1. Trang Chủ
  2. Điện - Điện tử
  3. Bài giảng kỹ thuật cảm biến và đo lường - Ths.Trần Văn Hùng - Chương 3

Bài giảng kỹ thuật cảm biến và đo lường - Ths.Trần Văn Hùng - Chương 3

Cảm biến quang điện sử dụng tia sáng để phát hiện sự hiện diện hoặc vắng mặt của đối tượng. Công nghệ này là một ý tưởng khác với Cảm biến tiệm cận cảm ứng khi mà đòi hỏi khoảng cách phát hiện dài hơn hoặc khi vật để cảm biến không phải là kim loại. Autonics có 4 kiểu thông dụng thuộc dòng sản phẩm Cảm biến quang điện được thiết kế với kỹ thuật tiên tiến kết hợp với công nghệ điện tử & quang học, được lựa chọn rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp... KHOA CÔNG NGH ðI N T N I DUNG MÔN H C K T

Thể loại Tài liệu miễn phí Điện - Điện tử

Số trang 28

Ngày tạo 8/30/2018 4:01:31 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 2.09 M

Tên tệp

Tải Bài giảng kỹ thuật cảm biến và đo lường - Ths.Trần... (.pdf)

Xem mẫu

  1. KHOA CÔNG NGH ðI N T N I DUNG MÔN H C K THU T C M BI N VÀ ðO LƯ NG • KHÁI NI M CHUNG • C M BI N TI M C N Chương 3: C M BI N QUANG • C M BI N QUANG • C M BI N V TRÍ VÀ KHO NG CÁCH Biên so n: ThS. Tr n Văn Hùng • C M BI N L C VÀ ÁP SU T 03-2012 • C M BI N NHI T ð N I DUNG CHƯƠNG 3 C M BI N ðI N QUANG o Cơ b n v c m bi n quang OPTICAL SENSOR o C m bi n quang lo i xuyên su t o C m bi n quang lo i thu phát chung o C m bi n quang khu ch tán o C m bi n quang phát hi n màu o C m bi n truy n b ng s i quang 1
  2. 3.1 CƠ B N V C M BI N QUANG 3.1 CƠ B N V C M BI N QUANG Cơ B n V Ánh Sáng Cơ B n V Ánh Sáng T n S và Bư c Sóng: Cư ng Đ AS Red infrared Infrared Các b c x trư ng ñi n t t n s cao (tia gamma, tia X và ánh sáng Laser Laser c c tím) có b c sóng ng n, mang nhi u năng lư ng. Red AS c c tím AS th y ñư c AS h ng ngo i ） (Ultra Violet） （Visible Light ） （Infra-Red） ） Blue Green UV-C UV-B UV-A Tím Chàm Lam L c Vàng Cam ð Violet Indigo Blue Green Yellow Orange Red （nm） ） 200 300 400 780 Bư c sóng 100 Bư c sóng (nm) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 Các b c x trư ng ñi n t t n s th p (as th y ñư c, as h ng ngo i, viba) Tia X Vùng c c tím Vùng as th y đư c H ng ngo i có b c sóng l n hơn nhưng mang ít năng lư ng hơn. 3.1 CƠ B N V C M BI N QUANG 3.1 CƠ B N V C M BI N QUANG Cơ B n V Ánh Sáng Cơ B n V Ánh Sáng Ph n x AS trên b m t: Khúc x AS: AS b khúc x t nư c đ n m t không khí V i m t, v t đây ө ө nKhông khí : 1.00 Đư ng as nnư c : 1.33 ngu n sáng ngu n sáng t v t nth y tinh : 1.46 V t th c n1 n1 n2 n1 < n2 n2 n1 > n2 B m t khu ch tán b m t bóng loáng 2
