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
nam-moi
Tin bài khác
Nhiều trường đại học công bố siết điểm sàn, siết học bạ và giới hạn nguyện vọng

Nhiều trường đại học công bố siết điểm sàn, siết học bạ và giới hạn nguyện vọng

Kết thúc Tết Nguyên đán 2026, nhiều trường đại học, cao đẳng lên kế hoạch tuyển sinh sớm theo quy chế mới của Bộ Giáo dục và Đào tạo (Bộ GDĐT), trong đó tuân thủ yêu cầu siết điểm sàn, siết học bạ và giới hạn nguyện vọng tuyển sinh. Trường nào muốn mở rộng quy mô tuyển sinh phải nâng cao chỉ tiêu giảng viên có học vị Tiến sĩ.
Thị trường chứng khoán ngày 23/2: VN Index tăng hơn 36 điểm trong phiên đầu năm Bính Ngọ

Thị trường chứng khoán ngày 23/2: VN Index tăng hơn 36 điểm trong phiên đầu năm Bính Ngọ

Phiên giao dịch đầu tiên của năm Bính Ngọ khởi đầu tích cực khi VN Index mở GAP tăng mạnh và đóng cửa tại vùng giá cao nhất phiên. Sắc xanh lan tỏa rộng khắp các nhóm ngành dù khối ngoại bán ròng mạnh trên HoSE.
Weldcom nâng tầm doanh nghiệp Việt trong lĩnh vực sản xuất và gia công kim loại

Weldcom nâng tầm doanh nghiệp Việt trong lĩnh vực sản xuất và gia công kim loại

Với hơn 20 năm định vị thương hiệu trong ngành sản xuất gia công kim loại, Weldcom không chỉ đủ năng lực cung cấp thiết bị, mà còn kiến tạo các giải pháp tổng thể, gắn với thực tiễn sản xuất, đồng hành và thúc đẩy doanh nghiệp Việt phát triển mạnh mẽ, vươn ra thị trường thế giới.
Thủ tướng yêu cầu bứt tốc KHCN, kích hoạt động lực tăng trưởng mới

Thủ tướng yêu cầu bứt tốc KHCN, kích hoạt động lực tăng trưởng mới

Ngay sau kỳ nghỉ Tết Bính Ngọ 2026, chiều 22/2 (mùng 6 Tết), Thủ tướng Phạm Minh Chính chủ trì họp Thường trực Chính phủ, yêu cầu khẩn trương ban hành Chỉ thị đôn đốc thực hiện nhiệm vụ trọng tâm với tinh thần “ăn Tết gọn, làm việc sớm, vào việc ngay”. Thông điệp xuyên suốt là siết kỷ cương, thúc giải ngân, ổn định vĩ mô và đặc biệt tạo xung lực mới cho khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo, chuyển đổi số ngay từ những ngày đầu năm.
Nhà máy rượu vang châu Âu nâng cao hiệu quả nhờ giải pháp xếp pallet bằng cobot

Nhà máy rượu vang châu Âu nâng cao hiệu quả nhờ giải pháp xếp pallet bằng cobot

Đối với các nhà máy rượu vang và doanh nghiệp đồ uống, công đoạn xếp pallet là một khâu lặp lại và tiêu tốn nhiều sức lao động, khi việc bốc xếp, xếp chồng thùng carton thủ công trong nhiều giờ vừa làm giảm tốc độ xử lý vừa gây mệt mỏi và gia tăng nguy cơ chấn thương cho người lao động.
Nhận định phiên giao dịch ngày 23/2: Mở thêm vị thế mua, nhưng hạn chế mua đuổi

Nhận định phiên giao dịch ngày 23/2: Mở thêm vị thế mua, nhưng hạn chế mua đuổi

Phiên giao dịch ngày 13/2 ghi nhận đà tăng tiếp tục được duy trì khi VN-Index kiểm định thành công vùng hỗ trợ mạnh đã được đề cập trước đó. Dù là phiên cuối cùng trước kỳ nghỉ Tết dài ngày, thanh khoản thị trường vẫn cải thiện nhẹ, cho thấy dòng tiền chưa rút lui và tâm lý nhà đầu tư tương đối ổn định.
[E-Magazine] Hiện đại hóa hạ tầng số - cần can đảm và tỉnh táo!

[E-Magazine] Hiện đại hóa hạ tầng số - cần can đảm và tỉnh táo!

Hạ tầng số không ồn ào như nhà máy, không lấp lánh như đô thị thông minh, cũng không tạo cảm xúc tức thì như các ứng dụng tiêu dùng. Nhưng nó là tầng nền vô hình quyết định tốc độ phát triển, khả năng tự chủ và cả biên độ rủi ro của một quốc gia. Việt Nam đang đứng trước một ngưỡng cửa quan trọng, hoặc bước qua bằng cải cách thực chất, hoặc chấp nhận đi chậm trong một thế giới không chờ đợi.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 23/2/2026: Tuổi Mão may mắn trong công việc, tuổi Tý bị nói xấu

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 23/2/2026: Tuổi Mão may mắn trong công việc, tuổi Tý bị nói xấu

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 23/2/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Toyota Canada triển khai robot hình người Digit tại nhà máy Ontario

Toyota Canada triển khai robot hình người Digit tại nhà máy Ontario

Toyota Motor Manufacturing Canada (TMMC) xác nhận sẽ triển khai robot hình người Digit của Agility Robotics tại nhà máy lắp ráp ở Woodstock, Ontario, cách Toronto khoảng 80 dặm về phía tây nam.
Tết làng - Nét văn hóa đặc sắc của người Dao Thanh Phán

Tết làng - Nét văn hóa đặc sắc của người Dao Thanh Phán

Khởi sinh từ ký ức, từ niềm tin và sự sum vầy, với người Dao Thanh Phán ở khu Đèo Đọc, phường Hoành Bồ (tỉnh Quảng Ninh), Tết làng chính là mùa xuân về sớm nhất trong năm - mùa xuân của cộng đồng, của nguồn cội và của mạch văn hóa được gìn giữ qua bao thế hệ.
song-gia-tri