當(dāng)今市場上的大多數(shù)非接觸式激光三角位移傳感器都使用相同的測量原理,即激光三角測量技術(shù),將目標(biāo)距離轉(zhuǎn)換為輸出信號。然而,傳感器機械、光學(xué)、機械穩(wěn)定性和信號處理算法的個性化設(shè)計可能因供應(yīng)商而異。
有許多因素在確定實際激光傳感器精度方面都起著重要作用。因此,不僅要了解這些因素以及它們在多大程度上影響傳感器精度,而且還要了解傳感器供應(yīng)商最近開發(fā)的創(chuàng)新技術(shù),以幫助克服這些潛在錯誤,這一點至關(guān)重要。
目標(biāo)光學(xué)特性的動態(tài)變化
現(xiàn)在可以實時補償從目標(biāo)表面接收到的反射光從不斷變化的表面進入激光的變化。對于每個測量值,曝光時間或激光產(chǎn)生的光量可以與目標(biāo)表面的反射特性進行最佳匹配,而無需應(yīng)用任何平均濾波器。這導(dǎo)致曝光與被測量的表面條件完美匹配,從而產(chǎn)生穩(wěn)定和正確的測量值。然而,并非所有傳感器供應(yīng)商都能提供這種自動實時表面補償功能,從而導(dǎo)致輸出測量值出現(xiàn)錯誤。
標(biāo)準(zhǔn)的市售激光三角位移傳感器通常采用時移控制進行操作,該控制對從先前測量周期接收到的強度值進行操作。在這種情況下,來自先前測量的反射量(通常為3到5)被平均,然后用于預(yù)測下一次測量所需的激光強度量。對于變化的或有紋理的表面,這種表面補償方法產(chǎn)生的測量值與實際測量值明顯不同。
優(yōu)化表面粗糙度
在表面有微小微加工痕跡的閃亮金屬或加工表面上進行測量時,不建議使用小的激光光斑。這是因為微加工表面特征會使來自小點的反射光失真,從而導(dǎo)致測量信號嘈雜或不穩(wěn)定。克服這個問題的一個解決方案是生產(chǎn)具有不同光斑幾何形狀的激光位移傳感器。簡單地移動到更大的激光光斑可能會克服上述一些問題,但這會產(chǎn)生降低傳感器分辨率的不利影響。通常,具有大光斑的激光傳感器具有較大的測量范圍,這會導(dǎo)致較大的線性誤差。
因此,一些激光傳感器制造商制造了具有僅幾毫米寬的短“激光線”光斑的高分辨率激光傳感器。結(jié)合特定的軟件算法,這種組合可以極好地濾除亞微米范圍內(nèi)由表面粗糙度、缺陷、壓痕或孔洞引起的任何干擾,尤其是在拋光金屬上。
此外,這些類型的傳感器非常適合在結(jié)構(gòu)化表面上進行測量,其中需要測量到表面的距離而不是結(jié)構(gòu)本身,即距離測量不應(yīng)受表面結(jié)構(gòu)的影響,而應(yīng)提供與目標(biāo)的距離的恒定、可靠值。