Trong tự động hóa công nghiệp, cảm biến đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ tính năng thông minh của sản phẩm và khả năng siêu tự động hóa. Cảm biến giúp con người phát hiện, phân tích, đo lường và xử lý các thay đổi khác nhau, chẳng hạn như thay đổi về vị trí, chiều dài, chiều cao, điều kiện bên ngoài và sai lệch xảy ra trong môi trường sản xuất công nghiệp.
Cảm biến là một thiết bị có thể xác định tiến trình của các đại lượng điện, vật lý hoặc các đại lượng khác và mang lại lợi ích theo cách xác nhận tiến độ sản xuất. Nói tóm lại, cảm biến tự động hóa công nghiệp là thiết bị đầu vào cung cấp tín hiệu đầu ra liên quan đến các đại lượng vật lý (đầu vào) cụ thể. (tín hiệu).
Trong tự động hóa công nghiệp, cảm biến đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ tính năng thông minh của sản phẩm và khả năng siêu tự động hóa. Cảm biến giúp con người phát hiện, phân tích, đo lường và xử lý các thay đổi khác nhau, chẳng hạn như thay đổi về vị trí, chiều dài, chiều cao, các yếu tố bên ngoài và sai lệch xảy ra trong môi trường sản xuất công nghiệp.
Cảm biến cũng đóng vai trò then chốt trong việc dự đoán và ngăn chặn nhiều quá trình tiềm ẩn, từ đó đáp ứng nhu cầu của nhiều ứng dụng cảm biến.
Sau đây là các cảm biến khác nhau được sử dụng trong tự động hóa:
Cảm biến nhiệt độ
Cảm biến áp suất
Cảm biến MEMS
Cảm biến mô-men xoắn
Chúng ta hãy thảo luận chi tiết về các loại cảm biến tự động hóa công nghiệp khác nhau này để hiểu phạm vi sử dụng của chúng:
I. Cảm biến nhiệt độ
Cảm biến nhiệt độ là một thiết bị thu thập thông tin về nhiệt độ từ một nguồn và chuyển đổi nó thành dạng mà các thiết bị khác có thể hiểu được. Đây là một loại cảm biến phổ biến có thể phát hiện nhiệt độ hoặc nhiệt và đo nhiệt độ của môi trường.
Các cảm biến nhiệt độ chính được sử dụng trong tự động hóa bao gồm cảm biến nhiệt độ kỹ thuật số và cảm biến nhiệt độ và độ ẩm.
Cảm biến nhiệt độ kỹ thuật số:Cảm biến nhiệt độ kỹ thuật số là các IC cảm biến nhiệt độ dựa trên silicon-cung cấp đầu ra chính xác bằng cách thể hiện nhiệt độ đo được bằng kỹ thuật số. Điều này giúp đơn giản hóa việc thiết kế hệ thống điều khiển so với các phương pháp liên quan đến điều hòa tín hiệu bên ngoài và bộ chuyển đổi tương tự sang{3}}kỹ thuật số (ADC).
Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm:Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm kết hợp cảm biến nhiệt độ và cảm biến độ ẩm, với đầu ra các giá trị đo được dưới dạng tín hiệu số. Bằng cách sử dụng công nghệ này và khả năng thu thập tín hiệu kỹ thuật số hạn chế để cảm biến độ ẩm, có thể đảm bảo tính nhất quán cao và độ ổn định lâu dài-tuyệt vời.
Ứng dụng của cảm biến nhiệt độ:
Đo liên tục nhiệt độ trong không khí, đất hoặc nước
Đo lường trong các ứng dụng công nghiệp phức tạp
Đo lường trong điều kiện làm việc khắc nghiệt
II. Cảm biến áp suất
Cảm biến áp suất là một thiết bị phát hiện áp suất và chuyển đổi nó thành tín hiệu điện, cường độ của nó phụ thuộc vào áp suất được áp dụng.
Các cảm biến áp suất chính được sử dụng trong tự động hóa công nghiệp bao gồm cảm biến áp suất và cảm biến chân không.
Cảm biến áp suất:Cảm biến áp suất được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống công nghiệp và thủy lực, đồng thời-các cảm biến tự động hóa công nghiệp áp suất cao này cũng được sử dụng trong hệ thống kiểm soát khí hậu.
