Conocimientos básicos de Sensores de desplazamiento

Términos básicos que debes conocer

Glosario

Resolución

Esto indica el grado de precisión de la unidad de medida del sensor. Por ejemplo, la escala de esta regla es de 1 mm, por lo que su resolución es de 1 mm.

Diagrama de resolución

Precisión de repetición

Incluso en estado de reposo, los valores de medición de un sensor de desplazamiento láser fluctúan.
La fluctuación de los valores medidos repetidamente en un mismo punto del objeto en estado de reposo se denomina precisión de repetibilidad.

Forma de onda de precisión de repetición

Escala real (F.S.)

Modelo Se debe realizar la selección, ya que la distancia de medición, la diferencia de altura y el rango de movimiento entre el sensor y el objeto se encuentran dentro de este intervalo.

  • Rango de medición a escala real

Linealidad

La linealidad es el error entre un valor medido y el desplazamiento o la distancia real.
En el caso de los sensores de desplazamiento, describe la diferencia máxima en la distancia.

  • Gráfico de la característica de linealidad

Si un sensor no presenta ningún error, la distancia real y la distancia medida forman una línea recta. Esta es una línea ideal.
Sin embargo, en la realidad, los resultados de medición reales que se muestran en el gráfico presentan desviaciones respecto a la línea ideal.
La desviación, calculada como porcentaje del fondo de escala, es la linealidad.
El valor de la distancia se puede calcular mediante la siguiente fórmula.

〈Fórmula de cálculo〉
Linealidad = +/- Porcentaje x Escala completa

〈Ejemplo〉
Linealidad: ±0,1 %, escala completa: ±20 mm
Linealidad = +/-0,1 % x +/-20 mm
= ±0,1 % × 40 mm
= ±0,04 mm, ±40 μm

Período de muestreo/Frecuencia de muestreo

El periodo de muestreo es el tiempo que se tarda en realizar una medición, y la frecuencia de muestreo es el número de mediciones por segundo, expresado en Hz.
Para medir un objeto de baja reflexión, como el caucho negro, es necesario que el «período de muestreo» sea largo para aumentar la cantidad de «luz recibida».
Para medir un objeto de alta reflexión, como un metal pulido, es necesario ajustar el «período de muestreo» a un valor corto para evitar que la cantidad de «luz recibida» se sature.
Los sensores de desplazamiento de OPTEX FA están equipados con la función AUTO de período de muestreo, que ajusta el período de muestreo óptimo para la medición con el fin de minimizar el error cuando cambia el índice de reflexión.

Promedio (media móvil)

  • Los valores medidos por el sensor de desplazamiento en mediciones múltiples presentan fluctuaciones, incluso cuando un objeto se encuentra en estado de reposo.
    El promedio se utiliza para minimizar dicha fluctuación.
    Los sensores de desplazamiento de OPTEX FA utilizan la media móvil para generar un valor de medición promediado en cada muestreo.
Método de la media móvil «cálculo»
  • Cálculo de la media móvil
    Ejemplo) Cálculo de la media: 4 muestras
    Valor medido (datos brutos)
    Valor medido (media)
Gráfico de procesamiento de la media móvil

Características térmicas (desviación térmica)

Se trata de una característica de los valores medidos que varían al cambiar la temperatura de funcionamiento.
Esto se describe como +/- 0,08 % FS/°C o 0,2 mm/K (Kelvin).

En el caso de un sensor de desplazamiento con una precisión de +/-0,08 % FS/°C y un rango de 50 +/-10 mm,
20 mm, ±10 mm, × 0,0008 = 16 μm
los valores medidos fluctúan un máximo de 16 μm por cada 1 °C.

Tiempo de calentamiento

Es el tiempo que tarda un sensor en alcanzar el nivel de rendimiento previsto en sus especificaciones tras encenderse.
(Tiempo necesario para que la temperatura interna del sensor se estabilice.)
El tiempo habitual es de entre 5 y 30 minutos, dependiendo del modelo.

Resolución sobre el traslado

Los valores medidos de un objeto en movimiento pueden variar, aunque la distancia al objeto no haya cambiado.
Esto se debe al desplazamiento del punto focal sobre el elemento receptor de luz a medida que se mueve el objeto.
Esta fluctuación de los valores medidos en un objeto en movimiento se denomina resolución de movimiento.
En el caso de objetos con una superficie uniforme, como un cristal o una oblea semiconductora, no se producen fluctuaciones, pero en la mayoría de los demás objetos sí se producen.
Por lo tanto, cuando se realiza una medición con un objeto en movimiento, es necesario tener en cuenta la resolución de movimiento.
Si se puede elegir entre puntos láser de haz estrecho y ancho, un modelo con haz ancho minimiza la influencia de la resolución de movimiento.
La resolución de movimiento no figura en el catálogo, ya que varía en función del estado de la superficie del objeto. La fluctuación debe confirmarse mediante pruebas reales.

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