Cảm biến cảm ứng so với cảm biến điện dung

Tính năng của cảm biến cảm ứng

Cảm biến cảm ứng vượt trội trong việc phát hiện các vật thể kim loại mà không cần tiếp xúc vật lý, sử dụng trường điện từ do cuộn dây bên trong tạo ra. Các thiết bị này có thể phát hiện kim loại đen ở khoảng cách lên đến 80 mm, với phạm vi thu hẹp đối với các vật liệu không phải từ tính như đồng thau và nhôm.

Các thành phần chính bao gồm:

• Mặt cảm biến, thân máy, đèn báo và dây kết nối

• Mạch bên trong với cuộn dây, bộ dao động, mạch kích hoạt và mạch đầu ra

Hoạt động của cảm biến dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, trong đó một vật kim loại đi vào trường của cảm biến sẽ gây ra dòng điện xoáy, làm thay đổi trạng thái dao động. Sự thay đổi này sau đó được phát hiện và chuyển đổi thành tín hiệu đầu ra.

Đáng chú ý, cảm biến cảm ứng rất chắc chắn, chống va đập, rung động và bụi, khiến chúng phù hợp với môi trường công nghiệp khắc nghiệt. Tần số chuyển mạch cao của chúng cho phép phát hiện nhanh các bộ phận chuyển động, ngay cả ở tốc độ quay cao.

Đặc điểm của cảm biến điện dung

Cảm biến điện dung hoạt động theo nguyên lý phát hiện những thay đổi trong trường tĩnh điện, cho phép chúng cảm nhận nhiều loại vật liệu khác nhau bao gồm kim loại, nhựa, chất lỏng, thủy tinh và gỗ. Các thiết bị đa năng này bao gồm các tấm điện môi phát ra trường tĩnh điện, cùng với bộ dao động, mạch kích hoạt và mạch đầu ra.

Các thành phần của cảm biến điện dung

Mạch bên trong của cảm biến điện dung

Khi một vật thể đi vào vùng phát hiện của cảm biến, nó sẽ thay đổi điện dung, khiến bộ dao động kích hoạt ở tần số và biên độ tối đa. Khoảng cách phát hiện có thể được tinh chỉnh bằng bu lông điều chỉnh, giúp cảm biến điện dung có thể thích ứng với nhiều ứng dụng khác nhau như phát hiện mức chất lỏng thông qua các thùng chứa không phải kim loại.

Các tính năng chính: Khả năng phát hiện vật thể xuyên qua các bức tường không phải kim loại

Hạn chế: Dễ bị ảnh hưởng bởi độ ẩm và hơi nước dày đặc

Ứng dụng: Sử dụng rộng rãi trong cảm biến mức và phát hiện vật liệu trong suốt ở phạm vi ngắn

Độ bền: Tuổi thọ cao do không bị hao mòn cơ học.

Cấu hình và ứng dụng cảm biến

Cả cảm biến cảm ứng và cảm biến điện dung đều cung cấp nhiều cấu hình khác nhau để phù hợp với các ứng dụng công nghiệp khác nhau. Các cảm biến này có thể được che chắn hoặc không được che chắn, với cảm biến được che chắn cho phép lắp phẳng và cảm biến không được che chắn cung cấp vùng cảm biến lớn hơn. Chúng có sẵn trong cấu hình thường mở hoặc thường đóng, cũng như các loại đầu ra NPN hoặc PNP để tương thích với các hệ thống điều khiển khác nhau.

Cảm biến cảm ứng đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng phát hiện kim loại, chẳng hạn như phát hiện nắp thùng chứa trong dây chuyền sản xuất, trong khi cảm biến điện dung vượt trội trong các tác vụ cảm biến mức, như theo dõi mức chất lỏng qua chai nhựa. Sự lựa chọn giữa các loại cảm biến này phụ thuộc vào vật liệu cụ thể cần phát hiện, điều kiện môi trường và phạm vi phát hiện cần thiết cho ứng dụng.

https://viox.com/4-wire-proximity-sensor-wiring-diagram/

https://viox.com/npn-vs-pnp-proximity-sensors/

So sánh cảm ứng và điện dung

Cảm biến cảm ứng vượt trội trong các tình huống phát hiện kim loại, cung cấp độ chính xác và độ tin cậy cao trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt. Khả năng chịu được va đập, rung động và bụi của chúng khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng trong dây chuyền sản xuất, nơi cần phát hiện các vật thể kim loại ở tốc độ cao.

Mặt khác, cảm biến điện dung cung cấp tính linh hoạt cao hơn trong việc phát hiện vật liệu. Khả năng độc đáo của chúng trong việc cảm nhận mức thông qua các thùng chứa không phải kim loại khiến chúng đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng giám sát mức chất lỏng, chẳng hạn như phát hiện mức chất lỏng trong chai nhựa. Tuy nhiên, độ nhạy của chúng đối với các yếu tố môi trường như độ ẩm và hơi nước dày đặc đòi hỏi phải cân nhắc cẩn thận trong quá trình triển khai.

Cả hai loại cảm biến đều có thể được cấu hình là thường mở hoặc thường đóng, và với đầu ra NPN hoặc PNP, cho phép linh hoạt trong tích hợp với nhiều hệ thống điều khiển khác nhau. Sự lựa chọn giữa cảm biến cảm ứng và cảm biến điện dung cuối cùng phụ thuộc vào các yêu cầu cụ thể của ứng dụng, bao gồm loại vật liệu cần phát hiện, môi trường hoạt động và phạm vi phát hiện mong muốn.

Tác động môi trường đến hiệu suất cảm biến

Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất của cảm biến, đặc biệt là đối với cảm biến cảm ứng và cảm biến điện dung được sử dụng trong tự động hóa công nghiệp. Biến động nhiệt độ, mức độ ẩm và nhiễu điện từ đều có thể ảnh hưởng đến độ chính xác và độ tin cậy của cảm biến. Để có hiệu suất tối ưu, cảm biến nên được triển khai trong môi trường có mức ánh sáng từ 100 đến 1000 LUX.

Cảm biến cảm ứng thường bền hơn trước các yếu tố môi trường, duy trì độ chính xác trong điều kiện khắc nghiệt với bụi, rung động và nhiệt độ thay đổi. Cảm biến điện dung, mặc dù linh hoạt, nhưng dễ bị ảnh hưởng bởi những thay đổi của môi trường, đặc biệt là độ ẩm và hơi nước dày đặc, có thể làm thay đổi khả năng phát hiện của chúng. Để giảm thiểu những tác động này, hiệu chuẩn thường xuyên, lọc dữ liệu và các kỹ thuật hợp nhất cảm biến là điều cần thiết để duy trì độ chính xác trong các điều kiện môi trường khác nhau. Ngoài ra, việc lựa chọn loại cảm biến phù hợp cho các điều kiện môi trường cụ thể là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo phát hiện đáng tin cậy trong các ứng dụng công nghiệp.

Sự phân biệt trực quan của các cảm biến

Cảm biến cảm ứng và cảm biến điện dung, mặc dù có khả năng phát hiện không tiếp xúc tương tự nhau, nhưng có những đặc điểm trực quan riêng biệt có thể hỗ trợ việc nhận dạng chúng. Sau đây là những điểm khác biệt trực quan chính giữa hai loại cảm biến này:

• Vật liệu vỏ: Cảm biến cảm ứng thường có vỏ kim loại, thường được làm bằng thép không gỉ hoặc đồng thau mạ niken, để chịu được môi trường công nghiệp khắc nghiệt.
• Bề mặt cảm biến: Cảm biến điện dung thường có bề mặt cảm biến phẳng và lớn hơn, trong khi cảm biến cảm ứng có thể có vùng cảm biến nhỏ hơn và tập trung hơn.
• Đèn báo: Cả hai loại thường bao gồm đèn báo LED, nhưng vị trí và màu sắc của chúng có thể khác nhau tùy thuộc vào nhà sản xuất và kiểu máy.
• Kích thước và hình dạng: Cảm biến cảm ứng thường nhỏ gọn hơn và có dạng hình trụ, trong khi cảm biến điện dung có thể có nhiều hình dạng khác nhau, bao gồm hình chữ nhật hoặc hình phẳng.
• Tùy chọn lắp đặt: Cảm biến cảm ứng thường được thiết kế để lắp chìm trên bề mặt kim loại, trong khi cảm biến điện dung có thể cung cấp tùy chọn lắp đặt linh hoạt hơn do khả năng cảm biến xuyên qua vật liệu không phải kim loại.
• Các loại đầu nối: Các loại kết nối điện có thể khác nhau, trong đó cảm biến cảm ứng thường có đầu nối công nghiệp tiêu chuẩn và cảm biến điện dung có khả năng cung cấp nhiều tùy chọn kết nối hơn.