Trong cuộc sống hiện đại, các thiết bị khoa học và công nghệ ngày càng phát triển và nâng cao hơn nhằm mục đích phục vụ các nhu cầu trong sản xuất và đời sống của con người. Cảm biến vị trí cũng có mục đích tương tự. Trong bài viết này, Blogthietbidien.com sẽ cung cấp cho bạn thêm thông tin về khái niệm cũng như cách ứng dụng Position sensors vào trong đời sống.
Tìm hiểu về cảm biến vị trí
Có lẽ cụm từ cảm biến vị trí đã quá quen thuộc đối với mọi người, thế nhưng để hiểu rõ hơn về thiết bị này thì mời bạn theo dõi thông tin dưới đây:
Cảm biến vị trí được dùng để đo khoảng cách di chuyển của vật thể này đến vị trí tham chiếu kia. Trong một số lĩnh vực của công nghệ và đời sống thì cảm biến vị trí được sử dụng để phát hiện ra sự xuất hiện hay thiếu sót bất kỳ vật thể nào đó.
Để có thể điều khiển được các chuyển động thì các thông tin đo đạc được như: Vị trí, khoảng cách của cảm biến phải kết hợp với phép đo tốc độ , vận tốc, thời gian và gia tốc.
Hiện nay, người dùng có thể tính được vị trí chính xác dựa vào khoảng cách giữa 2 điểm hoặc khoảng cách khi di chuyển ra 1 điểm cố định. Dựa vào từng loại cảm biến vị trí khác nhau để nhận biết được đúng đắn chuyển động của vật thể bằng đường thẳng hay chuyển động góc.
Một số loại cảm biến vị trí phổ biến
Để đáp ứng được nhu cầu của người dùng mà trên thị trường có đa dạng loại cảm biến như sau:
Thiết bị cảm biến đo điện thế
Loại cảm biến này hoạt động dựa theo nguyên tắc hiệu ứng điện trở.
Khi có 1 rãnh điện trở vận hành tương đương một yếu tố cảm biến. Bộ phận gạt nước sẽ được gắn vào trong cảm biến hay 1 phần cảm biến có khả năng di chuyển. Khi cần gạt nước chuyển động thì sẽ được tiếp xúc với vật thể cần đo và làm thay đổi lực cản giữa nước và một đầu của rãnh.
Cấu tạo của cảm biến gồm: dây điện trở hay vật liệu piezoresistive, carbon
Thiết bị cảm biến điện dung
Được vận hành dựa trên 2 cấu hình như sau:
Sự thay đổi của vùng chồng lấp
Một bộ phận trong phần thân sẽ được kết nối với 1 trong số các tấm và tấm còn lại sẽ được cố định. Vùng chồng lấp giữa các bản sẽ thay đổi dựa vào chuyển động của cơ thể. Cuối cùng, khi khu vực chồng chéo biến đổi lên nhau thì sẽ tạo ra thay đổi điện dung giữa các bản.
Sự thay đổi hằng số điện môi
Vật thể có độ dịch chuyển cần phải đo được gắn kết với những vật liệu điện môi giữa các bản. Sự chuyển động hình thành nên hằng số điện môi hiệu dụng giữa các bản, đây là kết quả được tạo nên nhờ vật liệu điện môi và không khí.
Thiết bị cảm biến từ tính
Trong thiết bị cảm biến từ tính có cấu tạo bao gồm: Nam châm vị trí. Có khả năng đo khoảng cách giữa ống dẫn sóng và mô đun điện tử, thanh cảm biến và phần nam châm.
Từ mô đun điện có một xung điện được truyền xuống ống dẫn sóng, từ trường được hình thành từ xung hiện tại sẽ tương tác với từ trường nam châm. Lúc này sóng âm hoặc sóng biến dạng xoắn trong phần ống dẫn xoắn sẽ được tạo ra. Phần sóng khi truyền đến cuối thì cảm biến sẽ cảm nhận được sự hiện diện rõ nhất.
Thiết bị cảm biến dựa trên hiện tại
Một từ trường chính sẽ được hình thành dựa vào điện xoay chiều khi đặt vào cuộn dây. Từ đó, tạo ra dòng điện xoáy trong phần vật liệu dẫn điện và dòng điện xoáy cũng tạo ra từ trường thứ cấp có hiệu ứng trở kháng cuộn dây.
