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三大點(diǎn)看懂如何選擇激光位移傳感器
激光位移傳感器以其廣泛的環(huán)境適應(yīng)性，超高的檢測頻率和精度，被廣泛應(yīng)用于手機(jī)檢測，機(jī)械加工，汽車制造，精密儀器，點(diǎn)膠機(jī)，鐵路鐵軌檢測以及科研教學(xué)等領(lǐng)域。
激光測量原理是一種非接觸式測量原理。這種類型的傳感器特別適合測量快速的位移變化，且無需在被測物體上施加外力。而非接觸測量對于被測表面不允許接觸的情況，或者需要傳感器有超長壽命的應(yīng)用領(lǐng)用意義重大。
激光三角反射式測量原理基于簡單的幾何關(guān)系。激光二極管發(fā)出的激光束被照射到被測物體表面。反射回來的光線通過一組透鏡，投射到感光元件矩陣上，感光元件可以是CCD/CMOS或者是PSD元件。反射光線的強(qiáng)度取決于被測物體的表面特性。為此，模擬元件PSD的敏感度需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。而對數(shù)字元件CCD傳感器，使用德國米銥公司提供的實(shí)時(shí)表面補(bǔ)光技術(shù)（RTSC，RealTImeSurfaceCompensaTIon）可以瞬時(shí)改變接收光強(qiáng)。
傳感器探頭到被測物體的距離可以由三角計(jì)算法則精確得到。采用這種方法能夠得到微米級的分辨率。根據(jù)不同型號，測量得到的數(shù)據(jù)會由外置或內(nèi)置控制器通過多種接口進(jìn)行評估。
點(diǎn)激光傳感器投射到被測物體上形成一個(gè)可見光斑，通過這個(gè)光斑可以非常簡便的安裝調(diào)試探頭，因此點(diǎn)激光傳感器被應(yīng)用到非常多的領(lǐng)域，成為精密距離測量的熱門選擇。根據(jù)不同設(shè)計(jì)，光學(xué)測量原理最大允許測量距離達(dá)到1m。根據(jù)測量任務(wù)的需要，可以選擇非常小的量程，但是具有極高測量精度。或者選擇大量程，但是測量精度會有所下降。目前市面上有很多傳感器型號可以快速補(bǔ)償反射光的光強(qiáng)，但只有德國米銥公司的激光傳感器成功實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)光強(qiáng)補(bǔ)償。
激光位移傳感器
那么如何選擇合適的激光位移傳感器呢？我們建議大家注意一下三點(diǎn)：
1）注意被測物結(jié)構(gòu)和材料，通常激光位移傳感器測量需要完整的三角光路。被測物如果有深槽或復(fù)雜表面，可能會導(dǎo)致三角光路被遮擋，從而無法測量。還有一些吸光材料，如黑色橡膠等材料，大部分光強(qiáng)會被吸收，這時(shí)需要合理調(diào)節(jié)曝光時(shí)間以獲得足夠測量信號。另外反光很強(qiáng)，或鏡面反射被測物，可能會導(dǎo)致光線垂直返回而沒有形成漫反射，也會導(dǎo)致測量效果不佳。所以使用激光位移傳感器時(shí)，一定要先與廠家充分溝通，不要想當(dāng)然人為可以測，結(jié)果卻不好。目前國際上的主流激光位移傳感器品牌，如德國米銥和日本基恩士，都會要求客戶在選用激光位移傳感器時(shí)，預(yù)先告知被測物表面結(jié)構(gòu)和反光特性。如果是特殊被測材料，如玻璃，橡膠和表面有暗紋的情況，可能就需要用戶提供樣片進(jìn)行試測，確保達(dá)到測量要求后才會訂貨。
2）參數(shù)選擇，很多廠家都提供多個(gè)級別的激光位移傳感器供客戶選擇。常用于選擇激光位移傳感器的指標(biāo)包括傳感器的精度，該參數(shù)也有其他稱呼，如線性度、絕對誤差等。指的是傳感器的測量值偏離理論真實(shí)值的偏差程度。這個(gè)參數(shù)直接反應(yīng)測得準(zhǔn)不準(zhǔn)。第二個(gè)就是分辨率，這個(gè)參數(shù)指傳感器做出示數(shù)變化所需要的最小位移變化量，通常分辨率參數(shù)值要小于精度。第三個(gè)是測量速度，以德國米銥optoNCDT為例，其測量速度可以達(dá)到49kHz，測量速度直接決定測量是否可以跟得上被測物的變化速度，能否完整反應(yīng)位移變化的全過程。對測量速度要求高的場合常見于振動測量。當(dāng)然除此以外，還有很多參數(shù)可以決定傳感器的性能，包括能夠承受環(huán)境溫度指標(biāo)，能夠承受的振動和沖擊指標(biāo)等等。為什么要選擇合適的指標(biāo)呢？因?yàn)樵礁叩募夹g(shù)參數(shù)一定意味著制造工藝的復(fù)雜和難度提升，也必然價(jià)格昂貴。所以各位制定測量要求時(shí)，一定不要憑空想象，提一個(gè)超高的測量要求。我見過有的傳感器使用單位，動輒要幾個(gè)微米，甚至納米級別的測量精度，測量速度還超高，問其真的有必要提這么高的要求嗎？回答卻往往是不必要，或者要求高余量大。但是大家要記住，沒有無代價(jià)的指標(biāo)提升，每一個(gè)高指標(biāo)背后都是真金白銀的付出。另外選擇激光位移傳感器時(shí)，要特別注意一點(diǎn)，各家廠商對參數(shù)的標(biāo)注標(biāo)準(zhǔn)是不一樣的。如德國品牌，通常標(biāo)注的是真實(shí)參數(shù)，甚至是保守參數(shù)。而日系品牌，在標(biāo)注時(shí)，會以平均后的結(jié)果為準(zhǔn)?？磪?shù)表時(shí)，要仔細(xì)看看下面的小字，日系品牌超高的參數(shù)往往源自多次平均后的結(jié)果。光學(xué)測量會產(chǎn)生一些毛刺，通過平均的方法可以大大平滑測量結(jié)果。
3）品牌的選擇，在諸多測量原理的位移傳感器中，激光位移傳感器市場最為混亂，品牌最為參差不齊。甚至有商家明明只是代理國外某個(gè)品牌，卻聲稱自己是原廠生產(chǎn)，等出了問題以后，由于前期技術(shù)方案已經(jīng)定型，就只能硬著頭皮采用，而這樣又往往會帶來后續(xù)更大的問題。辨別一個(gè)品牌是否為原廠產(chǎn)品，除了常見的原廠證明外（這個(gè)也可以假冒），最直接就是看其中文網(wǎng)址，國外品牌通常會把自己品牌名稱作為網(wǎng)址，如果你看到某個(gè)牌子的網(wǎng)址是中文加英文的混合體，就不太可能是正規(guī)廠家了。另外正規(guī)進(jìn)口品牌的中文網(wǎng)址，一定可以在其國外母公司網(wǎng)頁中找到，找不到的一定不是子公司。品牌的選擇特別關(guān)鍵，因?yàn)槔碚撋现v，激光位移傳感器結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，國內(nèi)的小廠也能做出來，但是精度和重復(fù)性與大牌子比較起來，就有天壤之別了。除此以外，使用壽命，溫度漂移等，也會大大影響客戶的使用效果。我見過有的使用廠家，為了幾百塊差價(jià)，從進(jìn)口品牌換成國內(nèi)品牌，結(jié)果過去3年都不會壞一個(gè)的傳感器，一年內(nèi)壞了4次，算下來更貴不算，還大大影響了使用環(huán)節(jié)，生產(chǎn)線停一次，可不是幾百塊的成本節(jié)省可以補(bǔ)償?shù)摹?/span>
