距離測量是基于三角測量原理。激光束打在物體上形成一個小點,傳感器(光電二極管陣列)的接收器對該點的位置進(jìn)行檢測。入射角隨距離而變化,因而激光點在接收器上的位置也相應(yīng)變化。光電二極管陣列由內(nèi)置微控制器讀取??刂破鞲鶕?jù)光電二極管陣列上的光分布精確地計算角度,然后據(jù)此計算出與目標(biāo)物之間的距離。此距離值可通過串口發(fā)送,也可轉(zhuǎn)換為與距離成正比的輸出電流。微處理器確保獲得很高的線性度和測量精度。光電二極管陣列與微控制器相結(jié)合,抑制了干擾性反射光,從而提供可靠的難測表面數(shù)據(jù)。傳感器通過調(diào)節(jié)內(nèi)部靈敏度來適應(yīng)不同的顏色,從而使其不受物體顏色的影響。如果在測量范圍內(nèi)沒有物體,或者如果所接收到的光不足以準(zhǔn)確地檢測物體(例如,如果傳感器臟了),則將觸發(fā)一個數(shù)字量輸出。分辨率和精度會隨著距離的變化而變化。對于相同的距離變化Δd,在靠近傳感器處,它使角α1發(fā)生較大的變化;而在遠(yuǎn)離傳感器處,則使角α2發(fā)生較小的變化(見圖)。這種非線性特性可以用微控制器進(jìn)行校正,從而使輸出信號與距離保持線性關(guān)系。
三角測量法
距離測量 | 窗口測量 |
在測距應(yīng)用中,傳感器可以隨時投入使用,直接給出與物體之間的距離。測量值可用于系統(tǒng)控制或物體的精確定位。此外,還可以選擇對數(shù)字量輸出進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。 | 如果需要檢測物體的尺寸精度,可直接進(jìn)行窗口測量:通過對參照物進(jìn)行自學(xué)習(xí),傳感器可直接測得與標(biāo)稱尺寸的偏差。在這種情況下,數(shù)字量輸出也可以相應(yīng)地進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。 |
除了傳感器的尺寸和測量范圍,光束形狀也尤其重要。通過不懈努力和深入研發(fā),堡盟現(xiàn)推出采用三種不同形狀光束以及最新多點測量原理的產(chǎn)品系列:
點激光 | 線激光 | 多點激光 |
精準(zhǔn)聚焦,光斑直徑不超過0.4 mm,能精確測量小尺寸物體 | 超細(xì)線激光,寬度小于10 mm,能可靠測量粗糙表面以及帶紋理的彩色表面 | 72 mm超寬線激光,每次可記錄600多個測量值,在光澤不均勻或極其粗糙的表面上也能進(jìn)行穩(wěn)定的測量。 |
事實上,大部分物體的表面都不太適合用激光測距,因為測量結(jié)果往往不可靠,也不穩(wěn)定。對此,堡盟推出了市面上僅有的激光測距傳感器——OM70,該產(chǎn)品的量程從70、140、250、600到1000 mm不等,具有多種聚焦范圍,從而在應(yīng)用中確保極高的可靠性。如果您不太確定是否需要設(shè)置聚焦范圍,或者是否需要整個測量范圍,建議您使用基本型號。
良好的抗環(huán)境光干擾能力 | 自動曝光控制 | 同步輸入/觸發(fā) |
憑借強大的內(nèi)置評估算法,激光測距傳感器具有極強的抗外部光線干擾能力,從而確保穩(wěn)定可靠地運行。 | 通過改變透射強度、優(yōu)化曝光時間,堡盟光電測距傳感器可自動適應(yīng)不同的物體顏色及亮度水平,因此不受物體反射率的影響。此外,它們還可以測量反射率低至2%的物體。 | 多個傳感器同時進(jìn)行測量時,可利用同步輸入功能實現(xiàn)同步。在測量厚度時,兩個傳感器可在同步模式下通過同步輸入同時被觸發(fā)。另一方面,如果多個傳感器在同一應(yīng)用中會相互干擾,那么它們可以在異步模式下依次運行。 |
過濾功能可調(diào) | 測量范圍可調(diào) | 可設(shè)置開關(guān)量輸出 |
啟動過濾功能可減小輸出信號的噪音,從而提高分辨率。此外,過濾功能也可用于抑制測量誤差。只有在采集到的測量值達(dá)到規(guī)定數(shù)量后,輸出才會發(fā)生變化。因此,過濾不會影響測量頻率,但會影響響應(yīng)時間。用戶可以選擇預(yù)先設(shè)置的精度模式,對過濾功能進(jìn)行配置。 | 用戶可通過自學(xué)習(xí)按鈕、自學(xué)習(xí)線或者顯示屏,在最大測量范圍內(nèi)調(diào)節(jié)具體的測量范圍。模擬量輸出的整個范圍在此自學(xué)習(xí)范圍之內(nèi),因此可以提高測量精度。出廠設(shè)置為最大測量范圍。 | 一旦定義的測量值超過或低于預(yù)設(shè)水平,開關(guān)量輸出就會觸發(fā)開關(guān)動作。對于可靠的開關(guān)量信號,遲滯誤差(開關(guān)點與復(fù)位點之間的差異)可以按毫米為單位設(shè)置(絕對值),從而保證用戶的系統(tǒng)安全運行,不管物體在視場中處于什么位置。 |
采用運行時間測量法,可通過測量信號在覆蓋范圍內(nèi)的傳輸時間來間接完成距離測量。在實際應(yīng)用中,發(fā)送器發(fā)射一組突發(fā)信號,信號遇到物體后被反射,然后被傳感器的接收器所捕獲。傳感器的估算求值電路計算信號所經(jīng)歷的時間以及所發(fā)生的相位偏移,然后將其轉(zhuǎn)換成距離信息。采用運行時間技術(shù),即使目標(biāo)距離較遠(yuǎn),也可以精確可靠地進(jìn)行檢測。
Baumer 的創(chuàng)新型多點測量原理以光切技術(shù)為基礎(chǔ)。該傳感器每次測量可記錄多達(dá)600個測量值,然后通過智能分析計算出被測物體的距離。傳感器的分辨率高達(dá)2 μm,測量頻率500Hz,能夠提供穩(wěn)定、精確的測量結(jié)果。
備注:本文來源于堡盟官網(wǎng)。