  3. 3.1 CƠ B N V C M BI N QUANG 3.1 CƠ B N V C M BI N QUANG Cơ B n V Ánh Sáng C u T o và Nguyên T c Ho t Đ ng nh Hư ng C a B M t Lên AS Ph n X : LED Đ u phát Ngu n sáng Ngu n sáng Ngu n sáng Ngu n sáng V t Th AMP Ph n x Ph n x Ph n x Ph n x AMP Đ u thu b m t khu ch tán b m t bóng loáng b m t kim lo i V t trong su t Photo-transistor 3.1 CƠ B N V C M BI N QUANG 3.1 CƠ B N V C M BI N QUANG C u T o và Nguyên T c Ho t Đ ng C u T o và Nguyên T c Ho t Đ ng Đi n áp Đi n áp OK M c ngư ng NG Cư ng đ sáng Cư ng đ sáng Cư ng đ sáng Lư ng ánh sáng nh n v s đư c chuy n Sensor xu t tín hi u ra báo có Photo Sensor t l thành tín hi u đi n áp (ho c dòng v t n u m c đi n áp l n hơn đi n) và sau đó đư c khu ch đ i. m c ngư ng Xung 3
  4. 3.1 CƠ B N V C M BI N QUANG 3.1 CƠ B N V C M BI N QUANG Ký Hi u C m Bi n Ký Hi u C m Bi n ĐI N C M C m bi n siêu âm ĐI N DUNG lo i thư ng m +18 to 30 Volts DC. +18 to 30 Volts DC. QUANG Output Output T SIÊU ÂM THƯ NG M 0V 0V THƯ NG ĐÓNG 3.1 CƠ B N V C M BI N QUANG 3.1 CƠ B N V C M BI N QUANG Ký Hi u C m Bi n Ký Hi u C m Bi n 24vDC 24vDC +18 to 30 Volts DC +18 to 30 Volts DC LO I PNP: LO I NPN: • Ngõ ra m c cao Output • Ngõ ra m c th p Output • Chuy n m ch dương • Chuy n m ch âm 0V 0V 0v 0v 4
  5. 3.1 CƠ B N V C M BI N QUANG 3.2 C M BI N QUANG LO I XUYÊN SU T Phân Lo i C m Bi n Quang 1. Thu Phát Đ c L p (Through Beam): Kho ng cách phát hi n Đ u phát Đ u thu Thu Phát Thu Phát V t Đ cL p Chung Phát hi n v t Th u kính Th u kính M ch M ch phát OFF nh n sáng ON ás Khuy ch Tán Diode Diode phát V t th nh n quang quang 3.2 C M BI N QUANG LO I XUYÊN SU T 3.2 C M BI N QUANG LO I XUYÊN SU T Nguyên t c ho t đ ng Nguyên t c ho t đ ng PHÁT: Transmitter THU: Receiver PHÁT: Transmitter THU: Receiver 5
  6. 3.2 C M BI N QUANG LO I XUYÊN SU T 3.2 C M BI N QUANG LO I XUYÊN SU T Nguyên t c ho t đ ng Nguyên t c ho t đ ng V T C N: Target PHÁT: Transmitter THU: Receiver PHÁT: Transmitter THU: Receiver 3.2 C M BI N QUANG LO I XUYÊN SU T 3.2 C M BI N QUANG LO I XUYÊN SU T Nguyên t c ho t đ ng Nguyên t c ho t đ ng PHÁT: Transmitter THU: Receiver PHÁT: Transmitter THU: Receiver 6
  7. 3.2 C M BI N QUANG LO I XUYÊN SU T 3.2 C M BI N QUANG LO I XUYÊN SU T Nguyên t c ho t đ ng Nguyên t c ho t đ ng PHÁT: Transmitter THU: Receiver PHÁT: Transmitter THU: Receiver 3.2 C M BI N QUANG LO I XUYÊN SU T 3.2 C M BI N QUANG LO I XUYÊN SU T Nguyên t c ho t đ ng Nguyên t c ho t đ ng PHÁT: Transmitter THU: Receiver PHÁT: Transmitter THU: Receiver 7
  8. 3.2 C M BI N QUANG LO I XUYÊN SU T 3.1 C M BI N QUANG LO I XUYÊN SU T Nguyên t c ho t đ ng Nguyên t c ho t đ ng V T C N: Target PHÁT: Transmitter THU: Receiver PHÁT: Transmitter THU: Receiver Trong m t vài c m bi n có th phát hi n v t trên 30m Phát hi n ñư c nhi u v t khác nhau k c v t trong su t Phát hi n chính xác khi thu phát theo ñư ng th ng 3.3 C M BI N QUANG THU PHÁT CHUNG 3.3 C M BI N QUANG THU PHÁT CHUNG Thu Phát Chung (Retro Replective): Nguyên t c ho t đ ng Kho ng cách phát hi n Sensor T Gương PHÁT: Transmitter R THU: Receiver V t B M T PH N X α αβ β Gương MSR Gương Thư ng (Mirror Surface Rejection) 8
