Cảm biến gần như không thể thiếu trong nền sản xuất công nghiệp hiện đại, đặc biệt là trong các quy trình sản xuất tự động hóa. Nó là liên kết giữa hệ thống cơ khí và hệ thống điều khiển của thiết bị. Hệ thống cơ học phản hồi lại các thông số chuyển động và trạng thái hoạt động cho hệ thống điều khiển thông qua cảm biến, và hệ thống điều khiển sẽ gửi hướng dẫn để điều khiển hệ thống cơ học thông qua phản hồi tín hiệu và dữ liệu từ cảm biến. Tầm quan trọng của nó là hiển nhiên.
Cảm biến là một phần mở rộng của các tính năng con người, còn được gọi là tính năng điện. Hệ thống kiểm soát thiết bị cần xác định: vị trí của tổ chức, sự hiện diện hay vắng mặt của sản phẩm, độ chính xác của sản phẩm và các thông số quan trọng khác để theo dõi và kiểm soát việc sử dụng thiết bị và quy trình sản xuất sản phẩm. Cụ thể, các nhà sản xuất công nghiệp cần sử dụng nhiều loại cảm biến để theo dõi và kiểm soát các thông số khác nhau trong quá trình sản xuất, để thiết bị luôn ở trạng thái bình thường, nếu có lỗi thì có thể phát hiện kịp thời.
Bài báo này chủ yếu phân loại năm loại cảm biến công nghiệp phổ biến trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp.
1, cảm biến quang điện
Cảm biến quang điện là thiết bị chuyển tín hiệu quang thành tín hiệu điện. Nguyên lý hoạt động của nó dựa trên hiệu ứng quang điện. Hiệu ứng quang điện là hiện tượng khi có ánh sáng chiếu vào một số chất thì êlectron của chất đó hấp thụ năng lượng của phôtôn và xảy ra hiệu ứng điện tương ứng. Theo các hiện tượng khác nhau của hiệu ứng quang điện, hiệu ứng quang điện có thể được chia thành ba loại: hiệu ứng quang điện bên ngoài, hiệu ứng quang điện bên trong và hiệu ứng quang điện. Các thiết bị quang điện bao gồm tế bào quang điện, ống nhân quang, điện trở quang, điốt quang, bóng bán dẫn quang, tế bào quang điện, v.v.
Cảm biến quang điện có các đặc điểm là độ phân giải cao, thời gian phản hồi ngắn, khoảng cách phát hiện dài và ít hạn chế hơn trong việc phát hiện đối tượng. Đặc biệt, nó cho phép phân biệt màu sắc. Hệ số phản xạ và hấp thụ ánh sáng được hình thành bằng cách phát hiện các vật thể khác nhau tùy theo bước sóng của ánh sáng được chiếu và sự kết hợp màu sắc của vật thể được phát hiện. Sử dụng thuộc tính này, màu sắc của đối tượng được phát hiện có thể được phát hiện.
2, cảm biến tiệm cận
Cảm biến tiệm cận có thể phát hiện cảm biến không tiếp xúc, do đó sẽ không gây hao mòn và hư hỏng cho đối tượng thử nghiệm, không có tia lửa, không có tiếng ồn. Do chế độ đầu ra không tiếp xúc nên tuổi thọ lâu dài, hầu như không ảnh hưởng đến tuổi thọ của tiếp điểm. Cảm biến tiệm cận khác với các phương pháp phát hiện khác ở chỗ nó phù hợp và sử dụng trong môi trường nước và dầu, hầu như không bị ảnh hưởng bởi các vết bẩn và nước và dầu của đối tượng phát hiện.
Trong số đó, bản thân cảm biến tiệm cận chỉ có thể phát hiện các vật kim loại ở khoảng cách gần và không tiếp xúc. Đặc điểm nhất của thiết bị thanh đàn hồi loại thay đổi phạm vi là nó có thể làm quá tải phạm vi cảm biến của tiếp điểm. Các pít-tông, đầu dò và nút có lò xo thường được sử dụng để tiếp xúc với sản phẩm, sau đó kiểm tra xem sản phẩm đã ở đúng vị trí chưa, định vị có chính xác không và xác minh sản phẩm đang được thử nghiệm.
3. Cảm biến sợi quang
Việc sử dụng sợi quang để phát triển cảm biến sợi quang bắt đầu vào năm 1977, công nghệ này đã thu hút được sự quan tâm lớn, hiện nay, cảm biến sợi quang đã được phát triển nhanh chóng. Do bản thân sợi quang là chất điện môi và phần tử nhạy cảm cũng có thể được làm bằng vật liệu điện môi nên cảm biến sợi quang có khả năng cách điện tốt, bề mặt sợi quang có thể chịu được điện áp 80kV / 20cm, đặc biệt phù hợp với hệ thống cấp điện cao áp và thử nghiệm động cơ công suất lớn, có thể được sử dụng trong điện áp cao, nhiễu điện, nhiệt độ cao, ăn mòn hoặc môi trường khắc nghiệt khác, Và nó có khả năng tương thích vốn có với công nghệ đo từ xa bằng sợi quang.
