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你了解位移傳感器嗎,？

來源：上海臺津自動化工程有限公司 2011年12月02日 11:29

位移傳感器概要

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(jù)使用元件不同,，分為光學(xué)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(xué)式位移傳感器（智能傳感器ZX-L-N系列等）

●概要

光源發(fā)出的光通過透鏡進行聚光，并照射到物體上,。

物體發(fā)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(fā)生變化，PSD上成像位置將不同,；如果PSD的兩個輸出平衡發(fā)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(fā)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(dāng)?shù)睦€系數(shù)‘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(fā)生變化，受光光量發(fā)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

PSD方式的原理特長：
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

CCD（CMOS）方式的原理特長：
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,。

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(dǎo)體）的略稱,。CCD是根據(jù)動作原理而命名的,，CMOS則是根據(jù)構(gòu)造而命名的。

	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，zui后進行擴大,。
優(yōu)點	消耗功率小,。容易高速化。能使運算電路等一體化,。	畫質(zhì)好,。實際使用長。
缺點	需要設(shè)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(chǎn)過程復(fù)雜,。（成本高）
應(yīng)用	如不使用CMOS，則難以進行物體識別,、動態(tài)物體檢測,、距離傳感器、超高速攝像和累積時間適應(yīng),。圖像壓縮,、累積時間適應(yīng)和大型動態(tài)范圍攝像是CMOS的擅長領(lǐng)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		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(wěn)定測量。		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）

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

其結(jié)果將使線圈的感應(yīng)發(fā)生變化,。

這種感應(yīng)的變化量是線圈與對象物之間距離的函數(shù),，作為結(jié)果，能測量對象物的距離位移,。

③超聲波位移傳感器

由送波器向?qū)ο笪锇l(fā)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(fā)送到接收為止所需的時間與音速之間的關(guān)系,，來計算距離的方式,。

位移傳感器術(shù)語解說

本頁是關(guān)于「光學(xué)式線性傳感器」的術(shù)語說明。

采用其他方式、原理的傳感器的「術(shù)語」,，請參見相應(yīng)各機型的登載頁,。

分辨率
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(qū)別在數(shù)字輸出時數(shù)據(jù)偏差的幅度和分辨率,，稱為重復(fù)精度。

直線性（線性）
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…,。

溫度特性
對應(yīng)環(huán)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(xiàn),。

例）0.03％FS/℃（FS＝20mm）

響應(yīng)時間
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(nèi)變化，以「響應(yīng)時間」來表現(xiàn)所需的時間,。

「響應(yīng)時間」與「分辨率」
下圖為一般的「位移」「響應(yīng)時間」「分辨率」的關(guān)系,。

希望正確測定位移時，請推遲響應(yīng)時間的設(shè)定,。
（這時響應(yīng)性降低）
希望得到快速響應(yīng)性時,，請加快響應(yīng)時間的設(shè)定。
（這時分辨率降低）

共通注意事項 ★各商品的注意事項,，請參見各商品的「 請正確使用」,。

本頁是關(guān)于「光學(xué)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(yīng)各機型的登載頁。

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,。
本產(chǎn)品與安全性無關(guān),，主要用于工件和作業(yè)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(dǎo)槽及凹部的位移測定

當(dāng)待測物的周圍被內(nèi)墻圍住或呈凹狀,、導(dǎo)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,。

旋轉(zhuǎn)物體的位移測定

測定旋轉(zhuǎn)物體時，如將投光軸與受光軸的連線與旋轉(zhuǎn)軸平行安裝,，即可zui大限度地避免旋轉(zhuǎn)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(dāng)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zui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(chǎn)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,。

相關(guān)產(chǎn)品

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