位移傳感器

位移傳感器概要

位移傳感器的定義 所謂位移傳感器，是利用各種元件檢測對象物的物理變化量，通過將該變化量換算為距離，來測量從傳感器到對象物的距離位移的機器。根據使用元件不同，分為光學式位移傳感器、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光學式位移傳感器（智能傳感器ZX-L-N系列等） ●概要 光源發出的光通過透鏡進行聚光，并照射到物體上。 物體發出的反射光通過受光透鏡集中到一維的位置檢測元件（PSD）＊上。如果物體的位置（距離測定器的距離）發生變化，PSD上成像位置將不同；如果PSD的兩個輸出平衡發生變化，PSD上的成像位置將不同，PSD的兩個輸出平衡會再次發生變化。 如果將這兩個輸出作為A、B，計算A/（A＋B），并加上適當的拉線系數‘k’和殘留誤差‘C’，可求得 測得的值不是照度（亮度），而是A、B兩個輸出的位移量，因此即使與測定對象物之間的距離發生變化，受光光量發生變化也不會受影響，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 PSD方式的原理特長： 將對象物上的光點光束投影到受光元件上時的重心位置換算為距離 CCD(CMOS)方式的原理特長： 分別檢測對象物上的光點光束投影到受光元件上時的CCD(CMOS)的各像素的光量，并換算為距離。 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（互補性金屬氧化半導體）的略稱。CCD是根據動作原理而命名的，CMOS則是根據構造而命名的。 CMOS圖像傳感器 CCD圖像傳感器 讀取方式 分別讀取每個像素的信號，進行擴大。 用存儲繼電器方式分別讀取每個像素信號，最后進行擴大。 優點 消耗功率小。 容易高速化。 能使運算電路等一體化。 畫質好。 實際使用長。 缺點 需要設法控制每個像素的分散。 靈敏度約為CCD的1/5。 消耗功率大。 （高速化困難）。 生產過程復雜。（成本高） 應用 如不使用CMOS，則難以進行物體識別、動態物體檢測、距離傳感器、超高速攝像和累積時間適應。圖像壓縮、累積時間適應和大型動態范圍攝像是CMOS的擅長領域。 靜止畫面百萬像素N圖像讀入。 ●正反射方式和擴散反射方式 正反射方式 擴散反射方式 直接接受來自物體的正反射光的方式，對金屬等表面有光澤的檢測體也能穩定測量。 投光光束面對測定面垂直投光，并接受反射光中的擴散反射光的方式，可以擴大測定范圍。 ②線性接近傳感器（智能傳感器ZX-E系列等） 線圈中如通過交流電，則會產生磁通，如通過金屬對象物，則會在對象物中產生一種渦電流，發出磁通，防止這種變化。 其結果將使線圈的感應發生變化。 這種感應的變化量是線圈與對象物之間距離的函數，作為結果，能測量對象物的距離位移。 ③超聲波位移傳感器 由送波器向對象物發送超聲波，通過受波器來接收其反射波。通過計算超聲波從發送到接收為止所需的時間與音速之間的關系，來計算距離的方式。 位移傳感器術語解說 本頁是關于「光學式線性傳感器」的術語說明。 采用其他方式、原理的傳感器的「術語」，請參見相應各機型的登載頁。 分辨率 在測定對象物靜止時，以距離來換算線性輸出的擺動幅度，區別在數字輸出時數據偏差的幅度和分辨率，稱為重復精度。 直線性（線性） 線性輸出相對于理想直線的誤差。 通常將其與整個測定范圍（Full Scale：FS）相比，以百分比的形式來表示，如1％FS…。 溫度特性 對應環境溫度變化的線性輸出變動量。 通常將其與整個測定范圍（Full Scale：FS）相比，以□％FS/℃的形式來表現。 例）0.03％FS/℃（FS＝20mm） 響應時間 物體的位移和寬度是在步進變化時的線性輸出。為了使模擬輸出在10～90％內變化，以「響應時間」來表現所需的時間。 「響應時間」與「分辨率」 下圖為一般的「位移」「響應時間」「分辨率」的關系。 希望正確測定位移時，請推遲響應時間的設定。 （這時響應性降低） 希望得到快速響應性時，請加快響應時間的設定。 （這時分辨率降低） 共通注意事項 ★各商品的注意事項，請參見各商品的「 請正確使用」。 本頁是關于「光學式線性傳感器」的共通注意事項。 采用其他方式、原理的傳感器的「共通注意事項」，請參見相應各機型的登載頁。> 警告 不能作為沖壓的安全裝置或其他人體保護用安全裝置使用。 本產品與安全性無關，主要用于工件和作業者的檢測用途。 使用注意事項 ●安裝時對材料顏色存在差別的對象物的位移測定 對象物的材料和顏色存在明顯差別時，請按下圖所示的方法，使投光軸和受光軸的連線與被測物的分界線平行，這樣可減少測定誤差。 在窄導槽及凹部的位移測定 當待測物的周圍被內墻圍住或呈凹狀、導槽狀時，請按下圖所示的方法安裝，切勿使投光軸、受光軸被墻面遮擋。 旋轉物體的位移測定 測定旋轉物體時，如將投光軸與受光軸的連線與旋轉軸平行安裝，即可最大限度地避免旋轉體的上下波動、位置偏移等的影響。 對有段差對象物的位移測定 當對象物有段差時，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，會產生誤差。如無法遠離墻面安裝時，請按下圖所示的方法，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，還可進行消除光澤的黑色粉刷，也能起到一定效果。

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