以上是我憑借個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出的一些選擇激光位移傳感器的辦法，希望對大家在眾多品牌中能夠選擇出合適的產(chǎn)品，既省錢又能達(dá)到測量要求
激光測量原理是一種非接觸式測量原理。這種類型的傳感器特別適合測量快速的位移變化，且無需在被測物體上施加外力。而非接觸測量對于被測表面不允許接觸的情況，或者需要傳感器有超長壽命的應(yīng)用領(lǐng)用意義重大。
激光三角反射式測量原理基于簡單的幾何關(guān)系。激光二極管發(fā)出的激光束被照射到被測物體表面。反射回來的光線通過一組透鏡，投射到感光元件矩陣上，感光元件可以是CCD/CMOS或者是PSD元件。反射光線的強(qiáng)度取決于被測物體的表面特性。為此，模擬元件PSD的敏感度需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。而對數(shù)字元件CCD傳感器，使用德國米銥公司提供的實(shí)時(shí)表面補(bǔ)光技術(shù)（RTSC，RealTImeSurfaceCompensaTIon）可以瞬時(shí)改變接收光強(qiáng)。
傳感器探頭到被測物體的距離可以由三角計(jì)算法則精確得到。采用這種方法能夠得到微米級的分辨率。根據(jù)不同型號，測量得到的數(shù)據(jù)會由外置或內(nèi)置控制器通過多種接口進(jìn)行評估。
點(diǎn)激光傳感器投射到被測物體上形成一個(gè)可見光斑，通過這個(gè)光斑可以非常簡便的安裝調(diào)試探頭，因此點(diǎn)激光傳感器被應(yīng)用到非常多的領(lǐng)域，成為精密距離測量的熱門選擇。根據(jù)不同設(shè)計(jì)，光學(xué)測量原理最大允許測量距離達(dá)到1m。根據(jù)測量任務(wù)的需要，可以選擇非常小的量程，但是具有極高測量精度。或者選擇大量程，但是測量精度會有所下降。目前市面上有很多傳感器型號可以快速補(bǔ)償反射光的光強(qiáng)，但只有德國米銥公司的激光傳感器成功實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)光強(qiáng)補(bǔ)償。
激光位移傳感器
那么如何選擇合適的激光位移傳感器呢？我們建議大家注意一下三點(diǎn)：
1）注意被測物結(jié)構(gòu)和材料，通常激光位移傳感器測量需要完整的三角光路。被測物如果有深槽或復(fù)雜表面，可能會導(dǎo)致三角光路被遮擋，從而無法測量。還有一些吸光材料，如黑色橡膠等材料，大部分光強(qiáng)會被吸收，這時(shí)需要合理調(diào)節(jié)曝光時(shí)間以獲得足夠測量信號。另外反光很強(qiáng)，或鏡面反射被測物，可能會導(dǎo)致光線垂直返回而沒有形成漫反射，也會導(dǎo)致測量效果不佳。所以使用激光位移傳感器時(shí)，一定要先與廠家充分溝通，不要想當(dāng)然人為可以測，結(jié)果卻不好。目前國際上的主流激光位移傳感器品牌，如德國米銥和日本基恩士，都會要求客戶在選用激光位移傳感器時(shí)，預(yù)先告知被測物表面結(jié)構(gòu)和反光特性。如果是特殊被測材料，如玻璃，橡膠和表面有暗紋的情況，可能就需要用戶提供樣片進(jìn)行試測，確保達(dá)到測量要求后才會訂貨。
