2. MỤC LỤC
1. Các thông số đặc trưng của
cảm biến.
2. Cấu tạo cảm biến
3. Phân loại cảm biến
4. Các loại cảm biến thông dụng.
3. Nhiệm vụ của cảm biến
- Tiếp nhận các tín hiệu vào(trong ngành
cơ khí thường là tín hiệu cơ, nhiệt…)
- Chuyển đổi các tín hiệu đó thành các
đại lượng vật lý khác (thường là tín hiệu
điện)
- Truyền cho mạch điều khiển (bộ phận
xử lí tín hiệu).
4. BIEÁN ÑOÅI ÑAÏI
LÖÔÏNG
XỬ LÍ
THÔNG TIN
Đại lượng
vật lý
Điện năng
Tín hiệu điện của
đại lượng vật lý
CẦN
PHÁT HIỆN
TÍN HIỆU CẦN TRUYỀN
BỘ CẢM BIẾN
BỘ XỬ LÝ
Điện năng
5. .
.
1- Các thông số đặc trưng
của cảm biến
Miền đo.
Độ phân giải.
Độ chính xác và độ chính xác lặp.
Độ tuyến tính.
Tốc độ đáp ứng của cảm biến
6. Miền đo
Miền đo hay khoảng đo của cảm
biến là miền giới hạn bởi giá trị cực đại
và giá trị cực tiểu của đại lượng cần đo,
mà cảm biến có thể phân biệt được trong
khi vẫn đảm bảo độ tuyến tính yêu cầu .
Ví dụ: Miền đo của cảm biến nhiệt độ.
7. Mieàn ño cuûa caûm bieán töø : -10º +200º
-10 º
-250º
t1 t2 t3
+200 º
t4
+500 º Nhieät ñoä t
Doøng
ñieän
Boä chuyeån ñoåi nhieät
ñoä coù ñaàu ra laø doøng
ñieän tyû leä vôùi nhieät ñoä
A
B
8. Độ phân giải
+ Giá trị độ phân giải đối với mỗi cảm biến
là sự thay đổi lớn nhất của gía trị đo mà không
làm giá trị đầu ra của cảm biến thay đổi.
+ Nói cách khác là giá trị được đo có thể
thay đổi bằng độ lớn của độ phân giải mà không
làm thay đổi giá trị đầu ra của cảm biến.
Ví dụ: Độ phân giải của cảm biến nhiệt độ số.
15. 3- PHÂN LOẠI CẢM BIẾN
Tín hiệu
tương
tự
Nhieät ñoä
2500
20 mA
Thôøi gian
Tín hiệu
ON/OFF
0
1
Tín hiệu
SỐ
Goùc quay
000
001
010
011
1.Phaân loaïi theo tín hieäu ra:
coù 3 daïng tín hieäu ra:
- Tín hieäu ON / OFF
- Tín hieäu töông töï
- Tín hieäu soá
19. 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
Vật Cảm Biến Cảm Biến
Vật Cảm Biến
23. Khoảng Cách Đo - Các Yếu Tố Ảnh Hưởng
1. Vật Liệu Đối Tượng (Material):
Iron
SUS
Brass
Aluminum
Copper
Độ dẫn của vật
Khoảng
cách
cảm
biến
(mm)
Khoảng cách phát hiện của sensor
phụ thuộc rất nhiều vào vật liệu của
vật cảm biến.
Các vật liệu có từ tính hoặc kim loại
có chứa sắt sẽ có khoảng cách phát
hiện xa hơn các vật liệu không từ
tính hoặc không chứa sắt.
Khoảng cách
phát hiện
Kim loại không chứa sắt (nhôm, đồng, …)
Vật
Đầu Sensor
Kim loại có từ tính (sắt, SUS, …)
Vật
Đầu Sensor
24. NHAÄN BIEÁT CAÙC LOAÏI VAÄT LIEÄU
E2E : PHÁT HIỆN SẮT TỪ
E2EY : PHÁT HIỆN NHÔM / ĐỒNG
E2EV : Phát hiện Tất Cả Kim Loại
E2F : Cảm Biến Có Thể Ngâm Trong
Nước
25. Khoảng Cách Đo - Các Yếu Tố Ảnh Hưởng
2. Kích Cỡ Của Đối Tượng (Size):
Khoảng cách
phát hiện
Kích thước vật lớn
Vật
Đầu Sensor
Vật
Đầu Sensor
Kích thước vật nhỏ
Nếu vật cảm biến nhỏ hơn vật thử chuẩn (test object),
khoảng cách phát hiện của sensor sẽ giảm.
