Cảm Biến Khoảng Cách Là Gì? Phân Loại Và Nguyên Lý Hoạt Động

Cảm biến khoảng cách không còn xa lạ với người dùng ngày nay. Đây là một trong những thiết bị đo lường chuyên nghiệp được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là trong công nghiệp và xây dựng. Vậy cảm biến khoảng cách hoạt động như thế nào? Tốt nhất trên thị trường là gì? Các bài viết sau sẽ giải đáp thắc mắc của bạn về cảm biến tiệm cận.

Cảm biến tiệm cận hoạt động như thế nào?

Cảm biến tiệm cận là gì?

Cảm biến khoảng cách, còn được gọi là cảm biến tỷ lệ, là một thiết bị điện tử giúp xác định khoảng cách từ vị trí của một điểm đến một đối tượng. Ngoài ra, các cảm biến như vậy được sử dụng để xác định mức hóa chất trong thùng chứa và các ứng dụng khác trong công nghiệp và sản xuất.

Phân loại cảm biến khoảng cách

Thông thường cảm biến khoảng cách có thể chia thành các dòng sau:

• Cảm biến tiệm cận đo khoảng cách.
• Loại cảm biến laze dùng để đo khoảng cách.
• Cảm biến sử dụng hệ thống siêu âm.
• Cảm biến từ để đo khoảng cách

Cách hoạt động của các cảm biến khoảng cách khác nhau

Cách hoạt động của cảm biến tiệm cận

Cảm biến tiệm cận chuyển đổi tín hiệu chuyển động hoặc tín hiệu lặp lại thành tín hiệu điện để đo khoảng cách bằng cách tạo ra từ trường phía trước cảm biến. Loại cảm biến này có độ chính xác đo cao nhưng chỉ có thể phát hiện vật thể ở khoảng cách rất ngắn (đo bằng milimét).

Cách thức hoạt động của cảm biến laze

Cảm biến laze là một trong những thiết bị phổ biến nhất khi đo khoảng cách. Công nghệ thu phát laser áp dụng nguyên lý phát xạ cảm ứng, thiết bị có độ chính xác làm việc cao và phạm vi đo rộng. Do đó, chúng thích hợp với nhiều điều kiện môi trường khác nhau.



Hoạt động của cảm biến laze

Cách thức hoạt động của cảm biến siêu âm

Cảm biến siêu âm đo khoảng cách dựa trên nguyên tắc phát ra chùm tia siêu âm hướng tới một vật thể và phản xạ trở lại cảm biến. Nó cũng là một thiết bị hoạt động cung cấp kết quả chính xác rất cao. Cảm biến siêu âm có rất nhiều ứng dụng và được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến encoder

Cảm biến mã hóa hoạt động bằng cách xoay một đĩa quanh một trục, trên đĩa có các rãnh để tín hiệu ánh sáng có thể chiếu qua đó giúp xử lý chuyển động và chuyển đổi thành tín hiệu điện. Mặc dù không phổ biến như các loại cảm biến khoảng cách khác do giá thành và ứng dụng thấp nhưng cảm biến encoder phù hợp với nhiều ứng dụng cụ thể trong ngành công nghiệp nặng.

Tín hiệu đầu ra của cảm biến khoảng cách

Các loại cảm biến khoảng cách thường có tín hiệu ngõ ra dạng analog, sử dụng dòng điện 4-20ma, 0-20ma hoặc tín hiệu điện áp 0-5v, 0-10v (tín hiệu liên tục có đồ thị). Được biểu thị dưới dạng sin, cosin hoặc bất kỳ đường cong lên xuống nào), npn hoặc pnp (ở dạng tín hiệu kích thích, nghĩa là nếu không có tác động, đầu ra là mức 1 bằng nguồn và đầu ra là 0v, rơle …

Trong số đó, tín hiệu đầu ra tương tự 4-20ma là phổ biến nhất vì nhiễu tín hiệu nhỏ và tín hiệu có thể được truyền đi xa hơn khi sử dụng bộ chuyển đổi tín hiệu và tín hiệu được khuếch đại. Theo nhu cầu giám sát điều khiển, người dùng có thể chọn loại đầu ra cho phù hợp.