2）參數(shù)選擇，很多廠家都提供多個(gè)級別的激光位移傳感器供客戶選擇。常用于選擇激光位移傳感器的指標(biāo)包括傳感器的精度，該參數(shù)也有其他稱呼，如線性度、絕對誤差等。指的是傳感器的測量值偏離理論真實(shí)值的偏差程度。這個(gè)參數(shù)直接反應(yīng)測得準(zhǔn)不準(zhǔn)。第二個(gè)就是分辨率，這個(gè)參數(shù)指傳感器做出示數(shù)變化所需要的最小位移變化量，通常分辨率參數(shù)值要小于精度。第三個(gè)是測量速度，以德國米銥optoNCDT為例，其測量速度可以達(dá)到49kHz，測量速度直接決定測量是否可以跟得上被測物的變化速度，能否完整反應(yīng)位移變化的全過程。對測量速度要求高的場合常見于振動測量。當(dāng)然除此以外，還有很多參數(shù)可以決定傳感器的性能，包括能夠承受環(huán)境溫度指標(biāo)，能夠承受的振動和沖擊指標(biāo)等等。為什么要選擇合適的指標(biāo)呢？因?yàn)樵礁叩募夹g(shù)參數(shù)一定意味著制造工藝的復(fù)雜和難度提升，也必然價(jià)格昂貴。所以各位制定測量要求時(shí)，一定不要憑空想象，提一個(gè)超高的測量要求。我見過有的傳感器使用單位，動輒要幾個(gè)微米，甚至納米級別的測量精度，測量速度還超高，問其真的有必要提這么高的要求嗎？回答卻往往是不必要，或者要求高余量大。但是大家要記住，沒有無代價(jià)的指標(biāo)提升，每一個(gè)高指標(biāo)背后都是真金白銀的付出。另外選擇激光位移傳感器時(shí)，要特別注意一點(diǎn)，各家廠商對參數(shù)的標(biāo)注標(biāo)準(zhǔn)是不一樣的。如德國品牌，通常標(biāo)注的是真實(shí)參數(shù)，甚至是保守參數(shù)。而日系品牌，在標(biāo)注時(shí)，會以平均后的結(jié)果為準(zhǔn)?？磪?shù)表時(shí)，要仔細(xì)看看下面的小字，日系品牌超高的參數(shù)往往源自多次平均后的結(jié)果。光學(xué)測量會產(chǎn)生一些毛刺，通過平均的方法可以大大平滑測量結(jié)果。
3）品牌的選擇，在諸多測量原理的位移傳感器中，激光位移傳感器市場最為混亂，品牌最為參差不齊。甚至有商家明明只是代理國外某個(gè)品牌，卻聲稱自己是原廠生產(chǎn)，等出了問題以后，由于前期技術(shù)方案已經(jīng)定型，就只能硬著頭皮采用，而這樣又往往會帶來后續(xù)更大的問題。辨別一個(gè)品牌是否為原廠產(chǎn)品，除了常見的原廠證明外（這個(gè)也可以假冒），最直接就是看其中文網(wǎng)址，國外品牌通常會把自己品牌名稱作為網(wǎng)址，如果你看到某個(gè)牌子的網(wǎng)址是中文加英文的混合體，就不太可能是正規(guī)廠家了。另外正規(guī)進(jìn)口品牌的中文網(wǎng)址，一定可以在其國外母公司網(wǎng)頁中找到，找不到的一定不是子公司。品牌的選擇特別關(guān)鍵，因?yàn)槔碚撋现v，激光位移傳感器結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，國內(nèi)的小廠也能做出來，但是精度和重復(fù)性與大牌子比較起來，就有天壤之別了。除此以外，使用壽命，溫度漂移等，也會大大影響客戶的使用效果。我見過有的使用廠家，為了幾百塊差價(jià)，從進(jìn)口品牌換成國內(nèi)品牌，結(jié)果過去3年都不會壞一個(gè)的傳感器，一年內(nèi)壞了4次，算下來更貴不算，還大大影響了使用環(huán)節(jié)，生產(chǎn)線停一次，可不是幾百塊的成本節(jié)省可以補(bǔ)償?shù)摹?/span>
以上是我憑借個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出的一些選擇激光位移傳感器的辦法，希望對大家在眾多品牌中能夠選擇出合適的產(chǎn)品，既省錢又能達(dá)到測量要求
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