26. 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, …), bề dày vật phải lớn hơn hoặc bằng 1mm.
Với vật cảm biến không thuộc nhóm kim loại có từ tính, bề
dày của vật càng mỏng thì khoảng cách phát hiện càng xa
Đầu Sensor
Vật
Khoảng cách
cảm biến
Độ dày
vật
28. Nguyên Tắc Hoạt Động:
Phát hiện theo nguyên tắc tĩnh điện (sự thay đổi điện dung giữa
vật cảm biến và đầu sensor), có thể phát hiện tất cả vật.
Vật Cảm Biến
29. Nguyeân lyù hoaït ñoäng
CB Ñieän dung söû duïng vaät theå caàn phaùt
hieän nhö moät cöïc cuûa tuï ñieän. Khi vaät theå
caøng gaàn caûm bieán thì dung löôïng cuûa tuï
caøng cao .
Beân trong coù maïch duøng nguoàn DC taïo
dao ñoäng caáp cho caûm bieán doøng, caûm
bieán doøng seõ ñöa ra moät doøng ñieän tæ leä
vôùi khoaûng caùch giöõa hai taám cöïc.
32. ÖÙNG DUÏNG CAÛM BIEÁN TIEÄM CAÄN
E2EV: Laø sensor phaùt hieän ñöôïc tất cả các vaät bằng kim loại đều
có thể phát hiện được sự có mặt của các lon một cách chính xác.
Khoảng cách đo của sensor có thể được đặt tới 10 mm.
33. ÖÙNG DUÏNG CAÛM BIEÁN TIEÄM CAÄN
Phát hiện nắp nhôm mỏng trên chai nước
E2CY-C2A là sensor tiệm cận chuyên để phát hiện vật thể bằng nhôm
với độ tin cậy cao. Rất dễ cài đặt sensor, chỉ cần ấn nút TEACH trên bộ
khuếch đại.
34. ÖÙNG DUÏNG CAÛM BIEÁN TIEÄM CAÄN
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 thể
phân biện được khoảng cách nhỏ tới 0.1mm.
Các gói giấy hay chồng lên nhau. Làm sao để phát hiện?
35. ÖÙNG DUÏNG CAÛM BIEÁN TIEÄM CAÄN
Heat Sealing
OK NG
Sử dụng sensor tiệm cận có đầu ra analog (4 20mA) và bộ xử lý tín hiệu
thông minh K3- để tính độ rộng. Từ đó có thể biết được là đã có gia vị trong
gói nhôm lá chưa.
36. ÖÙNG DUÏNG CAÛM BIEÁN TIEÄM CAÄN
E2K-C là sensor tiệm cận công suất lớn có thể phát hiện được chất
lỏng bên trong hộp hay không (phát hiện độ rỗng của Hộp).
37. bọt
Chất lỏng
E2KQ-X10ME1
Dây ra
Điều chỉnh độ nhạy
E2KQ : Đo mực chất lỏng
Không bị ảnh hưởng bởi bọt khí nhờ chỉnh được độ nhạy của sensor
ÖÙNG DUÏNG CAÛM BIEÁN TIEÄM CAÄN
52. Cường độ sáng
Điện áp
Lượng ánh sáng nhận về sẽ được chuyển
tỉ lệ thành tín hiệu điện áp (hoặc dòng
điện) và sau đó được khuếch đại.
