Cảm biến cảm ứng
Cảm biến cảm ứng hoạt động dựa trên nguyên tắc thay đổi độ tự cảm do sự thay đổi đáng kể của đại lượng cần đo. Ví dụ, LVDT, một loại cảm biến cảm ứng, đo chuyển vị theo sự khác biệt về điện áp giữa hai điện áp thứ cấp. Điện áp thứ cấp là kết quả của cảm ứng do sự thay đổi từ thông trong cuộn dây thứ cấp khi thanh sắt di chuyển. Dù sao, LVDT được đề cập ngắn gọn ở đây để giải thích nguyên tắc của cảm biến cảm ứng. LVDT sẽ được giải thích chi tiết hơn trong một bài viết khác. Bây giờ hãy tập trung vào giới thiệu cơ bản về cảm biến cảm ứng.
Bây giờ, mục tiêu đầu tiên của chúng ta là tìm hiểu cách làm cho cảm biến cảm ứng hoạt động. Điều này có thể thực hiện bằng cách thay đổi từ thông nhờ đại lượng được đo và sự thay đổi từ thông này rõ ràng sẽ thay đổi độ tự cảm, và sự thay đổi độ tự cảm này có thể được hiệu chỉnh theo đại lượng được đo. Do đó, cảm biến cảm ứng sử dụng một trong các nguyên tắc sau để hoạt động.
Thay đổi độ tự cảm
Thay đổi độ cảm ứng lẫn nhau
Tạo ra dòng điện Foucault
Hãy cùng thảo luận từng nguyên tắc một.
Thay đổi độ tự cảm của Cảm biến cảm ứng
Chúng ta biết rằng độ tự cảm của cuộn dây được tính bằng
Nơi,
N = số vòng.
R = độ kháng từ của mạch từ.
Cũng như chúng ta biết rằng độ kháng từ R được tính bằng
Nơi, μ = độ thẩm thấu từ hiệu quả của môi trường xung quanh cuộn dây.
Nơi,
G = A/l và được gọi là hệ số hình dạng.
A = diện tích mặt cắt ngang của cuộn dây.
l = chiều dài của cuộn dây.
Vì vậy, chúng ta có thể thay đổi độ tự cảm bằng cách
Thay đổi số vòng, N,
Thay đổi cấu hình hình học, G,
Thay đổi độ thẩm thấu từ
Để dễ hiểu, chúng ta có thể nói rằng nếu muốn đo chuyển vị bằng cảm biến cảm ứng, nó nên thay đổi bất kỳ tham số nào trên đây để gây ra thay đổi trong độ tự cảm.
Thay đổi độ cảm ứng lẫn nhau của Cảm biến cảm ứng
Ở đây, cảm biến hoạt động dựa trên nguyên tắc thay đổi độ cảm ứng lẫn nhau, sử dụng nhiều cuộn dây. Chúng ta sử dụng hai cuộn dây để dễ hiểu. Cả hai cuộn dây đều có độ tự cảm riêng. Hãy ký hiệu độ tự cảm của chúng là L1 và L2.
Độ cảm ứng lẫn nhau giữa hai cuộn dây được tính bằng
Vì vậy, độ cảm ứng lẫn nhau có thể thay đổi bằng cách thay đổi độ tự cảm hoặc bằng cách thay đổi hệ số ghép nối, K. Các phương pháp thay đổi độ tự cảm đã được thảo luận. Bây giờ, hệ số ghép nối phụ thuộc vào khoảng cách và định hướng giữa hai cuộn dây. Vì vậy, để đo chuyển vị, chúng ta có thể cố định một cuộn dây và làm cho cuộn dây kia di chuyển theo nguồn cần đo chuyển vị. Với sự thay đổi khoảng cách, hệ số ghép nối thay đổi và điều này gây ra sự thay đổi trong độ cảm ứng lẫn nhau. Sự thay đổi này có thể được hiệu chỉnh với chuyển vị và đo lường có thể được thực hiện.
Tạo ra dòng điện Foucault của Cảm biến cảm ứng
Chúng ta biết rằng khi đặt một tấm dẫn điện gần cuộn dây mang dòng điện xoay chiều, một dòng điện tuần hoàn được tạo ra trong tấm, gọi là "dòng điện Foucault". Nguyên tắc này được sử dụng trong loại cảm biến cảm ứng. Thực tế xảy ra gì? Khi một cuộn dây được đặt gần cuộn dây mang dòng điện xoay chiều, một dòng điện tuần hoàn được tạo ra trong nó, tạo ra từ thông riêng, cố gắng giảm từ thông của cuộn dây mang dòng điện và do đó, độ tự cảm của cuộn dây thay đổi. Tấm càng gần cuộn dây, dòng điện Foucault càng lớn và độ tự cảm càng giảm. Ngược lại, khi tấm xa hơn, độ tự cảm tăng lên. Do đó, độ tự cảm của cuộn dây thay đổi theo khoảng cách giữa cuộn dây và tấm. Do đó, sự di chuyển của tấm có thể được hiệu chỉnh theo sự thay đổi độ tự cảm để đo lường đại lượng như chuyển vị.
Ứng dụng thực tế của Cảm biến cảm ứng
Cảm biến cảm ứng được sử dụng trong các cảm biến khoảng cách, được sử dụng để đo vị trí, đo chuyển động động, bàn phím cảm ứng, v.v. Đặc biệt, cảm biến cảm ứng được sử dụng để phát hiện loại kim loại, tìm kiếm bộ phận bị mất hoặc đếm số lượng đối tượng.
Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
