激光可用在非接觸式位移傳感器中。目前,在工業(yè)機(jī)械領(lǐng)域或在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中,最常用的就是激光三角測(cè)量傳感器,這種傳感器同時(shí)結(jié)合了分辨率高和測(cè)量范圍廣的特性。 目前傳感器廠家提供的型號(hào)大多是分辨率小于10mm,范圍在1米之內(nèi)的。高分辨率的定義是將較短距離的位移變化完全顯示在相對(duì)的小窗口上。因此,1μm的分辨率和1m的探測(cè)距離不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)。
 三角測(cè)量原理:在激光傳感器的可視范圍內(nèi),如圖所示,目標(biāo)物體從左到右橫向移動(dòng),傳感器和目標(biāo)物體之間距離的增加,使得反射光線與傳感器和目標(biāo)物所在直線的夾角逐漸變小,如圖,角度從A 變化為B。光線在采集矩陣上形成的光斑的位置也逐漸發(fā)生改變,測(cè)量結(jié)果也同時(shí)改變。 三角測(cè)量技術(shù)(如圖所示),用激光源發(fā)射一條以絕對(duì)平行方向照射在目標(biāo)物體上的光線,物體表面的反射光線穿過透鏡,通過聚焦成像在采集矩陣上形成光斑。改變傳感器和目標(biāo)物體之間的距離,反射光線的夾角和采集矩陣上的光斑位置都會(huì)隨之變化,典型使用的(光斑位移檢測(cè)工具)是線陣電荷耦合器件(CCD)。電荷耦合器件將光線信號(hào)傳入微處理器,通過轉(zhuǎn)換后,將測(cè)量結(jié)果以模擬信號(hào)的形式輸出。 傳感器入門 為了適應(yīng)不同應(yīng)用 場(chǎng)合,市面上有很多不同型號(hào)的傳感器。為了更好地了解各種傳感器的性能,Baumer Electric建議您首先了解描述傳感器性能的幾個(gè)重要參數(shù): 分辨率,指?jìng)鞲衅髂軠y(cè)量的最小差異值,它的大小決定了在輸出信號(hào)中可監(jiān)測(cè)變化的范圍; 重復(fù)性,指?jìng)鞲衅髟谶B續(xù)檢測(cè)同一物理量時(shí),每次測(cè)量的不一致程度,也叫穩(wěn)定性。 非線性,指(變量)偏離(自變量)比例線性函數(shù)(擬合直線)的偏離度。一般是將零輸入和滿量程輸出點(diǎn)相連的理論直線作為擬合直線。非線性度通常以測(cè)量范圍的上限(即滿量程)的百分比給出。 響應(yīng)時(shí)間,指?jìng)鞲衅鞯男盘?hào)輸出從最大信號(hào)范圍的10%上升到90%,所需要的時(shí)間。對(duì)于有數(shù)字信號(hào)處理功能的傳感器而言,響應(yīng)時(shí)間是指計(jì)算出穩(wěn)定測(cè)量值所需要的時(shí)間。 溫度漂移,是指因環(huán)境溫度變化而導(dǎo)致的測(cè)量結(jié)果上下浮動(dòng)的值的范圍。溫度漂移和溫度的變化幾乎成正比。 為了避免信號(hào)干擾,激光測(cè)量傳感器采用內(nèi)部采樣的方式,有時(shí)稱之為積分采樣或平均采樣。在采樣期間,為了使輸出更加精確,設(shè)備會(huì)進(jìn)行多次平均采樣以保證測(cè)量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。樣本越多,分辨率越高,測(cè)量周期也會(huì)增長(zhǎng)。 |