Sự biến đổi trở kháng cuộn dây và trường thứ cấp là do sự thay đổi của vật liệu dẫn điện. Ứng dụng sự thay đổi trong trở kháng nhằm đo đạc khoảng cách thân dẫn điện.
Dựa trên hiệu ứng Hall
Ở thiết bị cảm biến này, 1 Hall được hình từ bộ chuyển đổi sẽ liên kết với 1 nam châm và đặt cùng với 1 trục cảm biến.
Với sự chuyển động từ bộ phận hay cơ thể thì nam châm cũng sẽ chuyển động dẫn đến sự hình thành từ trường và điện áp Hall. Lúc này, điện áp Hall có nhiệm vụ ở vị trí của bộ phận chuyển động.
Thiết bị cảm biến quang
Cảm biến vị trí này hoạt động dựa trên 2 cơ chế:
Ánh sáng lan truyền từ đầu này và nhận được ở đầu còn lại, vì thế có thể biết được bước sóng, pha, cường độ, phân cực.
Ánh sáng lan truyền được phản xạ từ vật thể, sau đó sẽ trả về phía của nguồn theo dõi.
Công dụng Position sensors trong đời sống
Trong cuộc sống, cảm biến vị trí được sử dụng khá phổ biến như sau:
- Dùng trong sản xuất, lắp ráp các loại linh kiện và máy móc;
- Dùng trong các thiết bị y tế hiện đại nhằm khám, chữa bệnh;
- Dùng trong máy đóng gói sản phẩm, máy ép phun;
- Dùng trong hệ thống các phương tiện di chuyển như: xe máy, ô tô, máy bay,….
Cảm biến tại vị trí trục khuỷu của ô tô
Một trong những chức năng của cảm biến vị trí đó là có thể kiểm soát và điều khiển động cơ trong ô tô, cơ giới.
Chức năng và nhiệm vụ của thiết bị
Có khả năng điều chỉnh thời gian phun nhiên liệu một cách hợp lý, Cảm biến sẽ gửi tín hiệu đến cho ECU để nhận biết được vị trí của máy. Ngoài ra, giúp cho toàn bộ quá trình vận hành được diễn ra một cách hiệu quả nhất.
Vị trí lắp đặt
Những loại xe hiện đại thì thiết bị này sẽ được lắp đặt vào các vị trí như: đầu máy, lock máy, cuối bánh đà. Đối với các dòng xe trước đây thì thiết bị này được lắp tại Denco.
Kết cấu của thiết bị
Cấu tạo của của cảm biến tại vị trí trục khuỷu gồm 3 bộ phận: Cuộn dây điện từ, lõi nam châm vĩnh cửu và rotor…
Rotor có nhiệm vụ khép mạnh từ thông và thiết lập chế độ với bánh răng sao cho lượng bánh răng theo từng động cơ phù hợp.
Cách thức vận hành
Dựa vào hiện tượng từ trường để hoạt động. Luôn có một từ trường ổn định được tạo ra, do đó có thể dễ dàng hoạt động xác định vị trí, tốc độ của trục cam.
Cách thức kiểm tra và đo kiểm cảm biến tại vị trí khuỷu xe
Có 2 loại cảm biến cần phải kiểm tra để đảm bảo hoạt động diễn ra một cách trơn tru:
Đối với loại cảm biến từ
Kiểm tra điện trở khe hở của đầu cảm biến và cuộn dây đến vành tạo xung khoảng 0,3mm – 0,5mm với loại nằm trong Denco và loại cảm biến bắt ở đầu Puly hoặc đuôi bánh đà khoảng 0,5 – 1,5mm.
Đối với loại cảm biến quang, Hall
Kiểm tra khi bật chìa khóa On. Sử dụng đồng hồ đo chân Signal khi đề máy có tín hiệu xung vuông với các thông số kỹ thuật: Chân dương 12V, mát 0V, signal 5V.
Một số hư hỏng phổ biến
Trong quá trình sử dụng lâu dài, thiết bị có thể sẽ xảy ra một số lỗi thường gặp như: Đứt dây, chết cảm biến, chạm mát, lỏng giắt,….
Với những thông tin mà Blogthietbidien.com chia sẻ, hy vọng bạn có thêm được những kiến thức bổ ích về cảm biến vị trí đang ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống hằng ngày của con người. Hãy theo dõi trang của chúng tôi để có thể biết thêm được những tin tức thú vị nhé!