  9. 3.3 C M BI N QUANG THU PHÁT CHUNG 3.3 C M BI N QUANG THU PHÁT CHUNG Nguyên t c ho t đ ng Nguyên t c ho t đ ng PHÁT: Transmitter T R THU: Receiver PHÁT: Transmitter T R THU: Receiver B M T PH N X B M T PH N X 3.3 C M BI N QUANG THU PHÁT CHUNG 3.3 C M BI N QUANG THU PHÁT CHUNG Nguyên t c ho t đ ng Nguyên t c ho t đ ng V TC N PHÁT: Transmitter T PHÁT: Transmitter T R R THU: Receiver THU: Receiver B M T PH N X B M T PH N X 9
  10. 3.3 C M BI N QUANG THU PHÁT CHUNG 3.3 C M BI N QUANG THU PHÁT CHUNG Nguyên t c ho t đ ng Nguyên t c ho t đ ng PHÁT: Transmitter T PHÁT: Transmitter T R R THU: Receiver THU: Receiver B M T PH N X B M T PH N X 3.3 C M BI N QUANG THU PHÁT CHUNG 3.3 C M BI N QUANG THU PHÁT CHUNG Nguyên t c ho t đ ng Nguyên t c ho t đ ng PHÁT: Transmitter T PHÁT: Transmitter T R R THU: Receiver THU: Receiver B M T PH N X B M T PH N X 10
  11. 3.3 C M BI N QUANG THU PHÁT CHUNG 3.3 C M BI N QUANG THU PHÁT CHUNG Nguyên t c ho t đ ng Nguyên t c ho t đ ng PHÁT: Transmitter T PHÁT: Transmitter T R R THU: Receiver THU: Receiver B M T PH N X B M T PH N X - Kho ng cách ch c ½ , 1/3 so v i phương pháp truy n xuyên tâm. - Không thích h p khi dùng ñ phát hi n các v t li u trong su t ho c các v t li u có b m t ph n x ñư c. 3.3 C M BI N QUANG THU PHÁT CHUNG 3.4 C M BI N QUANG KHU CH TÁN Nguyên t c ho t đ ng Khu ch Tán (Diffuse Replective): Sensor V t PHÁT: Transmitter T R THU: Receiver E B M T PH N X R - V t phát hi n ph i có kích thư c l n hơn b ph n ph n x c a c m bi n. Sensor - S d ng nhi u nh t trong các ng d ng phát hi n v t, thùng, h p V t trong băng chuy n s n xu t. 11
  12. 3.4 C M BI N QUANG KHU CH TÁN 3.4 C M BI N QUANG KHU CH TÁN Nguyên t c ho t đ ng Nguyên t c ho t đ ng V TC N V TC N PHÁT: Transmitter T PHÁT: Transmitter T R R THU: Receiver THU: Receiver 3.4 C M BI N QUANG KHU CH TÁN 3.4 C M BI N QUANG KHU CH TÁN Nguyên t c ho t đ ng Nguyên t c ho t đ ng V TC N V TC N PHÁT: Transmitter T PHÁT: Transmitter T R R THU: Receiver THU: Receiver 12
  13. 3.4 C M BI N QUANG KHU CH TÁN 3.4 C M BI N QUANG KHU CH TÁN Nguyên t c ho t đ ng Nguyên t c ho t đ ng V TC N V TC N PHÁT: Transmitter T PHÁT: Transmitter T R R THU: Receiver THU: Receiver 3.4 C M BI N QUANG KHU CH TÁN C M BI N ðI N QUANG Nguyên t c ho t đ ng NG D NG C M BI N QUANG V TC N XUYÊN SU T PHÁT: Transmitter T R THU: Receiver ðây là lo i c m bi n có kho ng cách phát hi n ng n nh t, kho ng cách phát hi n tùy thu c vào màu s c hay b m t ph n x t nhiên c a v t Không phù h p trong môi trư ng ô nhi m V t có kích thư c l n s có kho ng cách phát hi n càng xa 13
