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光電傳感器的技術(shù)與工作原理、測量與安裝

發(fā)布時(shí)間:2020-01-07 責(zé)任編輯:xueqi

【導(dǎo)讀】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(gè)小點(diǎn),傳感器(光電二極管陣列)的接收器對(duì)該點(diǎn)的位置進(jìn)行探測。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。
 
光電傳感器的技術(shù)與工作原理
 
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(gè)小點(diǎn),傳感器(光電二極管陣列)的接收器對(duì)該點(diǎn)的位置進(jìn)行探測。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。光電二極管陣列由集成微控制器讀取??刂破鞲鶕?jù)光電二極管陣列上的光分布精確地計(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,從而提供了臨界表面的可靠數(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)確地探測物體(例如,如果傳感器臟了),則將觸發(fā)一個(gè)數(shù)字輸出。分辨率和精度可能會(huì)隨著距離的變化而變化。對(duì)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)。這種非線性行為可以用微控制器進(jìn)行校正,從而使輸出信號(hào)與距離保持線性關(guān)系。
 
 
運(yùn)行時(shí)間測量
 
采用運(yùn)行時(shí)間測量方法,可通過測量信號(hào)在所覆蓋的范圍內(nèi)的傳輸時(shí)間來直接完成距離測量。在實(shí)際應(yīng)用中,發(fā)送器發(fā)射一組突發(fā)信號(hào),信號(hào)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(hào)所經(jīng)歷的時(shí)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(shí)間技術(shù),即使目標(biāo)距離較遠(yuǎn),也可以精確可靠地進(jìn)行探測。
 
光電傳感器的安裝與調(diào)整
 
 
對(duì)于所有的測距傳感器,必須確保接收器的光學(xué)系統(tǒng)能夠直接“看見”激光斑,并且接收器前方?jīng)]有障礙物。
 
 
對(duì)于光亮或反光物體,其直接反射光不得影響接收器。通過稍微傾斜傳感器可避免此問題。
 
 
要獲得最佳測量結(jié)果,安裝傳感器時(shí),傳感器必須與物體的運(yùn)動(dòng)方向垂直。三角測量原理傳感器的簡單規(guī)則:對(duì)于每一種應(yīng)用,都應(yīng)該盡量減小傳感器與物體之間的距離。量程越短,分辨率和精度越高(影響極其敏感)。電磁兼容性注意事項(xiàng):將傳感器接地,并使用屏蔽連接線。
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