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位移傳感器,位移傳感器是什么意思

2010年03月03日 15:03 www.nxhydt.com 作者:佚名 用戶評論(0

位移傳感器,位移傳感器是什么意思

位移傳感器的定義

所謂位移傳感器,是利用各種元件檢測對象物的物理變化量,通過將該變化量換算為距離,來測量從傳感器到對象物的距離位移的機器。根據使用元件不同,分為光學式位移傳感器、線性接近傳感器、超聲波位移傳感器等。


位移傳感器原理分類

①光學式位移傳感器智能傳感器ZX-L-N系列等)
●概要

光源發出的光通過透鏡進行聚光,并照射到物體上。

物體發出的反射光通過受光透鏡集中到一維的位置檢測元件(PSD)*上。如果物體的位置(距離測定器的距離)發生變化,PSD上成像位置將不同;如果PSD的兩個輸出平衡發生變化,PSD上的成像位置將不同,PSD的兩個輸出平衡會再次發生變化。

如果將這兩個輸出作為A、B,計算A/(A+B),并加上適當的拉線系數‘k’和殘留誤差‘C’,可求得

測得的值不是照度(亮度),而是A、B兩個輸出的位移量,因此即使與測定對象物之間的距離發生變化,受光光量發生變化也不會受影響,可以得到與距離的差、位置的偏移成比例的線性輸出。

●PSD方式與CCD(CMOS)方式
將對象物上的光點光束投影到受光元件上時的重心位置換算為距離
分別檢測對象物上的光點光束投影到受光元件上時的CCD(CMOS)的各像素的光量,并換算為距離。

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CMOS與CCD的差異

CCD是指Charge Coupled Device(電荷傳輸元件)的略稱,而CMOS則是Complementary Metal Oxide Semi-conductor(互補性金屬氧化半導體)的略稱。CCD是根據動作原理而命名的,CMOS則是根據構造而命名的。

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CMOS圖像傳感器

CCD圖像傳感器

讀取方式

分別讀取每個像素的信號,進行擴大。

用存儲繼電器方式分別讀取每個像素信號,最后進行擴大。

優點

消耗功率小。

容易高速化。

能使運算電路等一體化。

畫質好。

實際使用長。

缺點

需要設法控制每個像素的分散。

靈敏度約為CCD的1/5。

消耗功率大。 (高速化困難)。

生產過程復雜。(成本高)

應用

如不使用CMOS,則難以進行物體識別、動態物體檢測、距離傳感器、超高速攝像和累積時間適應。圖像壓縮、累積時間適應和大型動態范圍攝像是CMOS的擅長領域。

靜止畫面百萬像素N圖像讀入。


●正反射方式和擴散反射方式
正反射方式
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擴散反射方式

直接接受來自物體的正反射光的方式,對金屬等表面有光澤的檢測體也能穩定測量。

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投光光束面對測定面垂直投光,并接受反射光中的擴散反射光的方式,可以擴大測定范圍。

②線性接近傳感器(智能傳感器ZX-E系列等)

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線圈中如通過交流電,則會產生磁通,如通過金屬對象物,則會在對象物中產生一種渦電流,發出磁通,防止這種變化。

其結果將使線圈的感應發生變化。

這種感應的變化量是線圈與對象物之間距離的函數,作為結果,能測量對象物的距離位移。

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③超聲波位移傳感器

由送波器向對象物發送超聲波,通過受波器來接收其反射波。通過計算超聲波從發送到接收為止所需的時間與音速之間的關系,來計算距離的方式。

位移傳感器術語解說

本頁是關于「光學式線性傳感器」的術語說明。

采用其他方式、原理的傳感器的「術語」,請參見相應各機型的登載頁。

在測定對象物靜止時,以距離來換算線性輸出的擺動幅度,區別在數字輸出時數據偏差的幅度和分辨率,稱為重復精度。
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線性輸出相對于理想直線的誤差。
通常將其與整個測定范圍(Full Scale:FS)相比,以百分比的形式來表示,如1%FS…。

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對應環境溫度變化的線性輸出變動量。

通常將其與整個測定范圍(Full Scale:FS)相比,以□%FS/℃的形式來表現。

例)0.03%FS/℃(FS=20mm)

物體的位移和寬度是在步進變化時的線性輸出。為了使模擬輸出在10~90%內變化,以「響應時間」來表現所需的時間。
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下圖為一般的「位移」「響應時間」「分辨率」的關系。
  • 希望正確測定位移時,請推遲響應時間的設定。
  • (這時響應性降低)
  • 希望得到快速響應性時,請加快響應時間的設定。
  • (這時分辨率降低)
★各商品的注意事項,請參見各商品的「 請正確使用」。

本頁是關于「光學式線性傳感器」的共通注意事項。
采用其他方式、原理的傳感器的「共通注意事項」,請參見相應各機型的登載頁。
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位移傳感器 警告

?不能作為沖壓的安全裝置或其他人體保護用安全裝置使用。
產品與安全性無關,主要用于工件和作業者的檢測用途。

使用注意事項

●安裝時

對材料?顏色存在差別的對象物的位移測定

對象物的材料和顏色存在明顯差別時,請按下圖所示的方法,使投光軸和受光軸的連線與被測物的分界線平行,這樣可減少測定誤差。

在窄導槽及凹部的位移測定

當待測物的周圍被內墻圍住或呈凹狀、導槽狀時,請按下圖所示的方法安裝,切勿使投光軸、受光軸被墻面遮擋。

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旋轉物體的位移測定

測定旋轉物體時,如將投光軸與受光軸的連線與旋轉軸平行安裝,即可最大限度地避免旋轉體的上下波動、位置偏移等的影響。

對有段差對象物的位移測定

當對象物有段差時,將投光軸與受光軸的連線與段差邊緣平行安裝,可最大限度地避免段差邊緣的影響。

傳感器探頭部與周圍的墻面

如受到來自墻面的反射光,會產生誤差。如無法遠離墻面安裝時,請按下圖所示的方法,使投光軸與受光軸的連線與墻面平行安裝。此外,為減少墻面反射,還可進行消除光澤的黑色粉刷,也能起到一定效果。

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