Cảm biến tiệm cận cảm ứng nhận ra kim loại mà không cần chạm bằng cách nào?

Vật lý 12 · Khám phá mở rộng

Cảm biến tạo một trường điện từ biến đổi gần đầu dò. Kim loại tới gần làm xuất hiện dòng điện xoáy và thay đổi đáp ứng của cuộn dây; mạch điện nhận thay đổi ấy để phát tín hiệu. Không cần một nút bấm bị vật đè xuống.

Đầu dò chủ động đặt câu hỏi cho môi trường

Cuộn dây được kích thích bằng tín hiệu điện. Khi chưa có mục tiêu, hệ có một đáp ứng nền. Vật dẫn đi vào vùng trường làm xuất hiện những dòng điện cảm ứng khép vòng trong vật. Tác dụng của chúng trở lại lên cuộn dây, chẳng hạn làm thay độ suy giảm của dao động.

Thiết bị không đọc một dòng chữ có sẵn trên kim loại. Nó nhận ra môi trường quanh đầu dò đã khác trạng thái trước đó. Đặt trên dây chuyền, đầu dò có thể báo một chi tiết kim loại đã đi đến vị trí cần theo dõi.

Kim loại không phải lúc nào cũng bị nam châm hút mạnh

Đồng hoặc nhôm dẫn điện dù không bị nam châm hút như sắt. Bởi vậy không thể dùng việc thử bằng một nam châm để kết luận mọi loại cảm biến cảm ứng có nhận được vật ấy hay không. Nhưng cũng không nên hứa mọi kim loại được nhận ở cùng khoảng cách: thiết kế đầu dò và tính chất mục tiêu rất quan trọng.

Đây khác công tắc lưỡi gà vốn đáp lại một từ trường phù hợp làm hai lá tiếp điểm chuyển động. Hai thiết bị cùng không tiếp xúc mục tiêu nhưng không dùng cùng cách phát hiện.

Vì sao phải nói rõ kích thước và khoảng cách?

Một tấm lớn đặt đối diện đầu dò và một mẩu nhỏ đặt lệch tạo tác dụng khác nhau. Thông số khoảng cách danh định thường gắn với điều kiện và mục tiêu chuẩn. Môi trường, hình dạng và vật liệu có thể làm khoảng làm việc thay đổi.

Vì vậy tín hiệu “có vật” không tự cung cấp bản đồ ba chiều hoặc thành phần hóa học của vật. Nó chỉ trả lời câu hỏi mà thiết bị đã được thiết kế và hiệu chuẩn để nhận biết.

Ghi nhớ: Nguồn tạo trường; kim loại thay phản hồi; mạch chuyển phản hồi thành tín hiệu. Không chạm vẫn có tương tác vật lý.

Đọc thêm

Nguồn tham khảo

ifm — Inductive sensor technology overview