คู่มือทางเทคนิคสำหรับเซนเซอร์วัดระยะ

1. เซนเซอร์วัดระยะคืออะไร

เซนเซอร์วัดระยะวัดความสูงและความหนาของชิ้นงานรวมถึงระยะทางในหน่วยไมโครเมตร

โฟโตอิเลคทริคเซนเซอร์ใช้ตรวจจับชิ้นงาน
แต่เซนเซอร์วัดระยะสามารถวัดระยะทางจากวัตถุได้อย่างแม่นยำในหน่วยไมโครเมตร

• * มีเซนเซอร์วัดระยะหลายประเภท ทั้งแบบชนิดสัมผัส
  ชนิดอัลตราโซนิก ชนิดความจุและชนิดอินดัคทีฟ
  คู่มือทางเทคนิคนี้จะอธิบายเกี่ยวกับเลเซอร์เซนเซอร์วัดระยะ
  ซึ่งติดตั้งเลเซอร์ที่เป็นแหล่งกำเนิดแสงของระบบออปติคัล

• 

2. คุณสมบัติหลัก

• 

  การวัดแบบไร้การสัมผัส

• 

  การวัดระยะไกล

• 

  การวัดวัตถุขนาดเล็ก

• 

  การวัดด้วยความเร็วสูงและความแม่นยำสูง

• 

  สามารถวัดวัตถุได้แทบทุกชนิด

• 

  น้ำมันและฝุ่นในระบบออปติคัล

3. การวัดของเซนเซอร์วัดระยะ

• ลำแสงทะลุผ่าน

  เซนเซอร์นี้จะปล่อยแสงจากลำแสงหน้าจอ
  เพื่อวัดความกว้างของแสงที่ถูกวัตถุบดบัง
  ระบบลำแสงทะลุผ่านจะหลีกเลี่ยงอิทธิพลจากสีและสภาพพื้นผิวของวัตถุ
  เหมาะสำหรับการวัดความกว้าง
  เส้นผ่านศูนย์กลางและช่องว่าง

  

6. อภิธานศัพท์

• ความละเอียด

  เป็นการบ่งชี้ว่าหน่วยวัดของเซนเซอร์มีความแม่นยำเพียงใด
  ตัวอย่างเช่น มาตราส่วนของไม้บรรทัดนี้คือ 1 มม
  หมายความว่ามีความละเอียด 1 มม

• 

• ความแม่นยำในการทำซ้ำ

  ค่าการวัดของเลเซอร์เซนเซอร์วัดระยะจะผันผวน
  แม้ในภาวะหยุดนิ่ง
  ความผันผวนของค่าที่วัดซ้ำ ๆ ณ จุดเดียวกันของวัตถุ
  ในสภาวะพักเครื่องคือความแม่นยำในการทำซ้ำ

• 

  ความแม่นยำในการทำซ้ำคือค่าที่อยู่ระหว่างจุดสูงสุดและจุดต่ำสุด

• Full scale (F.S.)

  ต้องเลือกรุ่นที่ใช้โดยให้ระยะการวัด
  ความแตกต่างของความสูง
  และช่วงการเคลื่อนที่ระหว่างเซนเซอร์
  วัตถุอยู่ภายในช่วงของรุ่นที่เลือก

  

• ความเป็นเชิงเส้น

  ความเป็นเชิงเส้นเป็นข้อผิดพลาดระหว่างค่าที่วัดได้
  กับการกระจัดและระยะทางจริง
  โดยเซนเซอร์วัดระยะจะบอกความแตกต่างสูงสุดของระยะทาง

  

  ถ้าเซนเซอร์ไม่มีข้อผิดพลาด
  ระยะทางจริงและระยะทางที่วัดได้จะเป็นเส้นตรง นี่คือเส้นในอุดมคติ
  อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง
  ค่าการวัดจริงที่แสดงในกราฟจะมีข้อผิดพลาดจากเส้นในอุดมคติ
  ความแปรปรวนที่คำนวณเป็นเปอร์เซ็นต์ของ Full scale คือความเป็นเชิงเส้น
  ค่าระยะทางสามารถคำนวณได้จากสูตรต่อไปนี้
  
  <สูตรการคำนวณ>
  ความเป็นเชิงเส้น = +/- เปอร์เซ็นต์ x Full scale
  
  <ตัวอย่าง>
  ความเป็นเชิงเส้น: +/-0.1 %, Full scale: +/-20 มม.
  ความเป็นเชิงเส้น = +/-0.1% x +/-20 มม.
  = +/-0.1% x40 มม.
  =+/-0.04 มม., +/-40µm

