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-thong-bao
Tin bài khác
Hà Nội kích hoạt quỹ đổi mới sáng tạo 500 tỷ đồng, định hình hệ sinh thái khởi nghiệp mới

Hà Nội kích hoạt quỹ đổi mới sáng tạo 500 tỷ đồng, định hình hệ sinh thái khởi nghiệp mới

Với mục tiêu hình thành quỹ vốn mồi trên 500 tỷ đồng giai đoạn 2031-2035 và xây dựng cơ chế sandbox thử nghiệm chính sách, Trung tâm Đổi mới sáng tạo Hà Nội được kỳ vọng tháo gỡ điểm nghẽn vốn và pháp lý cho startup Thủ đô.
Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: Ngày vía Thần Tài - Ngân hàng đua lì xì lãi suất, tặng vàng hút khách gửi tiết kiệm

Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: Ngày vía Thần Tài - Ngân hàng đua lì xì lãi suất, tặng vàng hút khách gửi tiết kiệm

Tuần qua, tuần làm việc đầu tiên của năm mới nhưng đã có nhiều ngân hàng đã có những động thái quan trọng nhằm mở rộng dịch vụ đầu năm và thu hút khách hàng với hàng loạt diễn biến đáng chú ý liên quan đến hoạt động kinh doanh:Ngân hàng đua lì xì lãi suất, tặng vàng hút khách gửi tiết kiệm; ập đoàn DOJI hút khách mua vàng bạc ngày Thần Tài; Ngân hàng thu hơn 1 triệu tỷ đồng lãi cho vay năm 2025...
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 1/3/2026: Tuổi Hợi tình cảm không được tốt, tuổi Mão hanh thông vượng phát

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 1/3/2026: Tuổi Hợi tình cảm không được tốt, tuổi Mão hanh thông vượng phát

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 1/3/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Ngữ cảnh dữ liệu - Nền tảng quyết định thành bại của Công nghiệp 4.0 và AI công nghiệp

Ngữ cảnh dữ liệu - Nền tảng quyết định thành bại của Công nghiệp 4.0 và AI công nghiệp

Trong kỷ nguyên sản xuất thông minh, không phải mọi dữ liệu đều mang giá trị. Lịch sử từng ghi nhận câu chuyện một kỹ sư vô tình vứt bỏ ổ cứng chứa khóa riêng của 8.000 Bitcoin, minh chứng điển hình cho việc dữ liệu giá trị có thể bị xem như rác. Ngược lại, trong các kho dữ liệu doanh nghiệp, không ít thông tin trông có vẻ “quan trọng” nhưng thực chất vô dụng vì thiếu một yếu tố cốt lõi: ngữ cảnh dữ liệu.
PGS.TS. Hoàng Minh Sơn được giao quyền Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo

PGS.TS. Hoàng Minh Sơn được giao quyền Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo

Ngày 27/2/2026, Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số 356/QĐ-TTg điều động và giao Quyền Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo cho PGS.TS. Hoàng Minh Sơn - Ủy viên Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa XIV, Giám đốc Đại học Quốc gia Hà Nội. Quyết định thể hiện sự tin tưởng của Đảng, Nhà nước đối với năng lực quản lý và những đóng góp nổi bật của ông trong tiến trình đổi mới giáo dục đại học.
Hiệp hội Tự động hóa Quốc tế ban hành tiêu chuẩn mới cho hệ thống SCADA

Hiệp hội Tự động hóa Quốc tế ban hành tiêu chuẩn mới cho hệ thống SCADA

Hiệp hội Tự động hóa Quốc tế (ISA) vừa chính thức công bố tiêu chuẩn ANSI/ISA-112.00.01-2025 - Hệ thống SCADA, Phần 1: Vòng đời, sơ đồ và thuật ngữ của hệ thống SCADA, đánh dấu bước tiến quan trọng trong việc chuẩn hóa quản lý và hiện đại hóa các hệ thống điều khiển giám sát trên toàn cầu. Tiêu chuẩn hiện đã được phát hành trên website của ISA và được cung cấp miễn phí cho các thành viên như một quyền lợi thành viên.
Động cơ SynRM tiêu chuẩn IE6 mở ra bước tiến mới về tiết kiệm năng lượng trong công nghiệp

Động cơ SynRM tiêu chuẩn IE6 mở ra bước tiến mới về tiết kiệm năng lượng trong công nghiệp

ABB vừa công bố cung cấp rộng rãi động cơ đồng bộ từ trở không nam châm (SynRM) đạt cấp hiệu suất IE6, với dải công suất từ 100 kW đến 450 kW. Theo hãng, dòng động cơ mới có thể giúp giảm tới 76% mức tiêu thụ năng lượng so với các thiết bị đạt chuẩn IE5 trước đó. Các động cơ siêu hiệu suất này sử dụng khung 280 và 315, vận hành ở tốc độ 3.600 vòng/phút, hướng tới các ứng dụng công nghiệp yêu cầu hiệu suất cao như quạt, bơm, máy nén và nhiều hệ thống truyền động khác.
Phim Tết Việt rộn ràng "xuất ngoại": Từ phòng vé nội địa đến quảng bá văn hóa toàn cầu

Phim Tết Việt rộn ràng "xuất ngoại": Từ phòng vé nội địa đến quảng bá văn hóa toàn cầu

Không chỉ tạo sức nóng tại rạp chiếu trong nước dịp đầu Xuân Bính Ngọ, nhiều phim Tết Việt năm nay còn đồng loạt mở rộng phát hành quốc tế.
Sắp diễn ra vòng thi cấp Tỉnh Sân chơi Toán học Việt Nam

Sắp diễn ra vòng thi cấp Tỉnh Sân chơi Toán học Việt Nam

Viện Nghiên cứu cao cấp về Toán (thuộc Bộ GDĐT) vừa có công văn gửi Sở GDĐT các tỉnh về việc tổ chức thi Chặng 4 Sân chơi Toán học Việt Nam (Vietnam Mathematical Festival - VNMF) năm học 2025 - 2026 cho học sinh từ lớp 1 đến lớp 9 trên toàn quốc, vào cuối tháng 3 tới.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 28/2/2026: Tuổi Tý một ngày vượng, tuổi Dần chú ý lối hành xử

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 28/2/2026: Tuổi Tý một ngày vượng, tuổi Dần chú ý lối hành xử

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 28/2/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
song-gia-tri