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
Tiêu chuẩn ESG ở Việt Nam vẫn còn mới mẻ, thiếu đồng bộ và đối mặt với nhiều thách thức

Tiêu chuẩn ESG ở Việt Nam vẫn còn mới mẻ, thiếu đồng bộ và đối mặt với nhiều thách thức

Nhằm tổ chức thực hiện các nhiệm vụ trong khuôn khổ đề tài, đề xuất giải pháp nâng cao năng lực thực thi tiêu chuẩn môi trường, xã hội và quản trị ESG của doanh nghiệp Việt Nam, ngày 18/9, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam phối hợp với Viện Kinh tế và Phát triển tổ chức Hội thảo “Thực thi tiêu chuẩn ESG tại các doanh nghiệp vừa và nhỏ trên địa bàn thành phố Hà Nội - Động lực để phát triển bền vững và nâng cao năng lực cạnh tranh”.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 19/9/2025: Tuổi Tý chi tiêu hợp lý, tuổi Mùi tình cảm may mắn

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 19/9/2025: Tuổi Tý chi tiêu hợp lý, tuổi Mùi tình cảm may mắn

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 19/9/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 18/9: Thị trường giằng co, bất động sản trở thành điểm sáng giữa áp lực bán

Thị trường chứng khoán ngày 18/9: Thị trường giằng co, bất động sản trở thành điểm sáng giữa áp lực bán

Phiên giao dịch chứng kiến sự giằng co rõ nét khi VN Index biến động với biên độ hơn 25 điểm trong ngày. Dù có lực cầu bắt đáy hỗ trợ cuối phiên, thanh khoản sụt giảm xuống mức thấp kỷ lục 02 tháng phản ánh tâm lý thận trọng của nhà đầu tư. Trong bối cảnh này, dòng tiền chọn lọc vẫn tìm đến một số nhóm ngành như bất động sản và thép, trong khi ngân hàng và chứng khoán chịu áp lực điều chỉnh.
TP.HCM khẳng định vị thế trung tâm công nghệ khu vực qua Tech4Life 2025

TP.HCM khẳng định vị thế trung tâm công nghệ khu vực qua Tech4Life 2025

Sáng 18/9 tại TP. Hồ Chí Minh, Triển lãm và Hội nghị Tech4Life 2025 chính thức khai mạc. Sự kiện do Sở Khoa học và Công nghệ TP. Hồ Chí Minh phối hợp với Hiệp hội Phần mềm và Dịch vụ CNTT Việt Nam (VINASA) tổ chức, quy tụ hơn 2.500 đại biểu, hơn 60 doanh nghiệp công nghệ, cùng hơn 100 dự án khởi nghiệp đổi mới sáng tạo và R&D đến từ 30 trường đại học, cao đẳng trên địa bàn
Báo chí - cầu nối quan trọng trong xây dựng đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ

Báo chí - cầu nối quan trọng trong xây dựng đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ

Sáng 18/9/2025 tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (LHHVN) tổ chức hội thảo với chủ đề "Sự đóng góp của báo chí trong tập hợp và xây dựng đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ vững mạnh". Hội thảo do PGS.TS Phạm Ngọc Linh - Phó Chủ tịch LHHVN và PGS.TS Nguyễn Thị Trường Giang - Phó Giám đốc Học viện Báo chí và Tuyên truyền đồng chủ trì.
Schneider Electric ra mắt 2 sản phẩm công nghệ UPS 3 pha Galaxy VXL và EasyPact MVS

Schneider Electric ra mắt 2 sản phẩm công nghệ UPS 3 pha Galaxy VXL và EasyPact MVS

Trong khuôn khổ Hội nghị Innovation Day 2025 diễn ra chiều 17/9, Schneider Electric chính thức ra mắt 2 sản phẩm mới: Galaxy VXL UPS - hệ thống bảo vệ nguồn điện và EasyPact MVS - giải pháp máy cắt không khí thế hệ mới. Hai sản phẩm tích hợp công nghệ mới, có nhiều tính năng vượt trội, tính ứng dụng cao.
Ngăn ngừa tình trạng ăn mòn "ẩn mình" của bộ biến tần

Ngăn ngừa tình trạng ăn mòn "ẩn mình" của bộ biến tần

Ăn mòn thường bị bỏ qua như một rủi ro gây hỏng hóc đối với các bộ truyền động công nghiệp. Các tiêu chuẩn ăn mòn truyền thống có thể chưa đủ khi áp dụng cho bộ truyền động. Ông Fausto Belotti, Giám đốc phân khúc toàn cầu ngành cao su và nhựa tại ABB Drive Products, mô tả một phương pháp thử nghiệm mới giúp dự đoán tuổi thọ của bộ truyền động trong môi trường khắc nghiệt.
Cổ tức ngân hàng "nóng" trở lại

Cổ tức ngân hàng "nóng" trở lại

Trong bối cảnh thị trường tài chính - ngân hàng Việt Nam bước sang giai đoạn tái cơ cấu mới, nhiều ngân hàng thương mại đồng loạt công bố phương án trả cổ tức với quy mô lớn, cả bằng tiền mặt lẫn cổ phiếu. Đây là điểm nhấn quan trọng của năm 2025, phản ánh nỗ lực gia tăng vốn điều lệ, củng cố nền tảng tài chính và đồng thời khẳng định cam kết mang lại lợi ích cho cổ đông.
Chính phủ giao Bộ GDĐT xây dựng đề án phát triển đại học tinh hoa

Chính phủ giao Bộ GDĐT xây dựng đề án phát triển đại học tinh hoa

Trong khuôn khổ Hội nghị toàn quốc quán triệt và triển khai thực hiện một số nghị quyết của Bộ Chính trị, Ủy viên Bộ Chính trị, Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính đã trình bày chuyên đề: “Nội dung trọng tâm, cốt lõi của Nghị quyết số 71-NQ/TW, ngày 22/8/2025 của Bộ Chính trị về đột phá phát triển giáo dục và đào tạo và Chương trình hành động thực hiện Nghị quyết số 71-NQ/TW”.
Tầm nhìn AI giúp doanh nghiệp định hình chiến lược bảo vệ an ninh mạng

Tầm nhìn AI giúp doanh nghiệp định hình chiến lược bảo vệ an ninh mạng

Trong không gian mạng hiện nay, dữ liệu là "tài nguyên", thuật toán là "quyền lực" và AI là "vũ khí mềm" mang sức mạnh định hình thực tại. Ước tính, AI có thể đóng góp tới hơn 12% GDP của Việt Nam vào năm 2030. Tuy nhiên, nếu không được bảo vệ đúng cách, chính các hệ thống AI có thể bị lợi dụng gây tổn hại nghiêm trọng về kinh tế, xã hội và an ninh quốc gia.
song-gia-tri