Cảm biến từ: Những điều quan trọng bạn không thể bỏ lỡ

Hiện nay có khá nhiều loại cảm biến được ứng dụng hỗ trợ cho cuộc sống cũng như công việc, sản xuất. Cảm biến từ là một trong số những loại cảm ứng được ứng dụng rãi. 

Như vậy cảm biến từ là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động cảm chúng như thế nào? Và một số thông tin quan trọng liên quan khác như ứng dụng, một số thương hiệu nổi tiếng… Tìm hiểu chi tiết trong bài viết này nhé!

Nên hiểu thế nào về cảm biến từ

Cảm biến từ tên trong tiếng Anh là inductive sensor. Khái niệm này thuộc nhóm cảm biến tiệm cận. Đây là thiết bị hoạt động dựa trên nguyên lý chính cảm ứng điện từ phát hiện vật mang từ tính.  

Cảm biến từ được sử dụng để nhận thấy các nhiễu loạn cũng như thay đổi trong từ trường. Chúng bao gồm 3 yếu tố chính là cường độ, hướng và từ thông. Có nhiều loại khác nhau có thể hoạt động trên một số đặc điểm cụ thể như ánh sáng, áp suất, nhiệt độ. 

Có 2 loại cảm biến chính dựa vào chức năng phân loại:

• Nhóm 1: Dùng để tính tổng lượng từ trường.
• Nhóm 2: Tính toán thành phần vecto của từ trường.

Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của cảm biến từ

Hãy lần lượt tìm hiểu từng yếu tố liên quan đến cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị này nhé! 

Về cấu tạo cảm biến từ

Cảm biến từ được chia làm các bộ phận sau:

• Cuộn cảm
• Bộ cảm ứng
• Bộ xử lý tín hiệu
• Bộ ngõ ra điều khiển

Nguyên lí hoạt động cảm biến từ là gì?

Đầu tiên, cuộn cảm sẽ phát triển một từ trường khi một dòng điện chạy qua nó. Hiệu ứng này được sử dụng để phát hiện các vật kim loại tương tác với từ trường. Trong đó, các chất phi kim loại sẽ không tương tác với từ trường. Do đó, một cảm biến từ có thể hoạt động trong điều kiện độ ẩm cao. 

Cảm biến từ có mấy loại?

Có nhiều cơ sở để phan loại cảm biến từ như: 

• Phân loại dựa theo hình dáng: Gồm 2 loại là hình trụ và hình hộp
• Phân loại dựa theo cấu tạo: Gồm 2 loại là shield và un-shield
• Phân loại dựa theo thông số: Gồm nguồn cấp, ngõ ra, khoảng cách phát hiện, tần số đáp ứng, kiểu đấu nối và kích thước lắp
• Phân loại dựa theo vị trí, môi trường đã sử dụng sản phẩm: Chẳng hạn như dầu mỡ, nhiệt độ cao, số lượng bụi bẩn, có tia hàn điện…

Ứng dụng của cảm ứng từ trong đời sống ra sao?

Cảm biến từ có nhiều ứng dụng trong kinh tế và đời sống, cụ thể như sau:

Ứng dụng trong bếp từ:

Bếp từ có ưu điểm vượt trội so với bếp ga ở đặc điểm an toàn và thân thiện với môi trường. Nguyên lý hoạt động của sản phẩm này dựa trên hiện tượng cảm ứng từ. Bạn sẽ không cần có sự xuất hiện của than, củi hoặc ga. Dòng điện cảm ứng sẽ trực tiếp làm nóng màn tiếp xúc với bộ dụng cụ (như nồi…). 

Thông thường, trong một chiếc bếp từ, dây đồng sẽ được đặt dưới vật liệu cách nhiệt. Sau đó, có một dòng điện xoay chiều được truyền qua dây đồng này. Do tác dụng của dòng điện nê xảy ra hiệu ứng tỏa nhiệt. Từ đó, làm nóng đáy nồi cùng các thức ăn bên trong nồi chứa. 

Ứng dụng trong đèn huỳnh quang:

Đèn huỳnh quang là một trong những phát minh của cuộc sống hiện đại. Chấn lưu trong loại bóng phát sáng phát sáng dựa trên nguyên lý điện từ. Khi bạn bật điện một dòng cao áp trên 2 đầu bóng, lúc này đèn sẽ phóng điện qua. Đồng thời kết hợp với tác động của bột huỳnh quang. Nhờ đó, đèn phát sáng. 

Ứng dụng trong máy phát điện:

Máy phát điện sử dụng năng lượng cơ học để tạo ra dòng điện. Bộ phận quan trọng nhất của máy phát điện là một cuộn dây. Chúng sử dụng từ trường. Nguyên lý hoạt động của chúng dựa trên tốc độ quay không đổi để tạo ra dòng điện xoay chiều.

Hệ thống thiết bị, máy móc chữa bệnh:

Điện từ trường chiếm vai trò quan trọng trong các thiết bị y tế tiên tiến, hiện đại. Đặc biệt, chúng có thể điều trị tăng thân nhiệt cho các bệnh. Bao gồm ung thư, cấy ghép tế bào và chụp cộng hưởng từ ở nhiều mức độ khác nhau.

