APPLICATION
OMRONSOLUTION
PHÁT HIỆN SỮA / NƯỚC TRÁI CÂY BÊN TRONG HỘP
Phát hiện được sữa / nước trái cây bên trong hộp giấy
E2K-C là sensor tiệm cận công suất lớn và có thể phát hiện đượcchất lỏng bên trong hộp hay không.
E2K
Chuẩn IP:
• IP
Mức độ bảo vệ nước và các vật rắn tác động từ bên ngoài, dựa theochuẩn của IEC (In ternational Electrotechnical Commission)
(Bảo vệ sự thâm nhập của nước)
(Bảo vệ các vật rắn tác ñộng từ bên ngoài)Mức ñộ bảo vệ của chỉ số thứ 1
Bảo vệ thiết bịkhỏi ảnh hưởng bụi
6
Bảo vệ chống khỏi bụi đảmbảo không làm ảnh hưởngđến hoạt động của thiết bị
5
Bảo vệ chống va chạm vớivật có Φ lớn hơn 1mm
4
Bảo vệ chống va chạm vớivật có Φ lớn hơn 2.5mm
3
Bảo vệ chống va chạm vớivật có Φ lớn hơn 12.5mm
2
Bảo vệ chống va chạm vớivật có Φ lớn hơn 50mm
1
Không bảo vệ0
Sử dụng được nếu nhúng vào trong nước8
Không bị nước thấm vào nếu nhúng vào nước(trong một số trường hợp nhất định)7
Không bị nước thấm vào nếu có tác động của tianước bắn mạnh trực tiếp từ bất cứ hướng nào từxung quanh
6
Không hư hại nếu có tác động của tia nước bắnmạnh trực tiếp từ bất cứ hướng nào từ xung quanh5
Không hư hại nếu có tia nước văng vào từ bất cứhướng nào
4
Không hư hại nếu có tác động của nước rơi từ phíatrên xuống (theo hướng 60º so với phương thẳngđứng)
3
Không hư hại nếu có tác động của nước rơi từ phíatrên xuống (theo hướng 15º so với phương thẳngđứng)
2
Không hư hại nếu có tác động của nước rơi từ phíatrên xuống (theo hướng thẳng đứng)
1
Không bảo vệ0
Mức ñộ bảo vệ của chỉ số thứ 2