Cảm biến tiệm cận cảm ứng và điện dung

Thế giới đang trở nên kết nối hơn bao giờ hết, nhờ vào sự phát triển không ngừng của Internet vạn vật. Tại trung tâm của thế giới kết nối này là các hệ thống giám sát, sử dụng các mảng cảm biến để tương tác với môi trường xung quanh. Các hệ thống giám sát có thể được thấy trong môi trường công nghiệp, giám sát chất lượng sản phẩm và hiệu quả quy trình, và thậm chí trong phòng tắm, cho phép vòi nước tự động bật và tắt mà không cần chạm vào. Bạn có thể cảm ơn các công tắc tiệm cận vì những khả năng cảm biến vật thể này. Cảm biến tiệm cận có sự khác biệt trong cách chúng hoạt động. Những cảm biến không tiếp xúc này sử dụng tín hiệu âm thanh (siêu âm) để xác định khi một vật thể nằm trong tầm nhìn của cảm biến, hoặc chúng sử dụng trường điện từ theo một cách nào đó. Các cảm biến tiệm cận phổ biến sử dụng ánh sáng hồng ngoại để phát hiện một vật thể, trong khi những người khác sử dụng điện dung tự nhiên hoặc cảm ứng của một vật thể để tạo ra một tín hiệu điện. Ứng dụng của Cảm biến Tiệm cận Cảm biến tiệm cận cảm ứng và điện dung hoạt động dưới một khái niệm tương tự như cảm biến chạm điện dung. Những cảm biến này phát hiện các vật thể lân cận bằng cách đo lường một sự xáo trộn nào đó trong trường điện từ xung quanh. Khác với các cảm biến truyền thống, yêu cầu một công tắc cơ khí hoặc cần gạt, cảm biến tiệm cận có thể được sử dụng để phát hiện chính xác một vật thể mà không yêu cầu tiếp xúc. Một cảm biến tiệm cận được thiết kế hoặc điều chỉnh cho phạm vi ngắn cũng có thể được sử dụng như một công tắc chạm. Cảm biến tiệm cận lý tưởng để sử dụng trong môi trường bẩn hoặc ẩm ướt nhờ vào chế độ hoạt động không tiếp xúc của chúng. Chúng ít nhạy cảm với bụi, độ ẩm, rung động và tiếng ồn, và mạch nội bộ dựa trên trạng thái rắn của chúng làm cho chúng phù hợp trong các ứng dụng nơi rung động có thể gây cản trở cho các công tắc tiếp xúc truyền thống. Do đó, cảm biến tiệm cận có xu hướng có tuổi thọ hoạt động dài và rất đáng tin cậy do thiếu các bộ phận cơ khí và không tiếp xúc vật lý với đối tượng mục tiêu. Cảm biến Tiệm cận Cảm ứng và Dẫn điện Ngoài lĩnh vực cảm biến siêu âm hoặc hồng ngoại, các cảm biến tiệm cận phổ biến nhất là: - Cảm biến tiệm cận cảm ứng: Những cảm biến này được sử dụng để phát hiện các vật thể kim loại không tiếp xúc, cả ferrous và non-ferrous, và sử dụng một cuộn dây và tín hiệu AC để tạo ra một trường điện từ dao động gần phần tử cảm biến. Khi một vật thể kim loại ở gần, cuộn dây tạo ra một dòng điện xoáy, sau đó tạo ra một EMF ngược trong cuộn dây, làm giảm biên độ của trường. Sự tăng hoặc giảm của dao động như vậy được xác định với một mạch Schmitt trigger. Độ nhạy của những cảm biến này phụ thuộc vào kim loại cụ thể được cảm nhận. - Cảm biến tiệm cận điện dung: Những cảm biến này được sử dụng để phát hiện các vật thể dẫn điện hoặc cách điện, làm cho chúng linh hoạt hơn nhiều so với cảm biến tiệm cận cảm ứng. Những cảm biến này hoạt động bằng cách đo điện trở của cảm biến khi một tín hiệu dao động ổn định cao lan truyền qua phần tử cảm biến. Khi một vật thể được đưa lại gần, vật thể và phần tử cảm biến có một điện dung tương hỗ, thay đổi điện trở của phần tử cảm biến. Sự thay đổi trong điện trở cũng có thể được phát hiện với một Schmitt trigger, ADC, hoặc mạch ngưỡng khác.