Hệ thống máy hút bụi công nghiệp:

2 loại động cơ phổ biến gồm động cơ cảm ứng từ và động cơ chổi than. Thông thường, với động cơ cảm ứng từ, độ bền sản phẩm sẽ cao hơn. Bạn có thể tham khảo một số thương hiệu như Palada, Kumisai, Supper Clean,…

Các hãng sản xuất cảm biến từ nổi tiếng và uy tín hiệu nay

• Cảm biến từ Autonics – xuất xứ Hàn Quốc
• Omron – xuất xứ Nhật Bản
• Hanyoung – xuất xứ Hàn Quốc
• IFM – xuất xứ  Đức
• Keyence – xuất xứ  Nhật Bản

Một số dòng sản phẩm cảm biến từ nổi bật nhất 2020

Dòng sản phẩm Omron E2EF series

Đặc điểm nổi bật nhất:

• Cảm biến từ loại này có lớp vỏ hoàn toàn là thép không rỉ. Từ đó tăng độ bền sản phẩm và khả năng bảo vệ tốt hơn với môi trường.
• Độ bền lớn hơn 20 lần so với cảm biến từ nguyên liệu đầu nhựa.
• Các Model có sắn lớp phủ fluororesin có tác dụng chính chống nhiễu
• Chip nhôm có thể chống nhiễu.
• Các model cũng có sẵn dây cắm loại Smartclick.
• Các ứng dụng chính của cảm biến từ Omron E2EF: Đầu tiên, được sử dụng để phát hiện kim loại có từ tính. Ngoài ra, các ứng dụng có nhiệt độ cao hoặc thấp, các ứng dụng di chuyển.

Bảng thông số kỹ thuật Omron E2EF series

Loại sản phẩm	Hình trụ với đường kính M8, M12, M18, M30
Nguồn cấp điện	12-24VDC (10-30VDC)
Khoảng cách phát hiện an toàn	Từ 2 đến 12mm
Độ trễ hiện tại	Khoảng 10-15% khoảng cách phát hiện
Vật phát hiện gồm	Kim loại có từ tính
Vật phát hiện chuẩn	Sắt Iron 12×12×1, 30×30×1, 54×54×1 (Phụ thuộc vào từng loại model)
Tần số đáp ứng hiện tại	0.2 kHz, 0.1 kHz, 0.08 kHz và 0.05 kHz
Ngõ ra điều khiển	DC 2-wire polarity (NO)
Chỉ thị hiện tại	Đèn báo hoạt động có màu đỏ, đèn báo cài đặt gam màu xanh
Chức năng bảo vệ chính	Hấp thụ xung áp và bảo vệ ngắn mạch tải.
Kiểu đấu nối chính	Cáp dài 2m với mã có đuôi -M1TGJ
Phụ kiện đi kèm	Sách hướng dẫn sử dụng sản phẩm
Cấp bảo vệ mã	IEC 60529 IP67
Tiêu chuẩn đạt	CE, UL

Dòng sản phẩm Autonics PR series

Đặc điểm chung của dòng sản phẩm Autonics PR Series:

IC chuyên biệt của cảm biến từ có thể chống nhiễu tốt

Nguyên lý hoạt động đơn giản với tuổi thọ và độ tin cậy cực cao

Cấu trúc bảo vệ dòng IP67 đạt tiêu chuẩn IEC cao cấp

Ứng dụng của cảm biến từ Autonics PR series hiện nay gồm:

• Sử dụng nhằm phát hiện kim loại có từ tính.
• Các ứng dụng, thiết bị có nhiệt độ cao hoặc thấp
• Các ứng dụng có khả năng di chuyển.

Thông số kỹ thuật quan trọng

Loại sản phẩm	Hình trụ các dòng phi 8, 12, 18, 30mm
Nguồn cấp điện	Loại DC 2 dây và 3 dây với 12-24VDC, Loại AC 2 dây: 100-240VAC
Khoảng cách phát hiện gồm	1.5, 2, 4, 5, 8, 10,15mm
Độ trễ sản phẩm	Tối đa 10%
Vật phát hiện	Kim loại có từ tính cao
Vật phát hiện chuẩn	Sắt, thép 8x8x1mm, 12x12x1mm, 18x18x1mm, 25x25x1mm, 30x30x1mm, 45x45x1mm
Tần số đáp ứng gồm	500Hz; 200Hz; 350Hz; 400Hz; 1KHz; 1.5KHz
Ngõ ra điều khiển	DC 2 dây & 3 dây: NPN NO, NPN NC, PNP NO, PNP NC AC 2 dây: NO, NC
Chỉ thị hiển thị	Đèn Led đỏ
Chức năng bảo vệ chính	Mạch bảo vệ quá áp, bảo vệ ngắn mạch hoặc quá tải
Kiểu đấu nối chính	Cáp liền 2M
Phụ kiện đi kèm	Đai ốc
Cấp bảo vệ chính	IP67
Tiêu chuẩn đạt	IEC

Cảm ứng từ là gì? Cấu tạo, đặc điểm và ứng dụng đã được thietbikythuat.com.vn cung cấp chi tiết đến quý khách hàng. Đây là phần kiến thức vô cùng quan trọng để bạn hiểu hơn về lĩnh vực này. Chúc các bạn sớm giải quyết được những thắc mắc xoay quanh cảm ứng từ.