32
7/1/2011 1 BCÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HC CÔNG NGHIP TPHCM  MÔN HC: THIT BVÀ HTHNG ĐIU KHIN TĐỘNG TPHCM Tháng 01 -2011 NI DUNG MÔN HC CÁC KHÁI NIM VÀ THÀNH PHN CƠ BN CA HTHNG ĐIU KHIN. CM BIN VÀ CHUYN ĐỔI. THIT BCÔNG SUT VÀ CHP HÀNH . BĐIU KHIN. THC HÀNH.  Sách, giáo trình chính: [1] Bài gi ng Thi ết b& hth n g đi u kh i n t độ ng  Sách tham kho: [1] Robert N. Bateson, Introduction to control system technology 3rd [2] Phan Quc Phô , Nguy n Đức Chi ến, Giáo trìn h cm biến, NXB Khoa hc Kĩ thut, 200 0. [3] Ramakant Gayakwad, Leonard Sok oloff, Analog & digital control system  Key word: Automatic control system,control system technology , sensor & actuator, controller… TÀI LIU THAM KHO 2. 6. Cm bi ến ti m cn 2. 7. Cm bi ến quang 2. 8. Cá c loi cm bi ến khác 2.9. Encoder 2. 10 Các bchuyn đổi thông dng 

02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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 

Page 2: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 3: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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) 

Page 4: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 5: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 6: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 7: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 8: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 9: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 10: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 11: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 12: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 13: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 14: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 15: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 16: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 17: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 18: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 19: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 20: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 21: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 22: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 23: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 24: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 25: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 26: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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:

 AC 

r ε ε 0

=

CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG

7/1/2011

Page 27: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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:

 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 

=ε ε 0

ed 

 AC 

=⇒=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

Page 28: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 29: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 30: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 31: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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

Page 32: 02_CHUONG2_Cam Bien Tiem Can

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