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光電測(cè)距傳感器的功能與技術(shù)

文章出處:新聞動(dòng)態(tài) 責(zé)任編輯:百世精工科技 發(fā)表時(shí)間:2024-08-28 09:22:42
  
  

      三角測(cè)量法

      距離測(cè)量是基于三角測(cè)量原理。激光束打在物體上形成一個(gè)小點(diǎn),傳感器(光電二極管陣列)的接收器對(duì)該點(diǎn)的位置進(jìn)行檢測(cè)。入射角隨距離而變化,因而激光點(diǎn)在接收器上的位置也相應(yīng)變化。光電二極管陣列由內(nèi)置微控制器讀取??刂破鞲鶕?jù)光電二極管陣列上的光分布精確地計(jì)算角度,然后據(jù)此計(jì)算出與目標(biāo)物之間的距離。此距離值可通過(guò)串口發(fā)送,也可轉(zhuǎn)換為與距離成正比的輸出電流。微處理器確保獲得很高的線性度和測(cè)量精度。光電二極管陣列與微控制器相結(jié)合,抑制了干擾性反射光,從而提供可靠的難測(cè)表面數(shù)據(jù)。傳感器通過(guò)調(diào)節(jié)內(nèi)部靈敏度來(lái)適應(yīng)不同的顏色,從而使其不受物體顏色的影響。如果在測(cè)量范圍內(nèi)沒(méi)有物體,或者如果所接收到的光不足以準(zhǔn)確地檢測(cè)物體(例如,如果傳感器臟了),則將觸發(fā)一個(gè)數(shù)字量輸出。分辨率和精度會(huì)隨著距離的變化而變化。對(duì)于相同的距離變化Δd,在靠近傳感器處,它使角α1發(fā)生較大的變化;而在遠(yuǎn)離傳感器處,則使角α2發(fā)生較小的變化(見(jiàn)圖)。這種非線性特性可以用微控制器進(jìn)行校正,從而使輸出信號(hào)與距離保持線性關(guān)系。

三角測(cè)量法示意圖

三角測(cè)量法


      測(cè)量功能

距離測(cè)量窗口測(cè)量
在測(cè)距應(yīng)用中,傳感器可以隨時(shí)投入使用,直接給出與物體之間的距離。測(cè)量值可用于系統(tǒng)控制或物體的精確定位。此外,還可以選擇對(duì)數(shù)字量輸出進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。如果需要檢測(cè)物體的尺寸精度,可直接進(jìn)行窗口測(cè)量:通過(guò)對(duì)參照物進(jìn)行自學(xué)習(xí),傳感器可直接測(cè)得與標(biāo)稱尺寸的偏差。在這種情況下,數(shù)字量輸出也可以相應(yīng)地進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。
距離測(cè)量示意圖窗口測(cè)量示意圖


      光束形狀

      除了傳感器的尺寸和測(cè)量范圍,光束形狀也尤其重要。通過(guò)不懈努力和深入研發(fā),堡盟現(xiàn)推出采用三種不同形狀光束以及最新多點(diǎn)測(cè)量原理的產(chǎn)品系列:


點(diǎn)激光線激光多點(diǎn)激光
精準(zhǔn)聚焦,光斑直徑不超過(guò)0.4 mm,能精確測(cè)量小尺寸物體超細(xì)線激光,寬度小于10 mm,能可靠測(cè)量粗糙表面以及帶紋理的彩色表面72 mm超寬線激光,每次可記錄600多個(gè)測(cè)量值,在光澤不均勻或極其粗糙的表面上也能進(jìn)行穩(wěn)定的測(cè)量。
點(diǎn)激光示意圖線激光示意圖多點(diǎn)激光示意圖


      最佳聚焦范圍

      事實(shí)上,大部分物體的表面都不太適合用激光測(cè)距,因?yàn)闇y(cè)量結(jié)果往往不可靠,也不穩(wěn)定。對(duì)此,堡盟推出了市面上僅有的激光測(cè)距傳感器——OM70,該產(chǎn)品的量程從70、140、250、600到1000 mm不等,具有多種聚焦范圍,從而在應(yīng)用中確保極高的可靠性。如果您不太確定是否需要設(shè)置聚焦范圍,或者是否需要整個(gè)測(cè)量范圍,建議您使用基本型號(hào)。


      特點(diǎn)

