Tìm hiểu cảm biến khoảng cách hoạt động như thế nào?

Một trong những môi trường hoạt động các thiết bị công nghiệp thì là nơi có nhiều loại cảm biến được sử dụng nhiều nhất. Tuy nhiên, đối với cảm biến đo khoảng cách thì còn được dùng ở kho bãi, hệ thống cầu trục cũng như các hệ thống dân dụng. Và trong bài viết này sẽ cùng chúng tôi tìm hiểu về dòng cảm biến ứng dụng đo khoảng cách như thế nào?

Cảm biến khoảng cách là gì?

Đúng như tên gọi của nó là một trong những cách để do khoảng cách từ một điểm tham chiếc này đến vật kia. Đây là một loại được dùng khá phổ biến trong môi trường công nghiệp, kho bãi,…

Có bao nhiêu loại cảm biến khoảng cách?

Hiện tại theo mình tìm hiểu thì cảm biến khoảng cách laser dùng để đo khoảng cách được phân làm những loại sau:

• Bằng tia laser
• Đo khoảng cách bằng cảm biến siêu âm
• Cảm biến tiệm cận đo khoảng cách

Nguyên lý hoạt động

Do cảm biến có nhiều loại khác nhau hoạt động cho các ứng dụng khác nhau. Do đó, mỗi loại sẽ có một nguyên lý hoạt động đặt trung của loại cảm biến đó:

Nếu như cảm biến đo khoảng cách bằng laser thì nguyên lý hoạt động là thu phá tia laser đến vật thể cần đo. Cảm biến này chỉ phát hiện vật với khoảng cách rất ngắn, tính bằng đơn vị milimet.

Cảm biến siêu âm đến vật phản xạ về cảm biết có nguyên lý dựa trên cảm biện phát ra chùm sóng siêu âm đến vật cần.

Tín hiệu ngõ ra là gì?

Thông thường với các loại cảm biến đo độ dài thì tín hiệu ngõ ra thường có dạng analog, NPN hoặc PNP, rơle … Dựa theo các nhau cầu điều khiển giám sát mà có thể cân nhắc lựa chọn ngõ ra phù hợp. Do đó, các tín hiệu ngõ ra dạng 4-20mA để tín hiệu ít nhiễu hơn. Và chúng có thể truyền đi được xa hơn khi sử dụng bộ chuyển đổi tín hiệu khuếch đại tín hiệu.

Sai số trong cảm biến đo khoảng cách có xảy ra không?

Các loại cảm biến khoảng cách hiện nay cũng có khá nhiều dạng để có thể lựa chọn tương ứng cho từng ứng dụng. Từ đó sẽ có sự tính toán về sai số sao cho phù hợp với cách sử dụng thiết bị của người dụng. Sai số sẽ không là một thông số chung nào quy định cho tất cả các loại cảm biến. Mà sẽ tùy thuộc vào thang đô, cùng nguyên lý hoạt động sẽ có sai số tương ứng.

Nếu trong trường hợp ở khoảng cách ngắn thì cảm biến đo được tính bằng milimet và độ sai số rất thấp để có thể tính toán.

Cảm biến laser đo khoảng cách thì đo được khoảng cách xa đến hàng trăm. Thậm chí là có thể là hàng ngàn mét cho nên việc sai số tính bằng đơn vị centimet. Nhưng vẫn được tính trong giới hạn chấp nhận được của phép đo.

Khoảng cách xa nhất cảm biến đo được là bao nhiêu?

Khi nói về khoảng cách đo được xa nhất thì nó thuộc về dòng cảm biến laser, đo khoảng cách đong này có thể đo được vật thể cách xa đến 3000m. Với cảm biến tiệm cận thì chỉ có thể phát hiện vật thể đo ở khoảng cách tối đa 100mm trở lại thôi. Chính vì thế, khi chọn lựa thì thiệt bị quan trọng nhất là bạn phải tìm hiểu và nắm rõ các nguyên lý làm việc của cảm biến đo. Để có thể được loại phụ hợp và chị phí hợp lý với công việc.

Thường được ứng dụng ở đâu?

Môi trường công nghiệp là nơi các loại cảm biến được sử dụng nhiều nhất. Tuy nhiên, việc đo khoảng cách thì còn được dùng ở kho bãi, hệ thống cẩu trục trong dân dụng:

–  Khoảng cách đo được sẽ từ vị trí mực nước chất lỏng của các bình chứa nước.

– Mục đích để giám sát khoảng cách, cũng như vị trí cần cẩu và vật chuyển động ở các cảng

– Mặc khác nó có thể giám sát vị trí cũng như vật chuyển động, tàu thuyền ở cầu cảng

– Hay có thể là để đo khoảng cách cẩu trục trong các nhà máy thép, cơ khí có dây chuyền sản xuất láp ráp ô tô lớn

– Chuyên dùng để xác định khoảng cách giữa các con đội trong hệ thống máy dệt với mục đích dùng để điều khiển và giám sát.