  14. 3.4 C M BI N QUANG KHU CH TÁN 3.4 C M BI N QUANG KHU CH TÁN ng D ng C m Bi n Thu Phát Đ c L p: ng D ng C m Bi n Thu Phát Đ c L p: E3S-C Ki m tra thu c Phát hi n s a trong h p gi y Phát hi n gãy mũi khoan Phát hi n các v t l n E3C- Đ c đi m: E3C E3C - Đ tin c y cao - Kho ng cách phát hi n xa - Không b nh hư ng b i b m t, màu s c v t Phát hi n v t băng ngang qua Phát hi n linh ki n đi n t Phát hi n các v t nh PHÁT HI N M C S A TRONG H P GI Y APPLICATION Đ phát hi n s a / nư c qu bên trong h p màu tr ng không trong su t. C M BI N ðI N QUANG OMRON E3Z-T61, v i tia sáng m nh có th xuyên qua v b c gi y bên ngoài và SOLUTION vì v y có th phát hi n đư c s a / nư c trái cây t i th i đi m hi n t i cũng như phát hi n đư c m c c a ch t l ng này. NG D NG C M BI N QUANG THU PHÁT CHUNG 14
  15. C m Bi n Quang - Lo i Thu Phát Chung C m Bi n Quang - Lo i Thu Phát Chung ng D ng C m Bi n Thu Phát Chung: ng D ng C m Bi n Thu Phát Chung: Đ c đi m: - Đ tin c y cao - Gi m b t dây d n - Có th phân bi t đư c v t trong su t, m , bóng loáng PHÁT HI N MÀNG TRONG SU T NH N BI T CÁC CHAI TRONG SU T APPLICATION Phát hi n các lo i màng/phim trong su t . APPLICATION Đ nh n bi t các chai trong su t. OMRON OMRON E3Z-B là lo i sensor m i c a Omron chuyên dùng đ nh n bi t các chai SOLUTION E3S-R12 đ c bi t thích h p đ phát hi n màng trong su t v i đ tin c y cao. SOLUTIO N PET và chai trong su t. B n cũng có th dùng model cũ là E3S-CR67 . 15
  16. PHÁT HI N CHAI PET Phát hi n chat PET trên dây chuy n. Chai PET có th d ng tròn ho c C m Bi n Quang - Lo i Khuy chTán APPLICATION vuông. Chai PET đ ng nư c ho c ch t l ng trong su t. N u s d ng các sensor thư ng đ phát hi n chai PET trong thì ng D ng C m Bi n Khuy ch Tán: OMRON SOLUTIO N đôi lúc không n đ nh. Sensor E3Z-B có kh năng phát hi n t t v i đ tin c y r t cao. E3SC-V E3T-FD1 Đ c đi m: E3SC-V -D l pđ t - B nh hư ng b i b m t, màu s c v t, n n, GIÁM SÁT TR C TI P CHI U CAO C A BÁNH C M BI N ðI N QUANG APPLICATION Đ đo chi u cao c a bánh bên trong h p ch a. OMRON Z4W-V là lo i Laser sensor và nó có th phát hi n đư c chi u cao c a NG D NG C M BI N QUANG SOLUTIO N bánh đư c làm ra v i đ chính xác t i vài micromet. KHU CH TÁN 16
  17. PHÁT HI N DÃI BĂNG NIÊM PHONG TRÊN BAO THU C LÁ Bao thu c lá đư c b c b i m t v b c nolon sáng màu và có m t d i băng C m Bi n Quang - Ph n X Gi i H n APPLICATION sáng màu đ d dàng có th bóc l p nilon này ra. dùng sensor đ phát hi n d i băng này có n m đúng v trí hay không? 3. C m Bi n Quang Ph n X Gi i H n (Limited Reflective): OMRON E3C-VM35R r t nh và có th phát hi n v t th có kích thư c nh đ n 0,2 mm. SOLUTIO N Nó cũng phân bi t đư c s khác bi t r t nh v màu s c. Tr c thu Tr c phát V t N n N n B phát B nh n Vùng phát hi n C m Bi n Quang - Ph n X Gi i H n C m Bi n Quang - Lo i Đ t Kho ng Cách ng D ng Sensor Quang Ph n X Gi i H n : 4. C m Bi n Quang Đ t Kho ng Cách (Distance Settable): Dãi cài đ t Sensor V t Dãi c m bi n Nh đ t đư c kho ng cách, n n đã đư c v t tri t tiêu Đ c đi m: - Ch phát hi n v t trong vùng phát hi n gi i h n. PSD - Không b nh hư ng b i màu n n sau vùng c m bi n. - Lý tư ng cho nhi u ng d ng c n tri u tiêu n n 17
