光谱共焦传感器原理
光谱共焦法是利用波长信息测量距离的。由光源射出一束宽光谱的复色光(呈白色),通过色散镜头发生光谱色散,形成不同波长的单色光。每一个波长的焦点都对应一个距离值。测量光射到物体表面被反射回来,只有满足共焦条件的单色光,可以通过小孔被光谱仪感测到。
通过计算被感测到的焦点的波长,换算获得距离值。光谱共焦法的同轴共焦原理可以保证即使被测物存在倾斜或者翘曲,也可以进行高精度的测量,测量点不会改变。
光谱共焦传感器CCS具有**强测量能力,可稳定测量任何材质。
传统三角测距法对于反光较强的表面测量精度较差,光谱共焦传感器无论什么表面都可以在1μm精度内稳定测量。即使同时存在多种材质,使用同一安装方式也可以稳定测量。不用针对每一种材质进行重新安装或者调节,对于多种材质存在的被测物,也可用一个传感器,一种安装方式测量。
光谱共焦传感器的**特点是其他传感器无法比拟的
激光光斑可能在透明被测物表面发生透射,在被测物内部产生光晕,从而导致激光位移传感器测量偏差。另一方面,激光位移传感器需要光斑在被测物表面形成漫反射,在一个倾斜角度上收集回光。而对于镜面反射被测物,能够进入侧面收光器的光线很少,可能导致测量困难,需要倾斜安装或使用镜面检测激光位移传感器。
半透明材质光斑周围的漫反射光被小孔阻挡无法返回到光谱分析仪,不会影响测量。这种方法和全息原理相似,理论上每一束经过小孔返回的光都携带了距离信息,透明表面或镜面也会反射一部分光回去,所以光谱共焦传感器对透明材质也可以测量。采用同轴检测,**光和返回光在同一轴线上,避免因全反射导致的回光不足问题。光谱共焦传感器可以用于检测镜面被测物。镜面物体大角度测量的影响。
光谱共焦传感器的选择方法参考一
光谱共焦传感器的参数选择,很多厂家都提供多个级别的光谱共焦传感器供客户选择。常用于选择光谱共焦传感器的指标包括传感器的精度,该参数也有其他称呼,如线性度、横向精度误差等。指的是光谱共焦传感器的测量值偏离理论真实值的偏差程度。这个参数直接反应测得准不准。*二个就是分辨率,这个参数指传感器做出示数变化所需要的小位移变化量,通常分辨率参数值要小于精度。*三个是测量速度,以ERT/CCS系列光谱共焦传感器为例,其测量速度可以达到10kHz, 测量速度直接决定测量是否可以跟得上被测物的变化速度,能否完整反应位移变化的全过程。扫描频率对要求快速扫描的应用领域,如手机部件检测至关重要,直接决定测量cycle time. 这里特别要注意的,不要单纯比较说明书中的测量频率,某些品牌的标出的测量频率值惊人的高,其实不能长时间使用,因此不具备实际意义,另外某些品牌的误差和分辨率参数都是在多次平均后得到的,切勿在不同的基准上进行比较。
当然除此以外,还有很多参数可以决定传感器的性能,包括能够承受环境温度指标,能够承受的振动和冲击指标等等。为什么要选择合适的指标呢?因为越高的技术参数一定意味着制造工艺的复杂和难度提升,也必然价格昂贵。所以各位制定测量要求时,一定不要凭空想象,提一个**高的测量要求。我见过有的传感器使用单位,动辄要几个微米,甚至纳米级别的测量精度,测量速度还**高,问其真的有必要提这么高的要求吗?回答却往往是不必要,或者要求高余量大。但是大家要记住,没有无代价的指标提升,每一个高指标背后都是真金白银的付出。另外选择光谱共焦位移传感器时,要特别注意一点,各家厂商对参数的标注标准是不一样的。如法国品牌的光谱共焦传感器,通常标注的是真实参数,甚至是保守参数。而日系品牌,在标注时,会以平均后的结果为准。看参数表时,要仔细看看下面的小字,日系品牌**高的参数往往源自多次平均后的结果。光学测量会产生一些毛刺,通过平均的方法可以大大平滑测量结果。
光谱共焦双通道传感器通讯接口定义
