如何選擇色標(biāo)傳感器，色標(biāo)傳感器選型時(shí)需要注意什么

打開色標(biāo)傳感器的選型手冊，都會(huì)看到這樣一些技術(shù)規(guī)格參數(shù)選項(xiàng)，像什么RGB 單色、三色的光源類型，響應(yīng)時(shí)間、開關(guān)頻率、JITTER、灰度級(jí)別，單點(diǎn)、多點(diǎn)和自動(dòng)的試教方式，NPN / PNP 、推挽式開關(guān)量或者模擬量輸出等。那么，面對(duì)如此復(fù)雜的規(guī)格參數(shù)，怎樣才能選出合適的色標(biāo)傳感器產(chǎn)品呢？任何產(chǎn)品的選型，都一定是從其基本應(yīng)用需求開始的。而這一點(diǎn)，對(duì)于色標(biāo)傳感器來說，自然就是其色標(biāo)定位檢測性能，包括：色標(biāo)辨識(shí)能力；定位測量性能；輸出信號(hào)的兼容性。

1、色標(biāo)辨識(shí)能力

選擇色標(biāo)傳感器，首先要確定的就是被檢測物體表面的樣式，主要是背景圖案的色彩和色標(biāo)的顏色，如我們前文書所述，不同顏色的光在物體表面的反射特性是有差異的，因此，為了獲得較好的色標(biāo)檢測性能，需要依據(jù)應(yīng)用環(huán)境中背景和色標(biāo)的顏色，選用合適的檢測光源類型。在實(shí)際應(yīng)用中，考慮到物體（材料）表面圖案的多樣性，為了方便選型設(shè)計(jì)和調(diào)試維護(hù)，并兼顧色標(biāo)檢測性能，使用RGB 三色光源，其實(shí)都是不錯(cuò)的選擇；或者在遇到比較復(fù)雜的彩色圖案背景時(shí)，還可以選用帶有彩色模式的色標(biāo)傳感器，相應(yīng)的，成本也會(huì)略微增加一些。

傳感器的色彩辨識(shí)能力，除了和光源有關(guān)，同時(shí)也受其與物體表面間檢測距離的影響。

通常，在色標(biāo)傳感器的規(guī)格表中，都會(huì)有關(guān)于其感應(yīng)距離（如：13mm）和感應(yīng)距離容差（如：±3mm）的標(biāo)稱值。前者指的是傳感器能夠達(dá)到靈敏度的檢測距離；而后者則是檢測距離的允許偏差值。有了這兩個(gè)值，就能夠了解到色標(biāo)傳感器的檢測距離范圍。同時(shí)，根據(jù)產(chǎn)品樣本中關(guān)于感應(yīng)距離的特性曲線，我們還能夠了解到在不同檢測距離時(shí)，傳感器所能都達(dá)到的檢測靈敏度。

我們知道，色標(biāo)傳感器測量和辨識(shí)的是物體（表面）色彩的灰度，因此體現(xiàn)其色標(biāo)檢測準(zhǔn)確性的一個(gè)重要指標(biāo)，就是“灰度等級(jí)”。灰度的通常表示方法是百分比，范圍從純白色的 0％ 到純黑色的 100％，色標(biāo)傳感器在辨識(shí)色彩時(shí)，會(huì)將其灰度量程等分為若干級(jí)，用二進(jìn)制的位數(shù)來表示，例如：KTM 系列的色標(biāo)傳感器具有 20 級(jí)的灰度級(jí)別，意思就是它的灰度等級(jí)共有 220 之多。色標(biāo)傳感器的灰度等級(jí)越高，說明其色彩辨識(shí)的精度越高，其對(duì)弱灰度差（對(duì)比度）色標(biāo)圖像的檢測能力就越強(qiáng)。

不過，即使傳感器自身色標(biāo)辨識(shí)能力再強(qiáng)，在實(shí)際設(shè)備現(xiàn)場的復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境中，某些特殊異常情況的出現(xiàn)，還是有可能會(huì)影響到色標(biāo)檢測的穩(wěn)定性，例如：物體（材料）表面褪色造成色標(biāo)檢測的對(duì)比度下降、現(xiàn)場粉塵或油漬污染導(dǎo)致反射光強(qiáng)度的減弱...