Một cảm biến tiệm cận điện dung

Chọn Cảm Biến Tiệm Cận

Cảm biến tiệm cận hoặc công tắc có thể được thiết kế để hoạt động chính xác trong môi trường hoạt động tốc độ cao hoặc tốc độ thấp. Chúng có thể cung cấp đầu ra analog hoặc số, và sử dụng điện áp hoạt động điển hình từ 0 đến 10 V DC với dòng điện thấp. Khi chọn cảm biến tiệm cận, một số điều cần xem xét là:

• Vật liệu được phát hiện: Các cảm biến tiệm cận khác nhau được tối ưu hóa cho việc cảm nhận các vật liệu khác nhau. Cảm biến cảm ứng thường được chọn để phân biệt giữa kim loại và phi kim loại.
• Kích thước và khoảng cách cảm biến: Các cảm biến này có nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau. Các cảm biến này cũng có thể được bảo vệ hoặc không bảo vệ. Một cảm biến tiệm cận không bảo vệ thường cung cấp phạm vi dài hơn, trong khi cảm biến được bảo vệ thường cho phép lắp đặt bằng phẳng.
• Độ nhạy: Điều này chủ yếu liên quan đến độ nhạy của mạch ngưỡng và sức mạnh của tín hiệu AC được sử dụng trong phần tử cảm biến. Như đã đề cập ở trên, độ nhạy cũng liên quan đến vật liệu được phát hiện.

Omron, E2J Series

Omron E2J là một bộ cảm biến điện dung với hai biến thể chính: Omron E2J-W20MA và Omron E2J-W10MA. E2J-W10MA cung cấp khoảng cách cảm biến có thể điều chỉnh từ 4 đến 10 mm, trong khi E2J-W20MA hỗ trợ khoảng cách cảm biến có thể điều chỉnh từ 8 đến 20 mm. Cả hai đều có tần số phản hồi là 70 Hz và đánh giá IP66. Nguồn cung cấp điện điển hình cho các cảm biến là 24 V DC, và khi được lắp đặt trên tay robot hoặc trong một số hệ thống xử lý, bạn có thể mong đợi có khả năng phát hiện LCD, Wafer, PDP và các sản phẩm khác.

Cảm biến tiệm cận điện dung Omron E2J-W20MA. Từ bảng dữ liệu E2J-W20MA.

Omron, TL-N20MD

Cảm biến tiệm cận cảm ứng Omron TL-N20MD cung cấp khoảng cách cảm biến là 20 mm. Tần số phản hồi là 300 Hz, và nó hỗ trợ nguồn cung cấp điện từ 12 đến 24 V DC. Với nhiệt độ hoạt động từ -25 đến 70°C (không có sương giá hoặc ngưng tụ) và đánh giá IP67 theo IEC 60529, cảm biến tiệm cận này có thể được triển khai cho nhiều ứng dụng yêu cầu khoảng cách cảm biến cao. Các mô hình khác với khoảng cách cảm biến thấp hơn cũng có sẵn, mặc dù các mô hình này có thời gian phản hồi lâu hơn.

Cảm biến tiệm cận từ Omron TL-N20MD. Từ bảng dữ liệu TL-N20MD.

Omron, E2K-C25ME1

Tiếp tục trong nhiệm vụ tìm kiếm cảm biến tiệm cận với khoảng cách cảm biến cao, Omron E2K-C25ME1 là một cảm biến tiệm cận điện dung không có vỏ bảo vệ có khả năng phát hiện vật thể chính xác lên đến 25 mm. Nó hỗ trợ một phạm vi rộng lớn của điện áp nguồn từ 10 đến 40 V DC. Tần số phản hồi là 70 Hz và cảm biến được đánh giá IP66. Omron E2K-C25ME1 tìm thấy vị trí của mình trong các ứng dụng yêu cầu khoảng cách cảm biến cao và thời gian phản hồi nhanh.

Cảm biến tiệm cận điện dung Omron E2K-C25ME1. Từ bảng dữ liệu E2K-C25ME1.

Các cảm biến tiệm cận sẽ tiếp tục đóng một vai trò quan trọng trong một loạt các ứng dụng đang phát triển. Các cảm biến tiệm cận được hiển thị ở đây chỉ là một vài ví dụ về các lựa chọn bạn có thể tìm thấy trên thị trường. Bạn có thể tìm thấy các linh kiện bạn cần cho việc phát hiện vật thể và các ứng dụng khác từ hướng dẫn chọn phần của chúng tôi.

Hãy cập nhật với các bài viết mới nhất của chúng tôi bằng cách đăng ký nhận bản tin của chúng tôi.