기초 지식의 변위 센서

알아두면 좋은 기본 용어

어휘

해결

이는 센서의 측정 단위가 얼마나 정밀한지를 나타냅니다. 예를 들어, 이 자의 눈금은 1mm이므로 해상도는 1mm입니다.

해상도 다이어그램

반복 정확도

레이저 변위 센서는 정지 상태에서도 측정값이 변동합니다.
정지 상태에 있는 object의 동일한 지점에서 반복적으로 측정된 값의 변동을 반복 측정 정확도라고 합니다.

반복 정확도 파형

전체 규모(FS)

측정 거리, 높이 차이 및 센서와 object 사이의 이동 범위가 이 범위 내에 있으므로 모델을 선택해야 합니다.

  • 전체 측정 범위

선형성

선형성은 측정값과 실제 변위 또는 거리 사이의 오차입니다.
변위 센서의 경우, 이는 최대 거리 차이를 나타냅니다.

  • 선형성 특성 그래프

센서에 오류가 없다면 실제 거리와 측정된 거리는 직선을 이룹니다. 이것이 이상적인 직선입니다.
하지만 실제로는 그래프에 나타난 측정 결과가 이상적인 선과 차이가 있습니다.
전체 스케일에 대한 백분율로 계산된 분산이 바로 선형성입니다.
거리 값은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

〈계산 공식〉
선형성 = +/- 백분율 x 전체 스케일

<예>
선형성: +/-0.1%, 전체 범위: +/-20mm
직선도 = +/-0.1% x +/-20mm
= +/-0.1% x 40mm
±0.04mm, ±40μm

샘플링 주기/샘플링 빈도

샘플링 기간은 한 번의 측정을 수행하는 데 걸리는 시간이며, 샘플링 주파수는 초당 측정 횟수를 Hz 단위로 나타낸 것입니다.
검은색 고무와 같이 반사율이 낮은 물체를 측정하려면, 반사율(투광)을 높이기 위해 샘플링 간격(샘플링 주기)을 길게 설정해야 합니다.
광택이 나는 금속과 같이 반사율이 높은 물체를 측정하려면, 투광의 양이 포화되는 것을 방지하기 위해 샘플링 주기을 짧게 설정해야 합니다.
OPTEX FA의 변위 센서에는 반사율이 변할 때 오차를 최소화하기 위해 측정에 가장 적합한 샘플링 주기로 조정하는 샘플링 주기의 AUTO 기능이 탑재되어 있습니다.

평균 (이동평균)

  • 물체가 정지 상태에 있을 때조차도, 여러 번의 측정에서 얻은 변위 센서의 측정값은 변동합니다.
    이러한 변동을 최소화하기 위해 평균화 처리가 사용됩니다.
    OPTEX FA의 변위 센서는 이동 평균을 사용하여 매 샘플링 시마다 평균화된 측정값을 출력합니다.
이동평균 연산 법
  • 이동평균 계산
    예시) 평균 계산: 4개 샘플
    측정값(원시 데이터)
    측정값(평균)
이동평균 처리 그래프

온도 특성(온도 변화)

This is a characteristics of measured values that change along with change of operating temperature.
This is described as +/- 0.08%FS/Cº or 0.2mm/K, Kelvin.

In case of displacement sensor with +/-0.08%FS/Cº and 50+/-10mm range,
20mm, +/-10mm, x 0.0008 = 16μm
measured values fluctuate a maximum of 16μm per 1Cº.

준비 운동 시간

이는 센서가 전원을 켠 후 사양에 부합하는 성능 수준에 도달하는 데 걸리는 시간입니다.
(센서 내부 온도가 안정화되는 데 걸리는 시간)
일반적으로 모델에 따라 5분에서 30분 정도 소요됩니다.

이동 해상도

움직이는 object의 측정값은 object 까지의 거리가 변하지 않았더라도 변동할 수 있습니다.
이는 object 움직임에 따라 광 수신 소자의 초점이 이동하기 때문에 발생합니다.
움직이는 object에 따라 측정값이 변동하는 것을 이동 해상도라고 합니다.
유리나 반도체 웨이퍼처럼 표면이 매끄러운 object 에서는 요철이 발생하지 않지만, 대부분의 다른 물체에서는 요철이 발생합니다.
따라서 object 움직이는 상태에서 측정을 수행할 때는 이동 분해능을 고려해야 합니다.
레이저 빔의 점 형태와 광각 형태를 선택할 수 있다면, 광각 모델을 선택하는 것이 이동 해상도의 영향을 최소화하는 데 유리합니다.
움직이는 object의 해상도는 표면 상태에 따라 달라지기 때문에 카탈로그에 명시되어 있지 않습니다. 이러한 변동은 실제 테스트를 통해 확인해야 합니다.

마이리스트
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