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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 ttokpm.com 作者：佚名 用戶評(píng)論（0）
關(guān)鍵字：位移傳感器(33288)

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(cè)對(duì)象物的物理變化量，通過將該變化量換算為距離，來測(cè)量從傳感器到對(duì)象物的距離位移的機(jī)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(jìn)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(cè)元件（PSD）＊上。如果物體的位置（距離測(cè)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(gè)輸出平衡發(fā)生變化，PSD上的成像位置將不同，PSD的兩個(gè)輸出平衡會(huì)再次發(fā)生變化。

如果將這兩個(gè)輸出作為A、B，計(jì)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(cè)得的值不是照度（亮度），而是A、B兩個(gè)輸出的位移量，因此即使與測(cè)定對(duì)象物之間的距離發(fā)生變化，受光光量發(fā)生變化也不會(huì)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(duì)象物上的光點(diǎn)光束投影到受光元件上時(shí)的重心位置換算為距離
分別檢測(cè)對(duì)象物上的光點(diǎn)光束投影到受光元件上時(shí)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(bǔ)性金屬氧化半導(dǎo)體）的略稱。CCD是根據(jù)動(dòng)作原理而命名的，CMOS則是根據(jù)構(gòu)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(gè)像素的信號(hào)，進(jìn)行擴(kuò)大。

用存儲(chǔ)繼電器方式分別讀取每個(gè)像素信號(hào)，最后進(jìn)行擴(kuò)大。

優(yōu)點(diǎn)

消耗功率小。

容易高速化。

能使運(yùn)算電路等一體化。

畫質(zhì)好。

實(shí)際使用長。

缺點(diǎn)

需要設(shè)法控制每個(gè)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(jìn)行物體識(shí)別、動(dòng)態(tài)物體檢測(cè)、距離傳感器、超高速攝像和累積時(shí)間適應(yīng)。圖像壓縮、累積時(shí)間適應(yīng)和大型動(dòng)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(kuò)散反射方式
正反射方式
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擴(kuò)散反射方式

直接接受來自物體的正反射光的方式，對(duì)金屬等表面有光澤的檢測(cè)體也能穩(wěn)定測(cè)量。

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投光光束面對(duì)測(cè)定面垂直投光，并接受反射光中的擴(kuò)散反射光的方式，可以擴(kuò)大測(cè)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(huì)產(chǎn)生磁通，如通過金屬對(duì)象物，則會(huì)在對(duì)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(duì)象物之間距離的函數(shù)，作為結(jié)果，能測(cè)量對(duì)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?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(jì)算超聲波從發(fā)送到接收為止所需的時(shí)間與音速之間的關(guān)系，來計(jì)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(qǐng)參見相應(yīng)各機(jī)型的登載頁。

在測(cè)定對(duì)象物靜止時(shí)，以距離來換算線性輸出的擺動(dòng)幅度，區(qū)別在數(shù)字輸出時(shí)數(shù)據(jù)偏差的幅度和分辨率，稱為重復(fù)精度。
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線性輸出相對(duì)于理想直線的誤差。
通常將其與整個(gè)測(cè)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(duì)應(yīng)環(huán)境溫度變化的線性輸出變動(dòng)量。

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

例）0.03％FS/℃（FS＝20mm）

物體的位移和寬度是在步進(jìn)變化時(shí)的線性輸出。為了使模擬輸出在10～90％內(nèi)變化，以「響應(yīng)時(shí)間」來表現(xiàn)所需的時(shí)間。
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下圖為一般的「位移」「響應(yīng)時(shí)間」「分辨率」的關(guān)系。
  • 希望正確測(cè)定位移時(shí)，請(qǐng)推遲響應(yīng)時(shí)間的設(shè)定。
  • （這時(shí)響應(yīng)性降低）
  • 希望得到快速響應(yīng)性時(shí)，請(qǐng)加快響應(yīng)時(shí)間的設(shè)定。
  • （這時(shí)分辨率降低）
★各商品的注意事項(xiàng)，請(qǐng)參見各商品的「 請(qǐng)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(xiàng)。
采用其他方式、原理的傳感器的「共通注意事項(xiàng)」，請(qǐng)參見相應(yīng)各機(jī)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(hù)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(cè)用途。

使用注意事項(xiàng)

●安裝時(shí)

對(duì)材料?顏色存在差別的對(duì)象物的位移測(cè)定

對(duì)象物的材料和顏色存在明顯差別時(shí)，請(qǐng)按下圖所示的方法，使投光軸和受光軸的連線與被測(cè)物的分界線平行，這樣可減少測(cè)定誤差。

在窄導(dǎo)槽及凹部的位移測(cè)定

當(dāng)待測(cè)物的周圍被內(nèi)墻圍住或呈凹狀、導(dǎo)槽狀時(shí)，請(qǐng)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(zhuǎn)物體的位移測(cè)定

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

對(duì)有段差對(duì)象物的位移測(cè)定

當(dāng)對(duì)象物有段差時(shí)，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(huì)產(chǎn)生誤差。如無法遠(yuǎn)離墻面安裝時(shí)，請(qǐng)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(jìn)行消除光澤的黑色粉刷，也能起到一定效果。

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