Sợi quang có thể được sử dụng để tạo thành nhiều loại cảm biến, vì vậy một số người nói rằng cảm biến sợi quang là cảm biến vạn năng. Nó có thể đo nhiều đại lượng vật lý và phạm vi ứng dụng của nó bao gồm tất cả các lĩnh vực quân sự, thương mại, dân sự, y tế, kiểm soát công nghiệp và các lĩnh vực khác. Cần làm rõ rằng các cảm biến truyền thống dựa trên các phép đo cơ điện, trong khi các cảm biến sợi quang dựa trên các phép đo quang học.
4, cảm biến dịch chuyển
Cảm biến dịch chuyển là một thiết bị chuyển đổi chuyển động của một vật thể thành một đại lượng điện có thể đo được. Nó thường được sử dụng để chuyển đổi các đại lượng vật lý như biến dạng, rung động, dịch chuyển, vị trí và kích thước không thuận tiện cho việc phát hiện và xử lý định lượng thành các đại lượng điện dễ dàng phát hiện định lượng và truyền và xử lý thông tin.
Có nhiều loại cảm biến dịch chuyển. Trong những năm gần đây, lĩnh vực ứng dụng đang được mở rộng và ngày càng có nhiều công nghệ tiên tiến được áp dụng cho các cảm biến. Ví dụ, dựa trên công nghệ sợi quang, công nghệ cổng thời gian, công nghệ OEM LVDT, công nghệ siêu âm, công nghệ từ giảo, v.v., hiệu suất của các cảm biến khác nhau đã được cải thiện rất nhiều và chi phí đã giảm đáng kể do sự tiến bộ của công nghệ.
5. Cảm biến hiệu ứng Hall
Cảm biến hiệu ứng Hall quay thường không sử dụng bất kỳ bộ phận chuyển động nào. Cảm biến dựa trên chất bán dẫn này kết hợp các phần tử cảm biến hiệu ứng Hall với các mạch để cung cấp tín hiệu đầu ra tương tự tương ứng với những thay đổi trong từ trường quay. Có sẵn hai tùy chọn đầu ra, cụ thể là điều chế độ rộng xung hoặc tương tự (PWM).
Trong số đó, cảm biến hiệu ứng Hhall tuyến tính đo chuyển động tuyến tính của từ trường, thay vì chuyển động quay. Cảm biến có thể được lập trình cho điện áp đầu ra đã đặt tỷ lệ thuận với quãng đường di chuyển nhất định. Cho đến nay, công nghệ liên quan của cảm biến Hall vẫn đang trong quá trình phát triển liên tục, cảm biến Hall có thể lập trình, thành phần Hall thông minh và cảm biến Hall siêu nhỏ sẽ có triển vọng thị trường tốt.
Tóm lược:
Với sự xuất hiện của cuộc cách mạng công nghệ mới, thế giới bắt đầu bước vào thời đại thông tin. Trong quá trình sử dụng thông tin, điều đầu tiên cần giải quyết là thu được thông tin chính xác và đáng tin cậy, và cảm biến là cách thức và phương tiện chính để thu được thông tin trong lĩnh vực tự nhiên và sản xuất. Trong sản xuất công nghiệp hiện đại, đặc biệt là trong quá trình sản xuất tự động hóa, các loại cảm biến nên được sử dụng để theo dõi và kiểm soát các thông số khác nhau trong quá trình sản xuất, để thiết bị hoạt động ở trạng thái bình thường hoặc trạng thái tốt nhất, và sản phẩm đạt chất lượng tốt nhất . Do đó, có thể nói rằng nếu không có nhiều cảm biến xuất sắc, nền sản xuất hiện đại sẽ mất đi nền tảng.
Các đặc điểm của cảm biến bao gồm thu nhỏ, số hóa, thông minh, đa chức năng, hệ thống hóa, mạng, v.v. Nó không chỉ thúc đẩy quá trình chuyển đổi và nâng cấp các ngành công nghiệp truyền thống mà còn có thể thiết lập các ngành công nghiệp mới, do đó trở thành điểm tăng trưởng kinh tế mới trong thế kỷ 21 thế kỷ.
Trong vài năm tới, với sự tăng tốc của sản xuất thông minh, nhu cầu thị trường về các hệ thống, công nghệ và thiết bị cảm biến, giám sát, sản xuất và giám sát thông minh dự kiến sẽ tăng hơn nữa. Trong số đó, các loại cảm biến khác nhau sẽ được sử dụng trong các thiết bị điện tử ô tô thông thường, thiết bị điện tử truyền thông, thiết bị điện tử tiêu dùng và các thiết bị điện tử đặc biệt. Để đáp ứng tốt hơn nhu cầu của khách hàng, các doanh nghiệp cũng sẽ cam kết phát triển các sản phẩm cảm biến mới chất lượng cao hơn.