acecook

Công nghệ cảm biến cảm ứng nâng cao tự động hóa công nghiệp

Tự động hóa công nghiệp
04/11/2024 06:06
Công nghệ cảm biến quang học hoặc từ tính thường gặp khó khăn khi kết hợp giữa độ chính xác cao và khả năng chống nhiễm bẩn. Tuy nhiên, công nghệ cảm biến cảm ứng có thể mang lại khả năng xác định vị trí đáng tin cậy và bền vững cho nhiều ứng dụng công nghiệp.
aa
Công nghệ cảm biến cảm ứng nâng cao tự động hóa công nghiệp

Trong bất kỳ ứng dụng nào sử dụng động cơ cho tự động hóa, việc đảm bảo điều khiển chính xác động cơ là điều cần thiết. Để thực hiện được điều này, cần biết vị trí và tốc độ của rô-to trong động cơ, thường được gắn vào trục và chuyển động liên quan đến stato cố định. Ba loại bộ mã hóa quay phổ biến nhất cho công việc này là: quang học, từ tính và cảm ứng, mỗi loại có ưu điểm và nhược điểm riêng.

Bộ mã hóa quang học có độ chính xác tốt và không bị ảnh hưởng bởi các từ trường trong môi trường công nghiệp. Tuy nhiên, chúng khá đắt và dễ bị ảnh hưởng bởi bụi bẩn trên đĩa quay, nguồn sáng, đầu dò ánh sáng hoặc các lỗi về vòng bi.

Bộ mã hóa từ tính thường được sử dụng trong các ứng dụng có số lượng lớn nhưng không yêu cầu độ chính xác cao. Mặc dù không bị ảnh hưởng bởi bụi bẩn, chúng có thể bị tác động tiêu cực bởi các từ trường.

Bộ mã hóa cảm ứng khắc phục những nhược điểm trên vì chúng đạt độ chính xác vị trí cao hơn so với bộ mã hóa từ tính và có giá thành rẻ hơn so với bộ mã hóa quang học. Đặc biệt, chúng rất thích hợp cho các môi trường khắc nghiệt do có thể chịu được nhiễm bẩn, rung động và các từ trường bên ngoài. Ngoài ra, chúng không nhạy cảm với thay đổi nhiệt độ và có số lượng linh kiện thấp, giúp giảm kích thước, chi phí và độ phức tạp. Về mặt môi trường, bộ mã hóa cảm ứng không cần sử dụng các vật liệu đất hiếm có trong một số nam châm.

Ví dụ về cảm biến

Để minh họa ưu điểm của công nghệ bộ mã hóa cảm ứng, hãy xem xét một ví dụ về cảm biến cảm ứng: cảm biến vị trí NCS32100 của onsemi. Cảm biến này bao gồm một bộ điều khiển và giao diện cảm biến cho việc cảm nhận góc với độ phân giải cao, độ chính xác cao khi kết hợp với một cảm biến PCB (bo mạch in) không tiếp xúc. Nó có khả năng cấu hình linh hoạt, cho phép kết nối với nhiều mẫu cảm biến cảm ứng và cung cấp nhiều định dạng đầu ra kỹ thuật số.

Công nghệ cảm biến cảm ứng nâng cao tự động hóa công nghiệp
Hình 1: Cấu tạo đầy đủ của bộ mã hóa quay

Hình 1 cho thấy sơ đồ cắt ngang của một hệ thống bộ mã hóa quay hoàn chỉnh, bao gồm rô-to và stato, cả hai đều là PCB, với rô-to được gắn vào trục trung tâm. Hình ảnh này cũng cho thấy cảm biến NCS32100, được gắn trên PCB stato cố định, cùng với các đầu nối cho nguồn và dữ liệu. Hai PCB song song với nhau, tách ra bởi một khoảng không khí từ 0,1mm đến 1mm.

NCS32100 là bộ mã hóa tuyệt đối, nghĩa là nó có thể xác định vị trí mà không cần đĩa quay, rất hữu ích để xác định vị trí khi khởi động hoặc nếu hệ thống bị thay đổi trong quá trình ngừng hoạt động. Nó cung cấp độ chính xác vị trí tốt hơn ±50 arcsec, hoặc 0,0138 độ quay cơ học - mức độ chính xác mà trước đây chỉ có thể đạt được với bộ mã hóa quang học. Độ chính xác này có thể đạt được ở tốc độ quay lên đến 6.000 vòng/phút (RPM), và NCS32100 có thể hoạt động ở tốc độ lên đến 45.000 RPM, mặc dù với độ chính xác giảm nhẹ.

