光電測距傳感器的功能與技術(shù)

      三角測量法

      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(diǎn)，（光電二極管陣列）的接收器對該點(diǎn)的位置進(jìn)行檢測。入射角隨距離而變化，因而激光點(diǎn)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。控制器根據(jù)光電二極管陣列上的光分布精確地計(jì)算角度，然后據(jù)此計(jì)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

      測量功能

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。

      光束形狀

      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多點(diǎn)測量原理的產(chǎn)品系列：

點(diǎn)激光	線激光	多點(diǎn)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。

      聚焦范圍

      事實(shí)上，大部分物體的表面都不太適合用激光測距，因?yàn)闇y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——OM70，該產(chǎn)品的量程從70、140、250、600到0 mm不等，具有多種聚焦范圍，從而在應(yīng)用中確保的可靠性。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。

      特點(diǎn)

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(qiáng)大的內(nèi)置評估算法，激光具有的抗外部光線干擾能力，從而確保穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。	通過改變透射強(qiáng)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(shí)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(yùn)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(diǎn)與復(fù)位點(diǎn)之間的差異）可以按毫米為單位設(shè)置（值），從而保證用戶的系統(tǒng)安全運(yùn)行，不管物體在視場中處于什么位置。

      飛行時間/運(yùn)行時間測量法

      采用運(yùn)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(shí)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(jì)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(yùn)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。

      多點(diǎn)激光測距傳感器

      的創(chuàng)新型多點(diǎn)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(jì)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。