此時(shí)，為了避免類似狀況的出現(xiàn)，可以選擇使用帶有診斷輸出（如：IO-Link ）的色標(biāo)傳感器。這樣，傳感器在工作時(shí)，會(huì)基于調(diào)試設(shè)定參數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測當(dāng)前色標(biāo)與背景之間的灰度差（對(duì)比度），若其低于一定水平，則會(huì)通過診斷輸出端口向控制系統(tǒng)發(fā)出一個(gè)報(bào)警信號(hào)，提醒操作人員對(duì)設(shè)備現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境采取相應(yīng)的維護(hù)和處置措施，例如：調(diào)換物料、清理油污...等，以確保穩(wěn)定色標(biāo)檢測性能和設(shè)備生產(chǎn)質(zhì)量。

2、定位測量性能

色標(biāo)檢測的最終目的是為了定位，因此在色標(biāo)傳感器選型時(shí)也需要重點(diǎn)關(guān)注其響應(yīng)特性。

一個(gè)是傳感器輸出的開關(guān)頻率，單位是Hz，通俗的說就是每秒鐘能夠開閉的次數(shù)。一般情況下，我們希望這個(gè)頻率遠(yuǎn)高于色標(biāo)出現(xiàn)的頻率，因?yàn)槿绻浣咏蛘叩陀谏珮?biāo)出現(xiàn)的頻率，就可能會(huì)出現(xiàn)在掃描到色標(biāo)時(shí)傳感器來不及響應(yīng)輸出的情況。市面上大部分的色標(biāo)傳感器都能做到 10 kHz 以上的開關(guān)頻率，有些產(chǎn)品如 SICK 的新款 KTS/KTX 系列，能夠達(dá)到 50~70 kHz 的開關(guān)頻率。

另一個(gè)重要的特性指標(biāo)就是響應(yīng)時(shí)間，顧名思義，就是檢測到色標(biāo)（灰度值高于設(shè)定閾值）后，開關(guān)輸出的延時(shí)反應(yīng)時(shí)間，通常以μs 為單位。這個(gè)值通常會(huì)被當(dāng)作色標(biāo)檢測的補(bǔ)償量，在控制系統(tǒng)讀取色標(biāo)位置時(shí)，用于校準(zhǔn)其開關(guān)觸發(fā)的時(shí)間戳。

3、信號(hào)兼容性

為了能夠讓設(shè)備系統(tǒng)能夠正常接收到傳感器輸出的色標(biāo)檢測信號(hào)，還需要在選型時(shí)注意控制系統(tǒng)的輸入端口類型，并選用信號(hào)輸出與之兼容的色標(biāo)傳感器產(chǎn)品。色標(biāo)傳感器的信號(hào)兼容性，一方面指的是其開關(guān)量輸出的電壓等級(jí)，和輸出電平的類型（NPN、PNP 或者推挽式輸出）；或者有時(shí)為了讀取測得的灰度值，需要選用帶有模擬量輸出的產(chǎn)品。這和其他類型光電傳感器產(chǎn)品的選型是類似的，應(yīng)該并不難理解；

另一方面，基于物體（材料）表面背景和色標(biāo)的灰度反差不同，在產(chǎn)品選型時(shí)需要確定傳感器的導(dǎo)通方式，即：當(dāng)背景為淺色、色標(biāo)為深色時(shí)，需要選用暗通（檢測到暗色調(diào)時(shí)輸出“1”）型產(chǎn)品；反之，當(dāng)背景為深色、色標(biāo)為淺色時(shí)，需要選用亮通（檢測到明色調(diào)時(shí)輸出“1”）型產(chǎn)品。

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