Để tích hợp NCS32100 dễ dàng hơn, onsemi đã phát triển các công cụ hỗ trợ cùng với một công cụ thiết kế PCB trực tuyến. Công cụ này bao gồm một thiết kế tham khảo cho NCS32100, được hiển thị trong Hình 2, nơi các mục bên trái của đường nét đứt màu xanh dương nằm trên bảng PCB stato.

Công nghệ cảm biến cảm ứng nâng cao tự động hóa công nghiệp
Hình 2: Sơ đồ khối thiết kế tham khảo NCS32100 (đơn giản hóa)

Trong một hệ thống xác định vị trí, hai bộ dây dẫn hoặc cuộn dây (mịn và thô) được in trên cả hai bề mặt đĩa (stato và rô-to). Một đường dẫn thứ ba gọi là cuộn dây kích thích được in trên PCB stato (xem Hình 3).

Công nghệ cảm biến cảm ứng nâng cao tự động hóa công nghiệp
Hình 3: Định vị cảm ứng kép NCS32100

NCS32100 truyền một sóng hình sin 4 MHz vào cuộn dây kích thích, tạo ra một trường điện từ xung quanh nó. Do định luật cảm ứng của Faraday, các cuộn dây mịn và thô của rô-to giao nhau với trường điện từ, truyền năng lượng vào các cuộn dây của rô-to dưới dạng dòng điện xoáy. Những dòng điện xoáy này tạo ra điện áp lên đến 100mV trên các cuộn dây của stato kết nối với tám đầu vào của NCS32100.

NCS32100 đo vị trí rô-to bằng cách giải mã 8 đầu vào, sau đó chuyển đổi sang dạng kỹ thuật số và xử lý. Thông tin này được đưa vào một bộ vi điều khiển Arm Cortex M0+ (MCU) để cung cấp khả năng cấu hình cao. MCU cung cấp dữ liệu vị trí và tốc độ tuyệt đối, được gửi qua giao diện RS-485 từ bảng tham chiếu.

Việc tự hiệu chuẩn của cảm biến có thể hoàn thành trong chưa đầy hai giây qua một lệnh duy nhất nếu rô-to quay từ 100 đến 1.000 RPM. Các hệ số kết quả được lưu trữ trong bộ nhớ nhúng. Mặc dù có hiệu suất cao, thiết kế cảm ứng kép này lại đơn giản để tích hợp.

Minh Thành (Theo Automation World)

tudonghoangaynay.vn
mca
Tin bài khác
Lãi quý II lao dốc, DIC Corp (DIG) mới cán mốc 2,2% kế hoạch năm

Lãi quý II lao dốc, DIC Corp (DIG) mới cán mốc 2,2% kế hoạch năm

Dù đã thoát lỗ trong quý II/2025, DIC Corp mới chỉ hoàn thành 2,2% kế hoạch lợi nhuận năm 2025 - một kết quả khiêm tốn, đặt áp lực lớn lên doanh nghiệp trong nửa cuối năm.
Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam công bố hơn 12.000 công trình nghiên cứu trong 5 năm

Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam công bố hơn 12.000 công trình nghiên cứu trong 5 năm

Chỉ trong nhiệm kỳ 2020-2025, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã công bố hơn 12.000 công trình nghiên cứu, trong đó có 8.400 bài báo quốc tế. Thành tựu này khẳng định vai trò đầu tàu nghiên cứu khoa học công nghệ của Viện, đóng góp quan trọng vào sự phát triển KHCN quốc gia và nâng tầm vị thế Việt Nam trên trường quốc tế.
Sinh viên Hàn Quốc hào hứng khám phá môi trường làm việc tại Nhà máy Bia Hà Nội - Mê Linh

Sinh viên Hàn Quốc hào hứng khám phá môi trường làm việc tại Nhà máy Bia Hà Nội - Mê Linh