Cường độ sáng
Điện áp
Mức ngưỡng
ON
OFF
Sensor xuất tín hiệu ra báo có
vật nếu mức điện áp lớn hơn
mức ngưỡng
Cấu Tạo Và Nguyên Tắc Hoạt Động
53. PHAÂN LOAÏI CAÛM BIEÁN QUANG
Thu Phát
Độc Lập
Thu Phát
Chung
Khuyếch Tán
54. 1. Thu Phát Độc Lập (Through Beam):
Vật
Đầu phát
Khoảng cách phát hiện
Đầu thu
OFF
ON
Phát hiện vật
Mạch
phát
sáng Diode
phát
quang
Thấu kính
Vật thể
Diode
nhận
quang
Thấu kính Mạch
nhận
ás
55. Ứng Dụng Cảm Biến Thu Phát Độc Lập:
E3C
Phát hiện các vật nhỏ
Phát hiện gãy mũi khoan
E3S-C
E3C
Phát hiện linh kiện điện tử
E3C-
Phát hiện các vật lớn
56. Ứng Dụng Cảm Biến Thu Phát Độc Lập:
Đặc điểm:
- Độ tin cậy cao
- Khoảng cách phát hiện xa
- Không bị ảnh hưởng bởi
bề mặt, màu sắc vật
Phát hiện sữa trong hộp giấy
Kiếm tra thuốc
Phát hiện vật băng ngang qua
57. Ứng Dụng Cảm Biến Thu Phát Độc Lập:
E3Z-T61, với tia sáng mạnh có thể xuyên qua vỏ bọc giấy bên ngoài và
vì vậy có thể phát hiện được sữa / nước trái cây tại thời điểm hiện tại
cũng như phát hiện được mức của chất lỏng này.
58. 2. Thu Phát Chung (Retro Reflective):phaûn xaï göông
Sensor
Vật
Khoảng cách phát hiện
Gương
Gương MSR
(Mirror Surface Rejection)
Gương Thường
60. Ứng Dụng Cảm Biến Thu Phát Chung:
Đặc điểm:
- Độ tin cậy cao
- Giảm bớt dây dẫn
- E3S-R12 Có thể phân biệt được vật trong suốt, mờ, bóng
loáng
61. Ứng Dụng Cảm Biến Thu Phát Chung:
E3Z-B là loại sensor mới của Omron chuyên dùng để nhận biết các chai
PET và chai trong suốt. Bạn cũng có thể dùng model cũ là E3S-CR67 .
62. Ứng Dụng Cảm Biến Thu Phát Chung:
Nếu sử dụng các sensor thường để phát hiện chai PET trong thì
đôi lúc không ổn định. Sensor E3Z-B có khả năng phát hiện tốt với
độ tin cậy rất cao.
65. Ứng Dụng Cảm Biến Khuyếch Tán:
Z4W-V là loại Laser sensor và nó có thể phát hiện được chiều cao của
bánh được làm ra với độ chính xác tới vài micromet.
66. Ứng Dụng Cảm Biến Khuyếch Tán:
E3C-VM35R rất nhỏ và có thể phát hiện vật thể có kích thước nhỏ đến 0,2 mm.
Nó cũng phân biệt được sự khác biệt rất nhỏ về màu sắc.
67. 3b. Cảm Biến Quang Phản Xạ Giới Hạn (Limited Reflective):
Nền
Vùng phát hiện
Bộ phát
Bộ nhận
Vật
Nền
Trục phát
Trục thu
68. Đặc điểm:
- Chỉ phát hiện vật trong vùng phát hiện giới hạn.
- Không bị ảnh hưởng bởi màu nền sau vùng cảm biến.
- Lý tưởng cho nhiều ứng dụng cần triệt tiêu nền
Ứng Dụng Sensor Quang Phản Xạ Giới Hạn :
69. 3C. Cảm Biến Quang Đặt Khoảng Cách (Distance Settable):
Daûicảm biến
Sensor
Vật
Daûi cài đặt
Nhờ đặt được
khoảng cách,
nền đã được
triệt tiêu
PSD
vật
70. E3S-CL
Ứng Dụng Cảm Biến Đặt Khoảng Cách:
Đặc điểm:
- Chỉ phát hiện vật theo vị trí đặt
- Bộ thu sử dụng thiết bị định vị vị trí (PSD), không sử dụng transistor
quang nên không bị ảnh hưởng bởi màu nền, độ bóng, …
71. E3G-L1 là sensor đặt được khoảng cách thế hệ mới. Nó có thể nhận biết
được sự khác biệt rất nhỏ về chiều cao. Sensor hoạt động rất ổn định và
không bị ảnh hưởng bởi màu sắc, chất liệu, độ nghiêng dốc, độ bóng và
kích thước của vật thể.
Để phát hiện có hoặc không có ống hút đi kèm theo đồ uống đóng hộp.
