Cảm biến tiệm cận là gì ? phân loại và nguyên lý hoạt động

Cảm biến tiệm cận đã rất quen thuộc với chúng ta. Một ứng dụng của cảm biến này là được trang bị trên các smartphone. Khi chúng ta áp điện thoại vào tai để nghe thì màn hình điện thoại sẽ tắt và ngược lại. Hay một số dòng có chức năng đánh thức màn hình khóa khi chúng ta che cảm biến này lại. Tất cả điều này được thực hiện nhờ vào cảm biến tiệm cận.

Cảm biến tiệm cận là gì ? phân loại và nguyên lý hoạt động

Ngoài ra, trong công nghiệp thì thiết bị này cũng được sử dụng rất nhiều. Có thể kể đến như: cơ khí chế tạo, may mặc, làm công tắc giới hạn hành trình cho thiết bị, dùng để phát hiện kim loại, trên các băng tải sản xuất…. Vậy cảm biến tiệm cận là gì ? Nguyên lý hoạt động của nó như thế nào ? Chúng ta cùng nhau tìm hiểu trong bài viết này nhé.

1. Giới thiệu cảm biến tiệm cận là gì ?
Đối với trong ngành kỹ thuật thì chúng ta đã quen thuộc với cảm biến tiệm cận. Tuy nhiên, đối với người khác khi nghe đến tên gọi này sẽ không khỏi bỡ ngỡ. Chúng ta có thể hiển đơn giản: cảm biến tiệm cận là loại cảm biến để phát hiện các vật ở gần mắt quét của cảm biến. Phát biểu một cách chính xác thì: cảm biến tiệm cận là thiết bị phát ra trường điện từ, bức xạ điện từ để phát hiện sự hiện diện của một đối tượng ở gần.

Chúng ta còn có thể gọi thiết bị này là công tắc tiệm cận. Khoảng cách tối đa mà thiết bị này phát hiện được vật thể chỉ vài milimet (mm). Cảm biến này được sử dụng nhiều hơn trong các ngành công nghiệp. Tùy vào chức năng ứng dụng mà chúng ta sẽ chọn một loại phù hợp. Như vậy chúng ta đã trả lời được câu hỏi cảm biến tiệm cận là gì ? Tiếp theo chúng ta cùng nhau tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của nó nhé.

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động cảm biến tiện cận.

Có hai loại cảm biến tiệm cận được sử dụng phổ biến hiện nay là: điện dung ( capacitive ) và điện từ ( inductive ). Mỗi loại sẽ có ưu điểm riêng và thích hợp cho một ứng dụng nhất định.

Cảm biến tiệm cận điện dung nhận được hầu hết các vật thể và có thể điều chỉnh được độ nhạy của cảm biến. Trong khi cảm biến tiệm cận điện từ chỉ phát hiện được vật thể có vật liệu là kim loại.
Cảm biến tiệm cận điện từ có cấu tạo bao gồm một cuộn dây được quấn quanh một lõi từ ở đầu cảm ứng. Sóng cao tần đi qua lõi dây này sẽ tạo ra một trường điện từ dao động quanh nó. Khi một vật di chuyển về phía trường này, sẽ tạo ra dòng điện xoáy trong vật. Những dòng điện này sẽ làm cho độ mạnh của từ trường giảm đi. Mạch giám sát bên trong sẽ dựa vào đó để trả tín hiệu ngõ ra là NPN hoặc PNP.
Hầu hết cảm biến tiệm cận sử dụng nguồn 24VDC. Ở một số model ngoài ngõ ra ralay thì còn có ngõ ra analog 4-20mA hoặc 0-10V.

3. Phân loại cảm biến tiệm cận.
Tùy vào hình dạng, chức năng, tín hiệu ngõ ra mà có nhiều loại công tắc tiệm cận. Trong phần này tôi sẽ lần lượt giới thiệu đến các bạn một số loại được sử dụng nhiều trên thực tế hiện nay.

Cảm biến tiệm cận với thân hình trụ
Loại này được sử dụng nhiều với kiểu kết nối là dạng ren. Kích thước ren thông dụng là M6, M8, M12, M18, M30. Các bạn có thể tham khảo cách chuyển đổi kích thước ren sang hệ milimet nhé. Phạm vị đo của cảm biến loại này lên đến 40mm. Nhiệt độ làm việc từ -25ºC đến +70ºC. Nguồn cung cấp có thể là 220VAC hoặc 24VDC.

Cảm biến tiệm cận có hình dạng vuông
Cũng giống như loại hình trụ, cảm biến tiệm cận hình vuông có thông số kỹ thuật tương tự nhưng kiểu kết nối không phải là dạng ren. Loại này là dạng gài và bắt ốc nên lắp đặt dễ dàng hơn.