Sự lựa chọn cảm biến tốt nhất cho xylanh khí nén 

Trong lĩnh vực tự động, cylanh khí nén cần có một cảm biến có độ tin cậy cao để phát hiện vị trí của piston. Cylanh khí nén là sự lựa chọn cho những ứng dụng di chuyển do tính bền, dễ điều khiển và giá tương đối rẻ. Bên cạnh đó xylanh khí nén cũng được dùng trong hệ thống điều khiển, tuy nhiên cần phải có những cảm biến độc lập để truyền tín hiệu điện về bộ điều khiển để báo vị trí của xylanh. Một trong những cảm biến được sử dụng là cảm biến cơ điện ( công tắc hành trình) hoặc cảm biến tiệm cận điện cảm dùng để phát hiện miếng kim loại di chuyển bên trong xylanh. Nhược điểm ở đây là chi phí và độ phức tạp của phần cứng, rất khó để điều chỉnh, và kích thước lớn. Đồng thời bên ngoài phần cứng có thể bị phá hủy và dễ bị biến dạng trong quá trình sử dụng hoặc có tác động từ ngoài vào.

Một trong những phương pháp được sử dụng rộng rãi là các cơ cấu chuyển mạch bằng nam châm hoặc là các cảm biến được gắn ở mặt bên của xylanh hoặc được đặt trong các khe trên thân của xylanh. Cảm biến có thể phát hiện từ trường của miếng nam châm gắn trên trục chuyển động của piston thông qua lớp vỏ bằng nhôm của xylanh khí nén. Cảm biến từ trường là loại cảm biến phát hiện vị trí đầu cuối cũng như là hướng. Tuy nhiên nhiều cảm biến thì phát hiện nhiều vị trí nhưng rời rạc dọc theo chiều dài của xylanh.

Chuyển mạch Reed: là loại cảm biến từ trường đơn giản bao gồm hai bộ phận sắt từ nikel và iron được hút chân không và đặt trong một ống thủy tinh kín để giảm tia hồ quang. Khi nam châm được đặt thẳng trục với chuyển mạch, từ trường của nam châm sẽ tác động đóng cảm biến reed. Nam châm phải tạo ra một lực điện từ ít nhất là 50 Guass để có thể chống lại phản lực và lực đàn hồi của lò xo của chuyển mạch reed.

Giá của chuyển mạch Reed không đắt lắm, không cần nguồn cáp, và có thể ứng dụng cho tải là DC hoặc AC. Tuy nhiên, tốc độ đáp ứng tương đối chậm, vì chuyển mạch là thiết bị cơ khí với 2 tiếp điểm di chuyển, do đó chúng sẽ hạn chế về chu kì đóng cắt. Đối với tải lớn thì tuổi thọ của nó giảm rất nhanh. Đồng thời, những chuyển mạch Reed giá rẻ thì thỉnh thoảng tạo ra những dao động giữa 2 điểm tiếp xúc không mong muốn. Trong những ứng dụng đòi hỏi độ rung cao, thì các tiếp điểm của chuyển mạch Reed không ổn định. Trong các nhà máy tự động với hàng trăm chuyển mạch Reed được sử dụng thì nó là nguyên nhân chính gây ra thời gian ngưng làm việc không mong muốn của nhà máy. Lỗi có thể xảy ra hàng giờ và tạo ra những lỗi bảo trì rất khó khăn cũng như giảm năng xuất sản phẩm.
Cảm biến hiệu ứng Hall: đây là thiết bị điện tử trạng thái rắn. Cấu tạo bên trong có bộ khuếch đại điện áp và bộ so sánh sẽ làm thay đổi trạng thái ngõ ra. Trong quá trình vận hành, một dòng điện DC cố định chạy qua chíp hiệu ứng Hall mỏng, các điện tích được phân bổ đều qua các phần tử.; không có sự gia tăng sai lệch điện áp giữa ngõ ra được đặt trên đối diện với chíp. Nhưng hướng bán kính của nam châm đặt hướng vào, từ trường của nó vuông góc với vecto dòng điện trong phần tử Hall, lực điện từ làm các điện tích hướng về phía của chip. Tạo ra sự chênh lệch điện áp uV qua phần tử cảm biến Hall với chiều dài của từ trường. Cảm biến tạo ra sự thay đổi trên ngõ ra khi điện áp được tạo ra đạt được ngưỡng của bộ so sánh.

Bởi vì cảm biến Hall là thiết bị điện tử, không có phần tử di chuyển không giống như chuyển mạch Reed, thời gian đáp ứng của cảm biến không phụ thuộc vào lực điện từ, không có quán tính. Nó hoạt động nhanh hơn, chống sốc và rung rất tốt.
Tuy nhiên, nó không phải lúc nào ta cũng có thể thay thế cảm biến Hall bằng chuyển mạch Reed bởi vì hướng của từ trường của xylanh được thiết kế cho chuyển mach Reed là hướng trục còn cảm biến Hall là vòng. Vì thế cảm biến Hall có thể hoạt động không chính xác khi hoạt động trong từ trường thẳng.
Ngoài ra.cảm biến hall là loại cảm biến có độ nhạy tương đối thấp; độ lớn của từ trường phải đạt được 30 đến 60 Gauss. Một vài nam châm xylanh được thiết kế để làm việc với chuyển mạch Reed đơn giản hơn không cần mạnh. Tóm lại, một vài cảm biến hall không đắt tiền có thể thay đổi 2 lần bởi vì nó phát hiện cả hai cực của nam châm.