Przejdź do filtru

Przewodnik techniczny laserowych czujników przemieszczenia

Do czego służy laserowy czujnik przemieszczenia?

Laserowe czujniki przemieszczenia mierzą wysokość, grubość i pozycję obrabianych przedmiotów oraz przemieszczenie w mikrometrach. 

Istnieją również czujniki fotoelektryczne, których zadaniem jest wykrywanie obecności elementów. Czujniki przemieszczenia natomiast, pozwalają na dokładne pomiary przemieszczenia względem obiektu w mikrometrach.

* Istnieją różne typy czujników przemieszczenia (różne technologie pomiarowe), w tym dotykowe, ultradźwiękowe, pojemnościowe czy indukcyjne LVDT. Ten przewodnik techniczny wyjaśnia kwestie dotyczące laserowych czujników przemieszczenia, które są wyposażone w laser jako źródło światła w układach optycznych.

laserowe czujniki przemieszczenia

Główne cechy czujników laserowych

+ pomiar bezdotykowy (bez ingerencji w strukturę obiektu)

+ pomiar na małe i duże odległości

+ pomiar obiektów o niewielkich rozmiarach

+ szybkie i dokładne pomiary

+ możliwość pomiaru względem większości materiałów

– czynniki ograniczające zastosowanie laserowych czujników to ryzyko zachlapania lub zapylenia układu optycznego

Przykładowe pomiary przy użyciu laserowych czujników przemieszczenia

rodzaje pomiarów czujnikami laserowymi

Dostępne układy optyczne laserowych czujników przemieszczenia

Odbiciowy rozproszeniowy (Diffuse Reflective)

Wiązka lasera jest emitowana na obiekt docelowy pod kątem prostym.

Odbiornik wykrywa światło odbite od obiektu.

Za pomocą takiego układu można dokonywać pomiarów na większych odległościach.

Nie nadaje się on do pomiarów obiektów przezroczystych lub zwierciadlanych.

Odbiciowy do obiektów lustrzanych i transparentnych (Specular Reflective)

Układ optyczny jest zainstalowany pod tym samym kątem osi światła emitancji i odbioru. Jest używany głównie do pomiaru obiektów przezroczystych i zwierciadlanych.

Odległość pomiarowa staje się krótsza, jednak można uzyskać znacznie wyższą dokładność pomiaru.

Słownik pojęć

Rozdzielczość

Wskazuje, jak dokładna jest jednostka pomiarowa czujnika. Na przykład: Skala tej linijki wynosi 1 mm, więc jej rozdzielczość wynosi 1 mm.

rozdzielczość

Powtarzalność

Nawet w stanie spoczynku wartości pomiarowe laserowego czujnika przemieszczenia ulegają wahaniom.

Wahania wielokrotnie mierzonych wartości w tym samym punkcie, względem obiektu w stanie jego spoczynku to powtarzalność.

Powtarzalność jest wartością pomiędzy pikami (minimum i maksimum)

Full scale – Pełna skala (F.S.)

Każdy triangulacyjny czujnik laserowy przemieszczenia, posiada ograniczony zakres pomiarowy. Odległość od czoła czujnika do punktu, w którym rozpoczyna się pomiar, nazywamy strefą martwą (offsetem). Od tego punktu do końca zakresu pomiarowego, uzyskujemy właściwy zakres czujnika. Zakres ten zazwyczaj określany jest jako F.S. – Full scale. Obrazuje to poniższy rysunek:

Full scale

Liniowość

Liniowość to błąd między zmierzoną wartością a rzeczywistym przemieszczeniem, odległością. W przypadku czujników przemieszczenia opisuje maksymalną różnicę odległości.

liniowość

Jeśli czujnik nie ma błędu, rzeczywista odległość i zmierzona odległość tworzą linię prostą. Jest to linia idealna. Jednak w rzeczywistości realne wyniki pomiarów pokazane na wykresie zawierają błędy w stosunku do idealnej linii. Odchyłka obliczona jako procent pełnej skali to liniowość.

Wartość odległości można obliczyć za pomocą następującego wzoru.

〈Wzór obliczeniowy〉

Liniowość = +/- procent x pełna skala

〈Przykład〉

Liniowość: +/-0,1%, pełna skala: +/-20mm

Liniowość = +/-0,1% x +/-20mm

= +/-0,1% x 40 mm

= +/-0.04mm, +/-40μm

Okres próbkowania / częstotliwość próbkowania

Okres próbkowania to czas wykonania jednego pomiaru, natomiast częstotliwość próbkowania to liczba pomiarów na sekundę (Hz).

Aby zmierzyć obiekt o niskim współczynniku odbicia, taki jak czarna guma, okres próbkowania musi być wydłużony, aby zwiększyć ilość odbieranego światła.

Aby zmierzyć obiekt o wysokim współczynniku odbicia, taki jak polerowany metal, konieczne jest ustawienie krótkiego okresu próbkowania, aby uniknąć nadmiernej ilości odbieranego światła.

Czujniki przemieszczenia OPTEX FA są wyposażone w funkcję AUTO okresu próbkowania, która dostosowuje się do najlepszego okresu próbkowania dla pomiaru, aby zminimalizować błąd, gdy zmienia się współczynnik odbicia.

Poznaj najpopularniejsze serie czujników laserowych przemieszczenia z naszej oferty: