位移传感器原理分类
①光学式位移传感器(智能传感器ZX-L-N系列等) ●概要 光源发出的光通过透镜进行聚光,并照射到物体上。 物体发出的反射光通过受光透镜集中到一维的位置检测元件(PSD)*上。如果物体的位置(距离测定器的距离)发生变化,PSD上成像位置将不同;如果PSD的两个输出平衡发生变化,PSD上的成像位置将不同,PSD的两个输出平衡会再次发生变化。 如果将这两个输出作为A、B,计算A/(A+B),并加上适当的拉线系数‘k’和残留误差‘C’,可求得
测得的值不是照度(亮度),而是A、B两个输出的位移量,因此即使与测定对象物之间的距离发生变化,受光光量发生变化也不会受影响,可以得到与距离的差、位置的偏移成比例的线性输出。
●PSD方式与CCD(CMOS)方式 PSD方式的原理特长:
将对象物上的光点光束投影到受光元件上时的重心位置换算为距离 CCD(CMOS)方式的原理特长:
分别检测对象物上的光点光束投影到受光元件上时的CCD(CMOS)的各像素的光量,并换算为距离。 CMOS与CCD的差异 CCD是指Charge Coupled Device(电荷传输元件)的略称,而CMOS则是Complementary Metal Oxide Semi-conductor(互补性金属氧化半导体)的略称。CCD是根据动作原理而命名的,CMOS则是根据构造而命名的。
| CMOS图像传感器 | CCD图像传感器 | 读取方式 | 分别读取每个像素的信号,进行扩大。 | 用存储继电器方式分别读取每个像素信号,最后进行扩大。 | 优点 | 消耗功率小。 容易高速化。 能使运算电路等一体化。 | 画质好。 实际使用长。 | 缺点 | 需要设法控制每个像素的分散。 灵敏度约为CCD的1/5。 | 消耗功率大。 (高速化困难)。 生产过程复杂。(成本高) | 应用 | 如不使用CMOS,则难以进行物体识别、动态物体检测、距离传感器、超高速摄像和累积时间适应。图像压缩、累积时间适应和大型动态范围摄像是CMOS的擅长领域。 | 静止画面百万像素N图像读入。 |
●正反射方式和扩散反射方式 正反射方式 | 扩散反射方式 | 直接接受来自物体的正反射光的方式,对金属等表面有光泽的检测体也能稳定测量。 | 投光光束面对测定面垂直投光,并接受反射光中的扩散反射光的方式,可以扩大测定范围。 |
②线性接近传感器(智能传感器ZX-E系列等)
线圈中如通过交流电,则会产生磁通,如通过金属对象物,则会在对象物中产生一种涡电流,发出磁通,防止这种变化。 其结果将使线圈的感应发生变化。 这种感应的变化量是线圈与对象物之间距离的函数,作为结果,能测量对象物的距离位移。
③超声波位移传感器 由送波器向对象物发送超声波,通过受波器来接收其反射波。通过计算超声波从发送到接收为止所需的时间与音速之间的关系,来计算距离的方式。
位移传感器术语解说本页是关于「光学式线性传感器」的术语说明。 采用其他方式、原理的传感器的「术语」,请参见相应各机型的登载页。 分辨率
在测定对象物静止时,以距离来换算线性输出的摆动幅度,区别在数字输出时数据偏差的幅度和分辨率,称为重复精度。
直线性(线性)
线性输出相对于理想直线的误差。
通常将其与整个测定范围(Full Scale:FS)相比,以百分比的形式来表示,如1%FS…。
温度特性
对应环境温度变化的线性输出变动量。 通常将其与整个测定范围(Full Scale:FS)相比,以□%FS/℃的形式来表现。 例)0.03%FS/℃(FS=20mm)
响应时间
物体的位移和宽度是在步进变化时的线性输出。为了使模拟输出在10~90%内变化,以「响应时间」来表现所需的时间。
「响应时间」与「分辨率」
下图为一般的「位移」「响应时间」「分辨率」的关系。
希望正确测定位移时,请推迟响应时间的设定。 (这时响应性降低) 希望得到快速响应性时,请加快响应时间的设定。 (这时分辨率降低)
共通注意事项 ★各商品的注意事项,请参见各商品的「 请正确使用」。 本页是关于「光学式线性传感器」的共通注意事项。
采用其他方式、原理的传感器的「共通注意事项」,请参见相应各机型的登载页。>
警告 |
不能作为冲压的安全装置或其他人体保护用安全装置使用。 本产品与安全性无关,主要用于工件和作业者的检测用途。
●安装时对材料颜色存在差别的对象物的位移测定对象物的材料和颜色存在明显差别时,请按下图所示的方法,使投光轴和受光轴的连线与被测物的分界线平行,这样可减少测定误差。
在窄导槽及凹部的位移测定当待测物的周围被内墙围住或呈凹状、导槽状时,请按下图所示的方法安装,切勿使投光轴、受光轴被墙面遮挡。
旋转物体的位移测定测定旋转物体时,如将投光轴与受光轴的连线与旋转轴平行安装,即可最大限度地避免旋转体的上下波动、位置偏移等的影响。
对有段差对象物的位移测定当对象物有段差时,将投光轴与受光轴的连线与段差边缘平行安装,可最大限度地避免段差边缘的影响。
传感器探头部与周围的墙面如受到来自墙面的反射光,会产生误差。如无法远离墙面安装时,请按下图所示的方法,使投光轴与受光轴的连线与墙面平行安装。此外,为减少墙面反射,还可进行消除光泽的黑色粉刷,也能起到一定效果。
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