良好的抗環(huán)境光干擾能力自動(dòng)曝光控制同步輸入/觸發(fā)
憑借強(qiáng)大的內(nèi)置評(píng)估算法,激光測(cè)距傳感器具有極強(qiáng)的抗外部光線干擾能力,從而確保穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。通過(guò)改變透射強(qiáng)度、優(yōu)化曝光時(shí)間,堡盟光電測(cè)距傳感器可自動(dòng)適應(yīng)不同的物體顏色及亮度水平,因此不受物體反射率的影響。此外,它們還可以測(cè)量反射率低至2%的物體。多個(gè)傳感器同時(shí)進(jìn)行測(cè)量時(shí),可利用同步輸入功能實(shí)現(xiàn)同步。在測(cè)量厚度時(shí),兩個(gè)傳感器可在同步模式下通過(guò)同步輸入同時(shí)被觸發(fā)。另一方面,如果多個(gè)傳感器在同一應(yīng)用中會(huì)相互干擾,那么它們可以在異步模式下依次運(yùn)行。
光電傳感器具有良好的抗環(huán)境光干擾能力光電傳感器具有自動(dòng)曝光控制功能特點(diǎn)光電傳感器具有同步輸入/觸發(fā)功能特點(diǎn)


過(guò)濾功能可調(diào)測(cè)量范圍可調(diào)可設(shè)置開(kāi)關(guān)量輸出
啟動(dòng)過(guò)濾功能可減小輸出信號(hào)的噪音,從而提高分辨率。此外,過(guò)濾功能也可用于抑制測(cè)量誤差。只有在采集到的測(cè)量值達(dá)到規(guī)定數(shù)量后,輸出才會(huì)發(fā)生變化。因此,過(guò)濾不會(huì)影響測(cè)量頻率,但會(huì)影響響應(yīng)時(shí)間。用戶可以選擇預(yù)先設(shè)置的精度模式,對(duì)過(guò)濾功能進(jìn)行配置。用戶可通過(guò)自學(xué)習(xí)按鈕、自學(xué)習(xí)線或者顯示屏,在最大測(cè)量范圍內(nèi)調(diào)節(jié)具體的測(cè)量范圍。模擬量輸出的整個(gè)范圍在此自學(xué)習(xí)范圍之內(nèi),因此可以提高測(cè)量精度。出廠設(shè)置為最大測(cè)量范圍。一旦定義的測(cè)量值超過(guò)或低于預(yù)設(shè)水平,開(kāi)關(guān)量輸出就會(huì)觸發(fā)開(kāi)關(guān)動(dòng)作。對(duì)于可靠的開(kāi)關(guān)量信號(hào),遲滯誤差(開(kāi)關(guān)點(diǎn)與復(fù)位點(diǎn)之間的差異)可以按毫米為單位設(shè)置(絕對(duì)值),從而保證用戶的系統(tǒng)安全運(yùn)行,不管物體在視場(chǎng)中處于什么位置。
光電傳感器具有過(guò)濾功能可調(diào)光電傳感器測(cè)量范圍可調(diào)光電傳感器具有可設(shè)置開(kāi)關(guān)量輸出


      飛行時(shí)間/運(yùn)行時(shí)間測(cè)量法

      采用運(yùn)行時(shí)間測(cè)量法,可通過(guò)測(cè)量信號(hào)在覆蓋范圍內(nèi)的傳輸時(shí)間來(lái)間接完成距離測(cè)量。在實(shí)際應(yīng)用中,發(fā)送器發(fā)射一組突發(fā)信號(hào),信號(hào)遇到物體后被反射,然后被傳感器的接收器所捕獲。傳感器的估算求值電路計(jì)算信號(hào)所經(jīng)歷的時(shí)間以及所發(fā)生的相位偏移,然后將其轉(zhuǎn)換成距離信息。采用運(yùn)行時(shí)間技術(shù),即使目標(biāo)距離較遠(yuǎn),也可以精確可靠地進(jìn)行檢測(cè)。

飛行時(shí)間/運(yùn)行時(shí)間測(cè)量法示意圖


      多點(diǎn)激光測(cè)距傳感器

      Baumer 的創(chuàng)新型多點(diǎn)測(cè)量原理以光切技術(shù)為基礎(chǔ)。該傳感器每次測(cè)量可記錄多達(dá)600個(gè)測(cè)量值,然后通過(guò)智能分析計(jì)算出被測(cè)物體的距離。傳感器的分辨率高達(dá)2 μm,測(cè)量頻率500Hz,能夠提供穩(wěn)定、精確的測(cè)量結(jié)果。

多點(diǎn)激光測(cè)距傳感器測(cè)量示意圖

備注:本文來(lái)源于堡盟官網(wǎng)。


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