光谱共焦传感器控制器拥有232串口以及USB接口,可以在线传输数据。同时还拥有编码器同步,可以支持三轴编码器信号。
1 光谱共焦传感器电气连接
下面这段解释如何连接:
将传感器接通电源
用RS232/RS422串口或者USB2.0口(两种口也可以同时连接)将传感器连接到主机上
连接模拟输出
连接同步信号
连接编码器同步读取位置信息和传感器数据
1.1.1 光谱共焦传感器的电源
将24V,3A的直流电源适配器连接在传感器**板的电源接口。(注:**板上电源插座的黑色连接器可以拧下来,然后*的连接在电源适配器上。当然也可以从供应商那里订购电源。
如果传感器装备了外加光源,根据说明书里面的操作盒维修手册将光源盒子连接在正确的光纤插座上。
1.1.2 RS232-RS422光谱共焦传感器的连接
光谱共焦传感器也能用RS232和RS422连接。数据可以通过切换连接类型选择不同协议传输。就是用的是后2个针脚切换(分别为5V和RS422)。对于RS232连接后两个针是留空的,而RS422连接是要接上的(RS422脚和5V脚连接)。
RS232和RS422接口是RJ11类型接口。引脚设计如下:
1.1.3 USB光谱共焦传感器的连接
USB2.0接口是标准B型接口,需要一个标准USB2.0(高速)连接线。
1.1.4 光谱共焦传感器的模拟输出
面板上已经标明的5和7针脚是两个0-10V的模拟输出信号连接口。“Set zero”
按钮可以将模拟输出电平置零。
1.1.5 光谱共焦传感器的同步信号(IO触发)
CCS-100**板接口有三个针脚是用于同步信号的(TTL0-5V):
Pin n° 1:Sybc in
Pin n° 2:Ground
Pin n° 3:Sync out
1.1.6光谱共焦传感器的编码器接口
编码器接口是一个20点的MDR类型接口(厂商:3M;参照10220-6212PL)。
Pinout:
1:Gnd 5:b+(axis 2)
2:a+(axis 1) 6:a+(axis 3)
3:b+(axis 1) 7:b+(axis 3)
4: a+ (axis 2) 20:5V DC
1.1.7光谱共焦传感器的安装USB驱动
如果希望通过USB接口连接传感器,必须先在主机上安装USB驱动。
每个连接CCS传感器的USB端口都应该安装USB驱动。
驱动程序必须从随光谱共焦传感器附带的CD中安装。将传感器连接到USB 2.0端口,并且将其关闭。放入CD,开始安装驱动。不要重新启动光谱共焦传感器直到安装程序提示这样做。
注意:主机安装系统要求Windows 7或以上。
东莞市蓝海精密检测设备科技有限公司专业从事工业自动化生产线上高精密检测设备的研发、生产、销售、服务及产业生态圈建设维护等业务。在劳动力日益紧张的今天,我们为企业实现机器换人提供专业集成解决方案。 强大的工业制造依赖于三个领域:一是新型材料;二是精密制造;三是精密检测。中国制造2025目标的实现离不开精密检测产业的发展,我们致力于成为中国**的精密光学检测解决方案集成商,推动中国精密光学检测行业向较高较精密方向发展。白光同轴光谱共焦技术,将精密光学的在线检测精度带入纳米级领域,以满足高精度、高标准、高效率的现代化科技需求,促进工业多领域产品的迭代和改革。我们坚持以市场为导向,技术服务为**,发现并解决顾客痛点,以标准产品和个性化联合研发定制解决方案相结合的产品组合满足不同领域的客户需求。 蓝海人坚持“专注协作,知行合一”的经营理念,与中国制造一同扬帆远航,屹立于世界制造之林。 蓝海精密目前提供2D轮廓分析仪、3D轮廓检测仪、粗糙度分析仪、中板高度段差检测机、阳极膜厚度检测机、曲面盖板玻璃平整度及弧度检测机、多层镜头厚度检测机、防水层厚度检测机、后盖板平整度及内腔高度检测机、手机精密五金件检测机等多种设备