Đặt điểm lỗi cảm biến khoảng cách

Các thiết bị cảm biến khác nhau sẽ có mức độ lỗi khác nhau và sẽ tương ứng với mục đích sử dụng. Giá trị này phụ thuộc vào thang đo và nguyên tắc sử dụng tương ứng. Thông thường lỗi của thiết bị được chỉ định trên bảng dữ liệu sản phẩm.

Ví dụ: đối với cảm biến laze, mức lỗi được đo bằng centimet. Cảm biến tiệm cận với khả năng đo khoảng cách ngắn với sai số tính bằng milimét.

Phạm vi đo của cảm biến khoảng cách?

Tương tự như hệ số sai số, các cảm biến khoảng cách khác nhau có giới hạn đo khác nhau. Cảm biến laser là thiết bị có khả năng xác định khoảng cách tối đa, khả năng đo lên tới 3000m.

Do đó, việc tìm hiểu và nắm rõ khả năng phán đoán khoảng cách khi lựa chọn sản phẩm phù hợp là điều cần thiết. Từ đó biết cách lựa chọn một sản phẩm ưng ý và phù hợp với nhu cầu của mình.

Ứng dụng của cảm biến khoảng cách là gì?

• Đo lường:

  Ứng dụng đầu tiên là để đo khoảng cách trong các hệ thống công nghiệp sản xuất, kho bãi và hàng hải. Ví dụ: trong khi tàu cập cảng, cảm biến đo khoảng cách của tàu đến từ mép bến tàu và đảm bảo rằng mục tiêu biết khoảng cách hiện tại giữa tàu và bến tàu trong tất cả các phép đo.

  

  Cảm biến khoảng cách trong các ứng dụng đo lường

  • Thông tin vị trí cho hệ thống di động:

    Trong các hệ thống di chuyển của nhà kho như cần trục giàn, cảm biến tiệm cận rất quan trọng để thu thập thông tin về vị trí hiện tại của cần trục và tránh va chạm. Cảm biến được lựa chọn là cảm biến chướng ngại vật bằng laser, được sử dụng với sự trợ giúp của gương phản xạ.

    • Đo mức hóa chất:

      Cảm biến tiệm cận được sử dụng rộng rãi để xác định mức chất lỏng trong thùng chứa hoặc lượng chất rắn (chẳng hạn như xi măng) được chứa trong thùng chứa. Các thiết bị đo khoảng cách được sử dụng để cung cấp cho người vận hành cần trục thông tin chính xác về lượng xi măng trong mỗi tháp hoặc bể.

      • Dò tìm vị trí các bộ phận, chi tiết máy:

        Sử dụng cảm biến tiệm cận giúp phát hiện vật kim loại, đo khoảng cách từ vài mm đến hàng chục mm trên các chi tiết máy. Các cảm biến cũng có thể được sử dụng để xác định xem các bộ phận trong đường di chuyển của cần trục có ở đúng vị trí hay không.

        • Định vị vùng chứa:

          Trong ngành hàng hải, khi xếp dỡ container lên tàu, cầu, cảng và các phương tiện khác phải biết chính xác vị trí của container so với cẩu. Cảm biến khoảng cách sẽ hỗ trợ đắc lực trong việc định vị và giám sát container.

          Cảm biến tiệm cận có hoạt động không?

          Thiết bị đo khoảng cách được biết đến trong ngành là thiết bị đo chuyên dụng thay thế cho các thao tác đo truyền thống. Do đó, nó cũng đơn giản để sử dụng và phù hợp với các ứng dụng đó. Người dùng chỉ cần chú ý đến các thông tin trong sách hướng dẫn sử dụng và biết cách kết nối là có thể sử dụng cảm biến khoảng cách một cách nhanh chóng và tiện lợi.

          Chú ý cách chọn cảm biến tiệm cận

          Trên thị trường có rất nhiều dòng cảm biến khoảng cách khác nhau, người dùng cần cân nhắc và lưu ý những điểm sau khi lựa chọn dòng sản phẩm phù hợp với nhu cầu của mình.