Ngày 29/7/2025, Nhà máy Bia Hà Nội - Mê Linh (thuộc Tổng công ty CP Bia - Rượu - Nước giải khát Hà Nội - HABECO) đã chào đón hơn 40 sinh viên Hàn Quốc tới tham quan, trải nghiệm trong khuôn khổ chương trình giao lưu quốc tế Blue Ladder, do Tạp chí Tự động hóa Ngày nay phối hợp với Trường Đại học Khoa học Xã hội và Nhân văn tổ chức.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 31/7/2025: Tuổi Sửu vận may tài chính, tuổi Mùi dễ gặp điều xui xẻo

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 31/7/2025: Tuổi Sửu vận may tài chính, tuổi Mùi dễ gặp điều xui xẻo

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 31/7/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 30/7: Nhóm ngân hàng, chứng khoán hút dòng tiền, VN Index bật tăng hơn 14 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 30/7: Nhóm ngân hàng, chứng khoán hút dòng tiền, VN Index bật tăng hơn 14 điểm

Bước qua cú sốc giảm mạnh trước đó, thị trường ngày 30/7 chứng kiến sự trở lại đầy tự tin của dòng tiền thông minh, tập trung vào các cổ phiếu có nền tích lũy tốt và câu chuyện riêng. VN Index bật tăng gần 1%, thanh khoản duy trì ở mức cao, cho thấy kỳ vọng phục hồi đang được nhen nhóm trở lại trong giới đầu tư.
F88 ghi nhận kết quả kinh doanh vượt trội trước thềm UpCOM

F88 ghi nhận kết quả kinh doanh vượt trội trước thềm UpCOM

F88, công ty cho vay cầm cố tài sản lớn nhất Việt Nam, vừa công bố kết quả kinh doanh "bứt phá" trong quý II/2025, với tỷ lệ tăng trưởng đối với doanh thu là 38% và lợi nhuận trước thuế là 220% so với cùng kỳ năm trước. Đây được xem là bước chạy đà hoàn hảo trước thềm giao dịch cổ phiếu trên sàn UpCOM của công ty.
BIDV đồng hành với nữ doanh nhân trên hành trình chuyển đổi số

BIDV đồng hành với nữ doanh nhân trên hành trình chuyển đổi số

Vừa qua, tại Đà Nẵng, Ngân hàng TMCP Đầu tư và Phát triển Việt Nam (BIDV) đã đồng hành với Hội đồng Doanh nhân nữ Việt Nam tổ chức Hội thảo “AI và An toàn thông tin trong kỷ nguyên số”. Sự kiện thu hút gần 200 đại biểu từ các cơ quan, hiệp hội và nữ doanh nhân trên cả nước.
Công nghệ đã thay đổi ngành dịch vụ vận tải như thế nào?

Công nghệ đã thay đổi ngành dịch vụ vận tải như thế nào?

Sự xuất hiện loại hình xe hợp đồng ứng dụng công nghệ phần mềm như Grab, Be, Gojek,... đã làm thay đổi mạnh mẽ cơ cấu đội xe. Chất lượng phương tiện được cải thiện; doanh nghiệp đầu tư xe đời mới, trang bị điều hòa, wifi, GPS, camera hành trình. Các quy định kỹ thuật cũng được cập nhật theo lộ trình kiểm soát khí thải Euro 4, Euro 5, đặc biệt là với xe tải và xe khách,...
Ngân hàng MB tiếp tục hút vốn qua trái phiếu, lãi suất cao nhất 6,48%/năm

Ngân hàng MB tiếp tục hút vốn qua trái phiếu, lãi suất cao nhất 6,48%/năm

MB là một trong số những ngân hàng tích cực chào bán lượng lớn trái phiếu trong năm 2025. Chỉ trong tháng 7/2025, ngân hàng MB "hút" về hơn 2.600 tỷ đồng từ trái phiếu.
Đại diện Cục A05 nêu lý do thành lập Liên minh KOL Việt Nam trên mạng xã hội

Đại diện Cục A05 nêu lý do thành lập Liên minh KOL Việt Nam trên mạng xã hội

Ông Nguyễn Tiến Cường, đại diện Cục A05 cho biết, trong tháng 8 tới, việc thành lập Liên minh KOL Việt Nam sẽ được đưa ra tại Hội nghị KOL toàn quốc.
Quảng cáo
moxa