  18. C m Bi n Quang - Lo i Đ t Kho ng Cách C M BI N ðI N QUANG ng D ng C m Bi n Đ t Kho ng Cách: NG D NG C M BI N QUANG Đ C KHO NG CÁCH E3S-CL Đ c đi m: - Ch phát hi n v t theo v trí đ t - B thu s d ng thi t b đ nh v v trí (PSD), không s d ng transistor quang nên không b nh hư ng b i màu n n, đ bóng, PHÁT HI N THI U NG HÚT TRÊN H P S A PHÁT HI N NIÊM PHONG B NG CAO SU TRÊN N P CHAI APPLICATION Đ phát hi n có ho c không có ng mút đi kèm theo đ u ng đóng h p. APPLICATION Phát hi n thi u niêm phong b ng cao su trên n p chai l ? E3G-L1 là sensor đ t đư c kho ng cách th h m i. Nó có th nh n bi t OMRON đư c s khác bi t r t nh v chi u cao. Sensor ho t đ ng r t n đ nh và OMRON E3G-L1 là sensor đ t đư c kho ng cách th h m i và nó có th phát SOLUTION không b nh hư ng b i màu s c, ch t li u, đ nghiêng d c, đ bóng và SOLUTION hi n đư c s khác bi t chi u cao dù là nh nh t m t cách r t chính xác. kích thư c c a v t th . 18
  19. PHÁT HI N THI U CHAI. PHÁT HI N BAO Đ NG G O M APPLICATION Phát hi n chai b thi u trong h p? APPLICATION Phát hi n bao đ ng g o đã đư c m trư c khi bao này t i máy đ g o vào bao. OMRON E3G-L1 là sensor đ t kho ng cách th h m i, có th phát hi n đư c OMRON E3G-L1 là sensor đ t kho ng cách th h m i. Nó cũng có th phát hi n SOLUTION các v t th m t cách n đ nh b t k màu s c, ch t li u, đ nghiêng SOLUTION đư c s khác nhau v đ cao cho dù là r t nh m t cách chính xác. d c, bóng. PHÁT HI N K O TRÊN DÂY CHUY N PHÁT HI N TH C PH M TRONG KHAY APPLICATION Phát hi n k o trên dây chuy n? APPLICATION Phát hi n th c ph m trong khay. Hình d ng c a viên k o không đúng qui cách và s có ph n x t gi y OMRON b c k o và màu c a gi y b c cũng thay đ i. E3G-L1 có ch c năng đ t OMRON E3S-CL là sensor quang đ t đư c kho ng cách. Có th d dàng ch nh SOLUTION n n có th phát hi n đư c v t th bóng và g gh màu s c khác nhau SOLUTION đư c kho ng cách đo. v i đ tin c y cao. 19
  20. C M BI N ðI N QUANG C m Bi n Quang - Lo i Thu Phát Chung 4. C m Bi n Màu (Color Sensor): NG D NG C M BI N QUANG kính FAO PHÁT HI N MÀU (đ , xanh lá qua, xanh dương Th u kính thu V t kính FAO ph n x ) (đ qua, xanh lá ph n x ) LED đ LED Th u kính phát xanh lá LED Monitor xanh dương photodiode C m bi n màu phát các ánh sáng đ (R), xanh lá (G), xanh dương (B) t i v t c m bi n, sau đó nh n ánh sáng ph n x v , phân tích t l các ánh sáng R, G, B đ phân bi t màu c a v t. PHÁT HI N BÀN CH I ĐÁNH RĂNG QUA MÀU C m Bi n Quang - Lo i Phát Hi n Màu APPLICATION Đ phát hi n bàn ch i đánh răng các màu khác nhau. ng D ng C m Bi n Phát Hi n Màu: OMRON SOLUTION E3MC là lo i sensor màu và nó r t d dàng nh n bi t các màu theo yêu c u. Đ c đi m: - Đ tin c y cao. - D s d ng. - Có th d y cho c m bi n bi t màu c a v t (ch c năng teach). 20
nguon tai.lieu . vn
Kiến trúc - Xây dựng Tự động hoá Điện - Điện tử Kĩ thuật Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Năng lượng Hoá dầu Hoá học Sinh học