          • Nó cần hoạt động trong những điều kiện môi trường nào? Hệ thống cần phải nhạy và chính xác như thế nào?
          • Bạn cần xác định khoảng cách, chất liệu, kích thước của đối tượng cần đo?
          • Phạm vi đo khoảng cách là gì và chọn cảm biến có thông số kỹ thuật phù hợp.
          • Bạn nên chọn sản phẩm của các thương hiệu nổi tiếng trên thị trường để mua được sản phẩm có chất lượng tốt, đồng thời tham khảo giá để cân đối với chi phí dự kiến ​​chi trả.

          Cách kết nối cảm biến với bộ điều khiển một cách an toàn

          Để kết nối cảm biến khoảng cách với bộ điều khiển, người dùng cần chú ý đầu ra của thiết bị ở dạng nào. Có các kết nối khác nhau tùy thuộc vào đầu ra ở định dạng pnp hoặc npn.

          Nếu cảm biến có ngõ ra pnp thì chúng ta cần chú ý đến điện áp nguồn của cảm biến và ngõ vào của bộ điều khiển plc. Khi cả hai cùng sử dụng chung một nguồn điện (AC hoặc DC) thì có thể đấu nối trực tiếp, nếu khác nguồn điện thì phải dùng bộ chuyển đổi (rơle trung gian). Để cấp nguồn cho cảm biến bình thường, cuộn dây rơle có một đầu nối đất và một đầu nối với đầu ra của cảm biến. Tiếp điểm ngắt kết nối của rơle được kết nối với bộ điều khiển.

          Nếu cảm biến khoảng cách có ngõ ra npn thì phải dùng chung rơ le trung gian nhưng cuộn rơle có 1 ngõ ra v+up và 1 ngõ ra cảm biến.

          Cảm biến tiệm cận có đắt không?

          Các cảm biến khác nhau về chủng loại, nguyên lý hoạt động và nơi xuất xứ, do đó giá cả cũng rất khác nhau. Hầu hết các loại cảm biến tiệm cận đều có giá từ hàng trăm đến hàng triệu đồng. Các dòng cảm biến từ các nước Châu Âu sẽ có giá bán cao hơn. Vì vậy, bạn nên tùy theo nhu cầu mà lựa chọn thiết bị phù hợp, tham khảo giá cả, thương hiệu và những lưu ý nêu trên.

          Các nhà sản xuất cảm biến khoảng cách tốt

          Với nhu cầu sử dụng cảm biến khoảng cách ngày càng cao, các hãng đã cho ra đời nhiều dòng cảm biến khác nhau để người dùng lựa chọn. Có thể kể đến một số hãng sản xuất tiêu biểu như: keyence, omron, autonics, hanyoung..

          cảm biến khoảng cách keyence

          là nhà sản xuất cảm biến chất lượng. Chúng bao gồm một thiết bị cảm biến tỷ lệ laze đo không tiếp xúc chiều cao, vị trí hoặc khoảng cách của mục tiêu với độ chính xác và độ tin cậy cao. Bằng cách kết hợp với nhiều cảm biến, người dùng có thể thực hiện nhiều thao tác đo lường khác nhau như đo độ dày, chiều rộng.

          

          Cảm biến Laser Keyence

          Xem thêm Top 10 cảm biến chuyển động tốt nhất

          Cảm biến khoảng cách Omron

          Omron là thương hiệu cung cấp các loại cảm biến cảm biến khoảng cách hiện đại đo chiều dài, khoảng cách, độ dày, chênh lệch với độ chính xác cao nhất (micron). So với các cảm biến tương tự khác, thiết kế nhỏ gọn, nhẹ và linh hoạt. Các mô hình khác nhau có sẵn cho các ứng dụng phát hiện và phạm vi khác nhau. Thiết bị đảm bảo chức năng tiên tiến và dễ sử dụng với giá cả phải chăng.

          

          Cảm biến khoảng cách omron npn 30cm

          Có thể thấy thiết bị viễn thám đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp thông minh và tự động hóa hiện nay. Hiểu được cơ chế hoạt động, phân loại được các dòng sản phẩm sẽ giúp người dùng yên tâm chọn mua và sử dụng. Mọi thắc mắc về cảm biến hay các thiết bị tương tự, vui lòng để lại thông tin liên hệ, chuyên viên tư vấn nhà thông minh hunonic luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn!