Sensor

4,617
-1

Published on

0 Comments
3 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
4,617
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
67
Comments
0
Likes
3
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Sensor

  1. 1. Limit switch สาหรับ limit switch จะเป็ นสวิทช์ประเภทหนึ่งที่มีหลักการทางานคล้าย push button ที่นิยมใช้ในการตรวจสอบตาแหน่งของวัตถุหรื ออุปกรณ์ที่มีการเคลื่อนที่ สวิทช์น้ ีมกจะมีขนาดเล็กและใช้งานอยู่ ัทัวไปในระบบควบคุมอัตโนมัติ และสวิทช์ประเภทนี้มกจะมีขาให้เลือกว่าเราจะใช้ขาที่เป็ นแบบ NO หรื อ ่ ัNC ได้ ส่ วนการทางานจะอาศัยแรงกดจากภายนอกมากระทา เช่น วางของทับที่ปุ่มกด หรื อ ลูกเบี้ยวมาชนที่ปุ่มกด รู ปและสัญลักษณ์ของ limit switch ข้อดีและข้อเสี ยในการใช้งาน ข้อดี ข้อเสี ย- ติดตั้งสะดวก , ง่าย - มีอายุการใช้งานจากัด- เป็ นอุปกรณ์ที่มีสวิทซ์แยก (Isolated) - มีความเร็ วการทางานจากัด- ไม่ตองมีไฟเลี้ยงวงจรในการทางาน ้ (ประมาณ 1.5 เมตร/วินาที)- การทางานเชื่อถือได้ - หน้าคอนแทคเสื่ อมและทางานได้ ไม่เต็ม- มีความสามารถในการรับกระแสได้ สู งในการ ประสิ ทธิภาพเมื่อถึงระยะเวลา ที่กาหนดทางาน - ดัชนีการป้ องกัน (IP) ถูกจากัด- มีความแม่นยาและเที่ยงตรง - ความน่าเชื่ อถือต่าเมื่อทางานที่มี ระดับสัญญาณต่า- ราคาต่ากว่าเมื่อเปรี ยบเทียบกับชนิด อื่นๆ
  2. 2. Inductive Proximity Switch การทางานของ sensor ประเภทนี้จะอาศัยหลักการเหนี่ ยวนา (inductive) ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้ า เพื่อใช้ตรวจจับวัตถุที่เป็ นโลหะหรื อวัตถุที่สามารถดูดกลืนสนามแม่เหล็กได้ ส่ วนประกอบของ Inductive Proximity Sensor จะใช้หลักการทางานของEddy Current Killed Oscillator(ECKO) ซึ่ง sensor จะประกอบด้วยส่ วนประกอบสี่ ส่วนคือ coil, oscillator, trigger circuit และ output โดยหน้าที่ของoscillator จะเป็ นวงจรที่สร้ างความถี่วทยุข้ ึน ทาให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้นจาก coil ที่ถูกกระตุนด้วยการ ิ ้ทางานของ oscillator โดยสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจะกระจายออกไปด้านหน้าของ sensor และ ัสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นยังทาหน้าที่เป็ น feedback ให้กบ oscilator อีกด้วย เมื่อมีวตถุท่ีเป็ นโลหะผ่านเข้ามาใกล้สนามแม่เหล็ก กระแสไฟจะถูกดูดกลืนเข้าสู่ วตถุน้ น ั ั ัทาให้เกิดภาระกรรมขึ้นกับ sensor และทาให้ขนาดของสนามแม่เหล็กที่ sensor สร้างขึ้นมีขนาดเล็กลงยิงวัตถุเข้ามาใกล้ sensor มากขึ้นเท่าใด eddy currents ที่ไหลไปสู่ วตถุก็ยงมากขึ้นเท่านั้นซึ่ งจะเป็ นการ ่ ั ิ่สร้างภาระกรรมให้ ossilator มากขึ้นเรื่ อยๆ จนกระทังถึงจุดหนึ่ง osilator จะหยุดทางานเนื่องจากมี ่eddy current มากเกินไป และเมื่อ ossilator หยุดทางาน trigger circuit จะกระตุนไปที่ output ทา ้ให้มีสัญาณออกไปจาก sensor ซึ่งจะเปลี่ยนสภาพของสวิทซ์ใน sensor ให้เปลี่ยนเป็ นเปิ ดหรื อปิ ดต่อไปสาหรับลักษณะของการสร้างสนามแม่เหล็กและการตรวจจับจะเป็ นตามรูป หลังจากที่วตถุน้ นเคลื่อนที่ ั ัออกไป ossilator ก็จะไม่เกิดภาระกรรมมากเกินไปอีกต่อไป มันจึงเริ่ มทางานและสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้ าออกมาที่ดานหน้าของ sensor อีกครั้งหนึ่ง ้
  3. 3. การทางานของ inductive proximity sensor สาหรับ sensor ประเภทนี้จะใช้ไฟกระแสตรงในการกระตุนการทางาน โดยทัวไป sensor ้ ่ ่ประเภทนี้ จะไฟฟ้ าที่ใช้จะมีความต่างศักย์อยูในช่วง 10 ถึง 30 volt แต่เราก็จะสามารถเห็นบางประเภทที่ใช้ความต่างศักย์สูงกว่านี้ได้เช่นกัน ขึ้นกับความต้องการของผูใช้ ้ ข้อดีและข้อเสี ยในการใช้งาน ข้อดี ข้อเสี ย ่ ั - อายุการใช้งานไม่ได้ข้ ึนอยูกบ จานวนครั้ง - ระยะการตรวจจับจากัด ของการทางาน - ตรวจจับได้ เฉพาะวัตถุที่เป็ นโลหะ เท่านัน ้ - มีลาตัวที่แข็งแรงสามารถใช้งานใน - การคานวนจุดการทางาน (Switching โรงงานได้ดี Point) ได้ยาก หากเป้ าตรวจจับไม่ได้ - มีดชนีการป้ องกัน (IP) สู ง ั มาตรฐาน (เล็กกว่า)และชนิดของโลหะที่ - สามารถทางานร่ วมกับอุปกรณ์ ไม่ใช่ เหล็ก อิเลคทรอนิกส์ได้ดี - ไม่มีส่วนประกอบใดๆ ที่ตองสัมผัส กับ ้ วัตถุที่ตรวจจับ ่ - สามารถตรวจจับวัตถุที่เคลื่อนที่ยาน ความเร็ วสู งได้
  4. 4. Capacitive Proximity Sensor Capacitive proximity sensors จะมีรูปร่ างและลักษณะการตรวจจับคล้ายกับ inductiveproximity sensors โดยข้อแตกต่างหลักของ sensor ทั้งสองแบบนี้ ก็คือ capacitive proximitysensor จะสร้าง สนามไฟฟ้ าสถิตย์ (electrostatic) มาแทนที่จะเป็ นสนามแม่เหล็กไฟฟ้ าจึงทาให้capacitive proximity sensor นี้สามารถที่จะตรวจจับวัตถุที่เป็ นทั้งโลหะและอโลหะได้ ซึ่ งถือเป็ นข้อได้เปรี ยบของเซนเซอร์ ประเภทนี้ หลักการทางานของเซนเซอร์ แบบนี้ จะเริ่ มจากที่หน้าเซนเซอร์ จะประกอบด้วยทรงกระบอกสองชิ้นที่วางมีจุดศูนย์กลางร่ วมกัน ทาหน้าที่เป็ น unwound electrodes capacitor และสร้างสนามไฟฟ้ า ่สถิตย์ข้ ึนรอบๆ หน้าเซนเซอร์ เมื่อมีวตถุเคลื่อนที่เข้ามาใกล้ประจุไฟที่อยูใน capacitor จะกระจายออกไป ัเกาะที่วตถุทาให้จานวนประจุในสนามลดลงและยังผลให้ความจุไฟฟ้ าใน oscillating circuit เปลี่ยนไป ัและจะกระตุนให้ oscillator ทางานขึ้นมา จากนั้นการทางานของ oscillator จะถูกตรวจจับและเมื่อ ้ช่วงกว้างสัญญาณจาก oscillator สู งถึงจุดที่กาหนด trigger circuit จะทาหน้าที่สั่งการให้วงจร outputทางานและเปลี่ยนสภาพของเซนเซอร์ไป หลังจากนั้นถ้าหากวัตถุเคลื่อนที่ออกไป ความจุไฟฟ้ าในoscillator จะกลับขึ้นมาสู งขึ้นอีกครั้ง และการกระตุนจะลดลงทาให้ oscillator หยุดทางาน trigger ้circuit ก็จะทาหน้าที่สั่งการให้วงจร output อีกครั้งหนึ่ งเพื่อให้เซนเซอร์ สวิทซ์กลับสู่ สภาพปกติ ส่ วนประกอบและการทางานของ Capacitive Proximity Sensor สาหรับวัตถุใช้หาระยะตรวจจับมาตรฐานของเซนเซอร์ ความสามารถการดูดกลืนประจุไฟฟ้ าของวัตถุจะขึ้นกับชนิดของวัตถุ และเรากาหนดให้คุณสมบัติที่เรี ยก Dielectric Constantเป็ นคุณสมบัติดานนี้ของวัตถุ นอกเหนื อจากนั้นเราได้กาหนดให้อากาศ มีค่า Dielectric Constant ้เท่ากับ 1 สาหรับในการตรวจสอบการทางานของ capacitive proximity sensor เรานิยมที่ใช้น้ าเป็ นวัตถุมาตรฐาน และจากการทดสอบเราพบว่าน้ ามีคา Dielectric Constant เท่ากับ 80 สาหรับวัตถุที่มีค่า ่ ั ั ่dielectriconstant สู งก็ยงจะเป็ นการง่ายในการตรวจสอบว่ามีวตถุน้ นอยูใกล้หรื อไม่ ิ่
  5. 5. เนื่องจาก sensor นี้จะตรวจจับได้ท้ งโลหะและอโลหะ เพื่อความสะดวกในการติดตั้งเราจึงมักจะ ัพบว่า sensor ประเภทนี้เป็ นแบบ shileded sensor เป็ นส่ วนใหญ่ และสิ่ งที่เรามักพบการใช้sensorแบบนี้อย่างแพร่ หลาย ก็คือการใช้ตรวจจับระดับน้ าในถังบรรจุ เพราะโดยทัวไปแล้วค่าdielectric ของน้ า ่ ั ่จะสู งกว่าค่า dielectric ของวัสดุที่ใช้ทาถังบรรจุมนอยูมาก จึงเหมือนกับว่า sensor นี้มองทะลุถงเก็บเข้า ัไปได้ ข้อดีและข้อเสี ยในการใช้งาน ข้อดี ข้อเสี ย - เซนเซอร์ ประเภทนี้คือสามารถที่จะตรวจจับ - อ่อนไหวต่อสภาวะแวดล้อมมาก อาจส่ ง วัตถุได้ทุกประเภท ทั้งที่เป็ นโลหะและ สัญญาณผิดพลาดได้หากสภาวะแวดล้อม อโลหะ เซนเซอร์ เปลี่ยนแปลงไปเช่นมีฝนมากใน ุ่ - ่ สามารถที่จะตรวจจับวัตถุที่อยูในบรรจุ บริ เวณที่เซนเซอร์ อยู่ ภัณฑ์ได้เหมือนกับสามารถมองทะลุบรรจุ ภัณฑ์ได้ Ultrasonic sensor Ultrasonic Sensor ทางานโดยใช้หลักการเดียวกันกับค้างคาว นันก็คือ ตรวจวัดระยะห่ าง โดยการ ่ส่ งคลื่นเสี ยงออกไป แล้ววัดระยะเวลาที่คลื่นเสี ยง สะท้อนกลับมา โดย Ultrasonic Sensor สามารถวัดระยะทางได้ท้ งในหน่วยนิ้ว และหน่วยเซ็นติเมตร และสามารถวัดระยะห่างจากวัตถุได้ต้ งแต่ 0 - 2.5 เมตร ั ัโดยมีความคลาดเคลื่อนเพียง ± 3 เซ็นติเมตรเท่านั้น วัตถุแข็งที่มีขนาดใหญ่ จะทาให้อ่านค่าได้ดีที่สุด ส่ วนวัตถุนุ่มๆ หรื อมีพ้ืนผิวโค้ง หรื อบางมาก จะทาให้เซ็นเซอร์ตรวจจับได้ยาก
  6. 6. Photoelectric Proximity Sensors Photoelectric Proximity Sensors เป็ นเซนเซอร์ ที่ใช้ตรวจสอบวัตถุอีกประเภทหนึ่งที่เรา ั ่นิยมใช้กนอยูในปั จจุบน เป็ นเซนเซอร์ ที่มีความแม่นยาสู ง หลักการทางานของมันก็คือจะตรวจจับการ ัปรากฏของวัตถุดวยการที่วตถุตดผ่านลาแสงหรื อสะท้อนแสงที่สร้างขึ้นจากเซนเซอร์ น้ ี ส่ วนประกอบหลัก ้ ั ัของเซนเซอร์ น้ ีจะมีสองส่ วนคือ ส่ วนที่กาเนิดแสง Transmistor หรื อ Emittor ซึ่งอาจจะสร้างแสงในย่านที่ตาเรามองเห็นได้ จนถึงบางรุ่ นที่ใช้แสง infrared ข้อสาคัญก็คือแสงที่สร้างขึ้นนี้จะเป็ นแสงความถี่ ่เดียว เพื่อให้แตกต่างจากแสงที่อยูรอบๆ ตัวเรา จากนั้นแสงจะถูกส่ งไปที่ตวรับแสง Receiver ซึ่งตัวรับ ัแสงจะทาหน้าที่แยกว่ามีแสงจากแหล่งกาเนิดมาตกกระทบหรื อไม่ เพื่อใช้เป็ นข้อมูลในการสั่งการทางานของวงจร output ในเซนเซอร์ ต่อไป โดยทัวไป อุปกรณ์ใน Receiver จะเป็ น photodiode หรื อ ่phototransistor ซึ่ งจะมีการเปิ ดหรื อปิ ดจงจรตามที่มีแสงตกกระทบอุปกรณ์ น้ ี สาหรับแสงที่ใช้ในเซนเซอร์ ประเภทนี้มกจะส่ งออกจาก transmisstor ออกเป็ นสัญญาณ pulsed ที่ความถี่ประมาณ 5 and ั30 KHz และแสงที่ใช้มกจะมีความถี่เดียวตามที่บอกไปแล้ว โดยแสงที่ใช้นิยมให้ Light-emitting ัdiode (LED) เป็ นแหล่งกาเนิ ดแสงและสี ของแสงก็จะเป็ นตัวกาหนดความถี่หรื อความยาวของแสงด้วย การตรวจจับแบบ Thru-beam Scan การตรวจจับแบบนี้ Emitter และ Receiver จะอยูคน ่ละด้านกัน โดยสภาวะปกติแสงจาก Transimtor จะตกกระทบ Receiver ตลอดเวลา เมื่อวัตถุที่ตองการ ้ตรวจจับเคลื่อนที่มาตัดลาแสง แสงที่ตกกระทบ receiver จะหายไป และทาให้ sensor ตรวจจับการมาของวัตถุได้ การติดตั้ง Photoelectric Sensor แบบ Thru-Beam ่ ้ การตรวจจับแบบ Reflective Scan การติดตั้งแบบนี้ Emitter จะอยูดานเดียวกันกับReceiverโดย Emitter จะยิงแสงไปกระทบกับตัวสะท้อน (Reflector) และสะท้อนกลับมาตกกระทบที่Receiver เมื่อมีวตถุเคลื่อนที่เข้ามาตัดลาแสง แสงก็จะไม่สามารถสะท้อนกลับไปตกกระทบที่ ั ่ ัReceiver ได้ ทาให้เซนเซอร์ สามารถรับรู ้ได้วามีวตถุเคลื่อนที่เข้ามาตัดลาแสง ข้อสาคัญของการติดตั้งประเภทนี้ วัตถุที่ตดลาแสงควรเป็ นวัตถุที่มีคุณสมบัติในการดูดกลืนแสงสู งและสะท้อนแสงต่า เพื่อไม่ให้ ัวัตถุสะท้อนแสงกลับไปตกกระทบที่ receiver ทาให้เซนเซอร์ เกิดการเข้าใจผิดว่าไม่มีวตถุมาขวางลาแสง ัได้
  7. 7. การติดตั้ง Photoelectric Sensor แบบ Reflective Scan ่ การตรวจจับแบบ Diffuse Scan วิธีการนี้ Emitter และ Receiver จะวางอยูติดกันเหมือนวิธี ่ที่ผานมาแต่ไม่มีแผ่นสะท้อนแสงที่ฝั่งตรงข้าม ซึ่ งจะทาให้ไม่มีแสงตกกระทบที่ Receiver เมื่อไม่มีวตถุ ัผ่านมา และเมื่อมีวตถุที่ผิวมันพอสมควรผ่านมา มันจะทาหน้าที่สะท้อนแสงบางส่ วนกลับไปตกกระทบที่ ั ่receiver ทาให้เซนเซอร์ ทราบว่ามีวตถุเคลื่อนที่ผานเข้ามาในบริ เวณนั้น ข้อสาคัญของการตรวจจับแบบนี้ ัวัตถุควรจะสามารถสะท้อนแสงได้ดีระดับหนึ่งเพื่อให้แสงที่สะท้อนกลับไปตกกระทบที่ตวรับแสงมีความ ัเข้มสู งพอที่เซนเซอร์จะตรวจรับได้ การติดตั้ง Photoelectric Sensor แบบ Diffusive Scan ข้อดีและข้อเสี ยในการใช้งาน ข้อดี ข้อเสี ย- สามารถตรวจจับในระยะไกลได้ - ประสิ ทธิภาพการทางานลดลงเมื่อมี ฝุ่ นหรื อสิ่ ง- สามารถตรวจจับวัตถุได้ทุกชนิด สกปรกจับที่ดานหน้าชุด ส่ งหรื อชุ ดรับแสง ้- สามารถตรวจจับวัตถุได้ทุกขนาด รวมถึงวัตถุที่มี - การทางานอาจผิดพลาดได้หากมี การใช้งานบริ เวณลักษณะแหลมคม รอบข้างที่มีแสง สว่างจ้าเกินไป- มีเอาท์พุททั้งแบบรี เลย์หรื อโซลิตสเตท- มีชนิดที่ออกแบบสาหรับตรวจจับ แถบสี (ColourMark)

×