Cảm biến chân không:Cảm biến chân không được sử dụng khi áp suất chân không thấp hơn áp suất khí quyển và rất khó phát hiện điều này một cách cơ học. Những cảm biến này thường dựa vào dây đốt nóng phụ thuộc vào điện trở-nhiệt độ{2}}. Khi áp suất chân không tăng, độ đối lưu giảm và nhiệt độ dây tăng. Điện trở tăng tỷ lệ thuận và được hiệu chỉnh gần áp suất để cho phép đo chân không hiệu quả.
Ứng dụng của cảm biến áp suất:
Được sử dụng để đo áp suất dưới áp suất khí quyển tại một vị trí nhất định
Được sử dụng trong các thiết bị khí tượng, máy bay, phương tiện và các máy móc khác có chức năng liên quan đến áp suất-
Được sử dụng trong các hệ thống để đo các biến khác, chẳng hạn như lưu lượng chất lỏng/khí, tốc độ, mực nước và độ cao
III. Cảm biến MEMS (Hệ thống cơ khí-điện tử{2}}vi mô)
Cảm biến tự động hóa công nghiệp MEMS chuyển đổi tín hiệu cơ học thành tín hiệu điện.
Các cảm biến quan trọng được sử dụng trong tự động hóa công nghiệp bao gồm MEMS gia tốc và chuyển động.
Cảm biến gia tốc:Cảm biến gia tốc MEMS là một trong những cảm biến quán tính chính và có khả năng cảm biến động với phạm vi cảm biến rộng hơn.
Cảm biến chuyển động:Cảm biến chuyển động MEMS sử dụng thuật toán xử lý dữ liệu được thiết kế cho nền tảng tương tác chuyển động, tích hợp nhiều cảm biến chuyển động MEMS chi phí thấp với công nghệ không dây ZigBee để cho phép tương tác cá nhân hóa khi làm việc với máy móc. Hệ thống xử lý tín hiệu cảm biến chủ yếu giải quyết các vấn đề như khử tiếng ồn, làm mịn tín hiệu, phân vùng ảnh hưởng trọng lực, thay đổi hệ tọa độ và phục hồi thông tin vị trí và được sử dụng rộng rãi trong công nghệ ABS của ngành ô tô.
Ứng dụng của cảm biến MEMS:
Cảm biến MEMS có nhiều ứng dụng, trải rộng trên các ngành công nghiệp như công nghiệp, giải trí, thể thao và giáo dục. Ví dụ, chúng có thể kích hoạt việc triển khai túi khí hoặc giám sát các lò phản ứng hạt nhân. Chúng cũng được sử dụng để đo gia tốc tĩnh (trọng lực), độ nghiêng của vật thể, gia tốc động trong máy bay, độ rung của vật thể trong xe cộ và độ rung trong các thiết bị như điện thoại thông minh, máy giặt hoặc máy tính. Ngoài ra, chúng còn được sử dụng để phát hiện chuyển động và các ứng dụng khác.
IV. Cảm biến mô-men xoắn
Cảm biến mô-men xoắn có các điểm dừng cơ học cơ bản để nâng cao khả năng quá tải và cung cấp sự bảo vệ bổ sung trong quá trình lắp đặt và vận hành.
Các cảm biến quan trọng được sử dụng trong tự động hóa công nghiệp bao gồm cảm biến mô-men quay và mô-men xoắn.
Cảm biến mô-men xoắn quay:Cảm biến tự động hóa công nghiệp mô-men quay được sử dụng để đo phản lực của mô-men quay. Các bộ chuyển đổi mô-men xoắn này được trang bị các điểm dừng cơ học cơ bản để tăng công suất dư và cung cấp thêm sự an toàn trong quá trình lắp đặt và vận hành.
Cảm biến mô-men xoắn:Cảm biến mô-men xoắn sử dụng công nghệ đo biến dạng tiên tiến để đáp ứng các yêu cầu khó khăn nhất của ứng dụng cảm biến tĩnh và động.
Ứng dụng của cảm biến mô-men xoắn:
Đo tốc độ quay và yêu cầu bảo trì
Đo khối lượng và mômen quán tính
Tính toán đại lượng mô-men xoắn từ góc độ quá trình gần như tĩnh
Đo tốc độ quay tối đa và mômen dao động
Phần kết luận:
Tất cả các cảm biến này đang ngày càng được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp tự động hóa. Các ứng dụng thương mại và quy mô thị trường của các hệ thống cảm biến này cũng đang tăng mạnh, làm nổi bật các chức năng độc đáo của chúng.