bau-cu-dai-bieu
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
Cử tri trí thức Liên hiệp hội Việt Nam đóng góp ý kiến trước Kỳ họp thứ Nhất, Quốc hội khóa XVI

Cử tri trí thức Liên hiệp hội Việt Nam đóng góp ý kiến trước Kỳ họp thứ Nhất, Quốc hội khóa XVI

Sáng ngày 17/3, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp hội Việt Nam) tổ chức hội thảo đóng góp ý kiến cử tri trí thức gửi tới Kỳ họp thứ Nhất, Quốc hội khóa XVI. Hội thảo diễn ra trong bối cảnh cuộc bầu cử đại biểu Quốc hội khóa XVI và đại biểu Hội đồng nhân dân các cấp nhiệm kỳ 2026 - 2031 vừa diễn ra thành công.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 18/3/2026: Tuổi Tuất tâm trạng ko vui , tuổi Thân cải thiện tình cảm

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 18/3/2026: Tuổi Tuất tâm trạng ko vui , tuổi Thân cải thiện tình cảm

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 18/3/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 17/3: Áp lực bán cuối phiên khiến đà tăng suy giảm

Thị trường chứng khoán ngày 17/3: Áp lực bán cuối phiên khiến đà tăng suy giảm

Khởi đầu tích cực với sắc xanh lan tỏa, có lúc VN Index đã áp sát mốc 1.730 điểm. Tuy nhiên, áp lực chốt lời gia tăng về cuối phiên khiến chỉ số thu hẹp đà tăng, phản ánh tâm lý thận trọng của dòng tiền ngắn hạn.
Những rủi ro phổ biến khi ứng dụng AI trong các doanh nghiệp

Những rủi ro phổ biến khi ứng dụng AI trong các doanh nghiệp

Việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) đang tăng tốc mạnh mẽ trong cộng đồng doanh nghiệp, đặc biệt là các doanh nghiệp công nghiệp và sản xuất. Tại Mỹ, khoảng 66% doanh nghiệp nhỏ hiện đã sử dụng AI dưới một hình thức nào đó. Trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là sản xuất, AI dần chuyển từ một công nghệ thử nghiệm thành công cụ thiết yếu giúp tối ưu hóa quy trình, nâng cao năng suất và cải thiện khả năng ra quyết định.
Nhận định phiên giao dịch ngày 17/3: Tích trữ một phần tỷ lệ tiền mặt để dành sức mua

Nhận định phiên giao dịch ngày 17/3: Tích trữ một phần tỷ lệ tiền mặt để dành sức mua

Sau chuỗi phiên rung lắc và thanh khoản suy giảm, thị trường chứng khoán đang bước vào giai đoạn tích lũy với xu hướng ngắn hạn chưa rõ ràng. Các chuyên gia khuyến nghị nhà đầu tư duy trì sự thận trọng, hạn chế mở vị thế mua mới và giữ lại một phần tỷ lệ tiền mặt để sẵn sàng giải ngân khi thị trường xuất hiện nhịp điều chỉnh sâu hơn với mức chiết khấu hấp dẫn.
10 sai lầm chiến lược khiến doanh nghiệp thất bại khi mua sắm công nghệ tự động hóa

10 sai lầm chiến lược khiến doanh nghiệp thất bại khi mua sắm công nghệ tự động hóa

Trong nhiều trường hợp, thất bại khi triển khai công nghệ tự động hóa trong doanh nghiệp không xuất phát từ việc lựa chọn sai phần mềm hay phần cứng. Thay vào đó, nguyên nhân thường xuất hiện sớm hơn nhiều ngay từ giai đoạn các tổ chức bắt đầu quy trình đấu thầu mà chưa có sự liên kết chiến lược rõ ràng, mục tiêu hoạt động cụ thể hoặc tầm nhìn chung về vai trò của tự động hóa trong quá trình chuyển đổi sản xuất.
Lễ hội Du lịch Hà Nội 2026 thu hút gần 80.000 lượt du khách

Lễ hội Du lịch Hà Nội 2026 thu hút gần 80.000 lượt du khách

Tối 15/3, tại Công viên Thống Nhất, Lễ hội Du lịch Hà Nội 2026 chính thức bế mạc sau ba ngày diễn ra sôi nổi, thu hút gần 80.000 lượt người dân và du khách tham quan, trải nghiệm.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 17/3/2026: Tuổi Dần cần kiên nhẫn, tuổi Ngọ nhận tin vui

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 17/3/2026: Tuổi Dần cần kiên nhẫn, tuổi Ngọ nhận tin vui

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 17/3/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Kỳ thi đánh giá tư duy đợt 2 của Đại học Bách khoa Hà Nội thu hút gần 21.000 thí sinh tham dự

Kỳ thi đánh giá tư duy đợt 2 của Đại học Bách khoa Hà Nội thu hút gần 21.000 thí sinh tham dự

Trong 2 ngày 14 và 15/3, Đại học Bách khoa Hà Nội (HUST) tổ chức thi Đánh giá tư duy (TSA) đợt 2 năm 2026, cho gần 21.000 thí sinh, tại 28 điểm thi trên cả nước.
Thị trường chứng khoán ngày 16/3: Cổ phiếu dầu khí bị bán mạnh, dòng tiền thận trọng

Thị trường chứng khoán ngày 16/3: Cổ phiếu dầu khí bị bán mạnh, dòng tiền thận trọng

Các nhà đầu tư giao dịch khá thận trọng trong bối cảnh xung đột quân sự tại Trung Đông chưa có dấu hiệu hạ nhiệt. VN Index giảm nhẹ hơn 3 điểm với thanh khoản thấp, trong khi nhóm dầu khí và phân bón bị bán mạnh.
song-gia-tri