74. Phát hiện bao đựng gạo đã được mở trước khi bao
này tới máy đổ gạo vào bao.
E3G-L1 là sensor đặt khoảng cách thế hệ mới. Nó cũng có thể phát hiện
được sự khác nhau về độ cao cho dù là rất nhỏ một cách chính xác.
75. Hình dạng của viên kẹo không đúng qui cách và sẽ có phản xạ từ giấy
bọc kẹo và màu của giấy bọc cũng thay đổi. E3G-L1 có chức năng đặt
nền có thể phát hiện được vật thể bóng và gồ ghề màu sắc khác nhau
với độ tin cậy cao.
Phát hiện kẹo trên dây chuyền?
76. Phát hiện thực phẩm trong khay.
E3S-CL1 là sensor quang đặt được khoảng cách. Có thể deã dàng
chỉnh được khoảng cách đo.
77. 4. Cảm Biến Màu (Color Sensor):
Cảm biến màu phát các ánh sáng đỏ (R), xanh lá (G), xanh
dương (B) tới vật cảm biến, sau đó nhận ánh sáng phản xạ về,
phân tích tỉ lệ các ánh sáng R, G, B để phân biệt màu của vật.
Thấu kính
phát
Thấu kính
thu
LED
đỏ
LED
xanh dương
LED
xanh lá
kính FAO
(đỏ qua, xanh lá
phản xạ)
kính FAO
(đỏ, xanh lá qua,
xanh dương
phản xạ)
Monitor
photodiode
Vật
79. Ứng Dụng Cảm Biến Phát Hiện Màu:
Đặc điểm:
- Độ tin cậy cao.
- Dễ sử dụng.
- Có thể dạy cho cảm biến biết
màu của vật (chức năng teach).
80. Để phát hiện bàn chải đánh răng các màu khác nhau.
E3MC là loại sensor màu và nó rất dễ dàng nhận biết các màu theo yêu cầu.
81. Cách Mắc Tải Đầu Ra
Đặc điểm:
1. Tương tự như loại NPN
2. Được sử dụng trong caùc
caûm bieán sản xuất ở
Châu Âu
3. Có bảo vệ ngắn mạch tải
Đặc điểm:
1. Có thể sử duïng với tải relay,
PLC và các mạch Logic.
2. Thời gian đáp ứng nhanh
3. Bền
Loại NPN Open Collector
Sensor
+V
0V
Tải
Output
Dòng tải
collector
emitter
NPN
transistor
Mạch Ngoài
Brown
Black
Blue
emitter
collector
PNP
Transistor
+V Brown
Black
Output
Blue
0V
Loại PNP
Sensor Mạch Ngoài
Tải
Dòng tải
82. 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
24VDC
out
83. CAÛM BIEÁN SÔÏI QUANG
1. Nguyên Tắc Hoạt Động:
Khoảng 60°
LED
Lõi
(có hệ số khúc xạ lớn)
Lớp sơn bao phủ
(có hệ số khúc xạ nhỏ)
Sợi quang
2. Cấu Tạo:
Amplifie
Đầu sensor
84. Ứng Dụng Cảm Biến Sợi Quang
Đặc điểm:
- Hoạt động ổn định trong môi
trường khắc nghiệt, nhiệt độ cao
- Dễ lắp đặt, chỉ cần không gian nhỏ
- Có thể phát hiện các vật nhỏ
85. Để phát hiện sự có mặt của nhãn rất bóng trên máy dán nhãn.
Một sensor truyền thống không thể phát hiện được chính xác vật thể
có độ phản xạ ( bóng ) cao như vậy. OMRON đã sáng chế được loại
sensor công nghệ cao phát hiện được vật thể bóng là sensor có mã
hiệu E3X-NL11 và E32-S15L-1.
86. Phát hiện thực phẩm chứa bên trong hộp.
E3X-DA-N với E32-T17L do có tia sáng rất mạnh nên có thể phát hiện
được cả bên trong hộp chứa mờ đục. Đây là loại sensor đặt số nên rất
dễ đặt mức ngưỡng.
87. Xác định vị trí hướng của nắp chai
Nếu chiều sâu lớn hơn 15mm thì dùng loại sensor giới hạn khoảng
cách E3T-SL11, còn neáu chiều sâu chỉ là vài mm thì dùng loại E32-L25.