• ระยะเวลาการสุ่มตัวอย่าง/ความถี่ในการสุ่มตัวอย่าง

  ระยะเวลาการสุ่มตัวอย่างเป็นเวลาที่ใช้การวัดหนึ่งครั้ง
  และความถี่ในการสุ่มตัวอย่างคือจำนวนการวัดต่อวินาที Hz
  ในการวัดวัตถุสะท้อนแสงต่ำ เช่น ยางสีดำ
  ระยะเวลาการสุ่มตัวอย่างต้องนานเพื่อเพิ่มปริมาณแสงที่ได้รับ
  ในการวัดวัตถุที่มีการสะท้อนแสงสูง เช่น โลหะขัดเงา
  จำเป็นต้องกำหนดระยะเวลาการสุ่มตัวอย่างให้สั้น
  เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ปริมาณแสงที่ได้รับอิ่มตัว
  เซนเซอร์วัดระยะของ OPTEX FA
  มีการติดตั้งฟังก์ชันระยะเวลาการสุ่มตัวอย่างแบบอัตโนมัติ
  ที่จะปรับให้เข้ากับระยะเวลาการสุ่มตัวอย่างที่ดีที่สุดในการวัด
  เพื่อลดข้อผิดพลาดเมื่ออัตราการสะท้อนเปลี่ยนแปลง

• • ค่าที่วัดได้ของเซนเซอร์วัดระยะจากการวัดความผันผวน
  แม้ว่าวัตถุจะอยู่ในภาวะหยุดนิ่งก็ตาม
  ใช้ค่าเฉลี่ยเพื่อลดความผันผวน
  เซนเซอร์วัดระยะของ OPTEX FA ใช้ค่าเฉลี่ยเคลื่อนที่
  เพื่อให้ได้ค่าการวัดเฉลี่ยจากการสุ่มตัวอย่างทุกครั้ง

• 

• • การคำนวณตัวอย่างค่าเฉลี่ยเคลื่อนที่
  ค่าเฉลี่ย: 4 ตัวอย่าง ค่าที่วัดได้ (ข้อมูลดิบ)
  ค่าที่วัดได้ (ค่าเฉลี่ย)

• 

• ลักษณะอุณหภูมิ (การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ)

  นี่คือลักษณะของค่าที่วัดได้
  ซึ่งเปลี่ยนแปลงไปพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในการทำงาน
  อธิบายได้เป็น +/- 0.08%FS/C° หรือ 0.2 มม./K (เคลวิน)
  
  ในกรณีของเซนเซอร์วัดระยะที่มีช่วง +/-0.08% FS/C° และ 50+/-10 มม. ช่วง 20 มม.
  +/-10 มม. x 0.0008= 16µm
  ค่าที่วัดได้จะผันผวนสูงสุด 16µm ต่อ 1C°

• เวลาอุ่นเครื่อง

  นี่เป็นระยะเวลาเพื่อที่เซนเซอร์มีประสิทธิภาพในการทำงาน
  ตามข้อกำหนดหลังจากเปิดเครื่อง
  (ระยะเวลาเพื่อให้อุณหภูมิภายในของเซนเซอร์จะคงที่)
  ระยะเวลาอุ่นเครื่องปกติคือ 5 ถึง 30 นาที ขึ้นอยู่กับรุ่น

• ความละเอียดในการเคลื่อนที่

  ค่าที่วัดได้ของวัตถุเคลื่อนที่อาจผันผวน
  แม้ว่าจะไม่ได้เปลี่ยนระยะห่างจากวัตถุก็ตาม
  เพราะจุดโฟกัสบนองค์ประกอบรับแสงเปลี่ยนตำแหน่ง ขณะที่วัตถุเคลื่อนที่
  ความผันผวนของค่าที่วัดได้ต่อวัตถุที่เคลื่อนที่นี้เรียกว่าความละเอียดในการเคลื่อนที่
  สำหรับวัตถุที่มีพื้นผิวเรียบ เช่น แก้วหรือแผ่นเซมิคอนดักเตอร์
  ความผันผวนจะไม่เกิดขึ้น แต่จะเกิดขึ้นกับวัตถุอื่น ๆ
  ดังนั้น เมื่อทำการวัดโดยที่วัตถุเคลื่อนที่ จะต้องคำนึงถึงความละเอียดในการเคลื่อนที่ด้วย
  หากสามารถเลือกจุดเลเซอร์และความกว้างของตำแหน่งได้
  รุ่นที่มีลำแสงกว้างจะลดอิทธิพลจากความละเอียดในการเคลื่อนที่ให้เหลือน้อยที่สุด
  ความละเอียดในการย้ายไม่ได้ระบุไว้ในแค็ตตาล็อก
  เนื่องจากจะแตกต่างกันไปตามสภาพพื้นผิวของวัตถุ
  ความผันผวนต้องได้รับการยืนยันเมื่อทำการทดสอบจริง