Cảm biến khoảng cách có dễ sử dụng không?

Về cảm biến laser đo khoảng cách dùng để đo khoảng cách khá dễ sử dụng mà nó có loại 2 dây và 3 dây khác nhau. Chỉ cần chú ý đến dây và nguyên lý hoạt động của chúng thì bạn có thẻ dễ lắp đặt. Hiện nay có các cảm biến khá nhau có thể tham khảo tại nơi bán các thiết bị điện chuyên dụng.

Cách chọn cảm biến khoảng cách

Để có được một thiết bị cảm biến đo khoảng cách chúng ta cần phải xác định trước các vấn đề sau khi tìm ra các sản phẩm đã được đáp ứng yêu cầu của hệ thống. Vậy các vấn đề đặt ra để mua thiết bị như sau:

– Vật thể cần phát hiện là gì?. Chất liệu là gì?. Kích thước vật thể điểm xác định?

– Độ nhạy và độ chính xác cần có của một hệ thống?. Cần sai số cao hay thấp với khoảng cách cần đo ra sao?.

– Cần xác định tính chất của môi trường cần thực hiện?. Địa điểm đo có nhiều vật cản hay không?

– Nhiệt bộ trong quá trình sử dụng có ảnh hưởng đến thiết bị hay không?. Tác động rung động ảnh hưởng đến quá trình đo?

– Khoảng cách phát hiện vật thể là bao nhiêu?. Chi phí có thể đầu tư cho hệ thống như thế nào?

Cảm biến vị trí và dịch chuyển điều khiển như thế nào?

Nếu như việc kết nối cảm biến đo khoảng cách với PLC thì nó sẽ thuộc vào ngõ ra dạng PNP hay NPN mà có các cách đâu khác nhau. Do đó cách kết nối cảm biến với plc se tuỳ thuộc vào thiết bị cũng như hoạt động mà sẽ được bố trí khác nhau.

Ví dụ:

Cảm biến quang hay là cảm tiêm cận có ngõ ra dạng PNP thì ta cần chú ý đến áp nguồn của cả cảm biến và input PLC. Cũng được hiêu là:

Trường hợp 1: Cả 2 nguồn ( AC hay DC) thì có thẻ đấu trực tiếp

Trường hợp 2: Nếu như khác nguồn thì phải dùng đến rơ le trung gian ( chọn loại cùng nguồn với cảm biến). Cấp nguồn cho cảm biến đo chiều dài bình thường, cuộc dây rơ le có một đầu nối mass, môt đầu nối ngõ ra cảm biến hoạt động. Và tiếp điểm hở của thiết bọ rơ le thì đấu vào PLC.

Thông thường cảm biến vật cản khoảng cách xa có ngõ ra dang NPN thì ta phải dùng rơ le trung gian giống như trương hợp 2 ở trên. Có một điểm khác biệt là chỗ cuộc dây rơ le có một đầu nối lên V + cùng một đầu nối ngõ ra cảm biến.

Giá cảm biến đo khoảng cách có đắt không?

Hiện tại, dòng cảm biến này khá phổ biến, cho nên giá cảm biến khoảng cách hồng ngoại hay laser cũng không còn đắt nữa (trên dưới 1 triệu). Tuy nhiên, chỉ có những dòng thuộc xuất xứ trong nhóm G7, Châu Âu thì có giá hơi cao  tầm trên 2 triệu có thể mua được rồi. Nhưng để chọn được loại tốt và độ chính xác ổn định lâu dài cho một hệ thống thì cần tìm hiểu kỹ.

Cảm biến đo của hãng nào tốt?

Sự phát triển cộng nghệ hóa hiện đại hóa không còn quá xa lạ thì việc đầu tư cho thiết bị cảm biến dịch chuyển và khoảng cách không còn quá xa lạ. Và hiện nay thì các dòng cảm biến đo khoảng cách chính xác mà mình từng chọn và sử dụng cho vài dự án được biết hiện nay như: hãng Omron, Autonics, Keyence, Banner,…. mọi người có thể tham khảo thêm các thiết bị từ Giva Accessories

Là một trong những nhà cung cung cấp thiết bị điện được đánh giá cao hiện nay về thiết bị điện năng lượng mặt trời. Chúng tôi có những kỹ sư nhiều kinh nghiệm và kiến thức giúp bạn có thể lựa chọn và tư vấn các thiết bị cho gia đình của mình. Sự kết hợp inverter điện năng lượng mặt trời cùng các thết bị hỗ trợ trong hệ thống xử lý toàn bộ dòng điện hoạt đông kế hợp cảm biến khoảng cách của mình.

Nội dung tham khảo thêm:

Cảm biến tiệm cận được hiểu thế nào? Nguyên lý và ứng dụng
Điện từ trường và sóng điện từ là gì?