Σκεφτείτε πώς τα αυτόνομα οχήματα ανιχνεύουν εμπόδια μπροστά τους, πώς τα βιομηχανικά ρομπότ πιάνουν με ακρίβεια τα εξαρτήματα σε γραμμές συναρμολόγησης ή πώς τα έξυπνα συστήματα στο σπίτι προσαρμόζουν το φωτισμό ανάλογα με την τοποθεσία σας.Αυτά τα τεχνολογικά θαύματα βασίζονται σε ένα κρίσιμο συστατικό, τον αισθητήρα απόστασης.Το άρθρο αυτό διερευνά την επιστήμη πίσω από αυτά τα εργαλεία μέτρησης, από τις θεμελιώδεις αρχές έως τις πρακτικές εφαρμογές.
Οι αισθητήρες απόστασης μετρούν το χώρο μεταξύ ενός αντικειμένου και του ίδιου του αισθητήρα.μια εσωτερική πηγή φωτός (LED ή διόδη λέιζερ) εκπέμπει δέσμη που αντανακλά το αντικείμενο-στόχοΟ φωτοαποδέκτης του αισθητήρα (PSD ή CMOS) συλλαμβάνει αυτό το ανακλασμένο φως, στη συνέχεια επεξεργάζεται και μετατρέπει τα οπτικά δεδομένα σε μετρήσεις απόστασης.
Δύο βασικές μεθοδολογίες μέτρησης κυριαρχούν στον τομέα: τριγωνισμός και τεχνικές χρόνου πτήσης (TOF).
Αυτή η προσέγγιση χρησιμοποιεί τις αρχές της γεωμετρικής τριγωνοποίησης. Μια δέσμη φωτός αντανακλάται από τον στόχο και εστιάζει μέσω ενός φακού σε έναν φωτοεπικρατήρα (PSD ή CMOS).η θέση της αντανάκλασης μετατοπίζεται στον υποδοχέαΜε την ανάλυση αυτής της μεταβολής της θέσης με γνωστές γεωμετρικές παραμέτρους (απόσταση πηγή-αποδέκτη, εστιακή απόσταση φακού), το σύστημα υπολογίζει την ακριβή απόσταση.
Συμπληρωματικοί αισθητήρες μεταλλικών οξειδίων-ημισοοδηγών χρησιμοποιούν συστοιχίες από pixels για να ανιχνεύσουν την ένταση του φωτός σε κάθε σημείο.Αυτά τα συστήματα καθορίζουν τις θέσεις αντανάκλασης με εξαιρετική ακρίβεια., επιτρέποντας μετρήσεις σε επίπεδο μικρών ιδανικές για τον έλεγχο της ποιότητας και την κατασκευή ακριβείας.
Οι ανιχνευτές ευαισθησίας θέσης παράγουν αναλογικά σήματα που αντιστοιχούν στις τοποθεσίες των φωτεινών κηλίδων.Παράλληλα προσφέρει ταχύτερους χρόνους απόκρισης από CMOS, οι αισθητήρες PSD ανταλλάσσουν κάποια ακρίβεια μέτρησης για ταχύτητα, καθιστώντας τους κατάλληλους για δυναμικές βιομηχανικές διαδικασίες.
Οι αισθητήρες TOF υπολογίζουν την απόσταση μετρώντας το χρόνο γυρισμού του φωτός μεταξύ εκπομπής και αντανάκλασης.Αυτά τα συστήματα χρησιμοποιούν συνήθως παλμικά λέιζερ ή LED συνδυασμένα με κυκλώματα ακριβούς χρονικής ταχύτητας.
Η προσέγγιση αυτή ρυθμίζει τις συνεχείς ακτίνες λέιζερ και μετρά τις διαφορές φάσης μεταξύ των εκπεμπόμενων και των επιστρέφων κυμάτων.αν και με περιορισμένο πεδίο λειτουργίαςΟι εφαρμογές περιλαμβάνουν τοπογραφική χαρτογράφηση και αρχιτεκτονικές έρευνες όπου η χιλιομετρική ακρίβεια έχει σημασία.
Με τον χρονολόγηση της διάρκειας των διακριτών παλμών λέιζερ, αυτά τα συστήματα ξεχωρίζουν στις μετρήσεις μεγάλων αποστάσεων με ανώτερη αντοχή στις παρεμβολές.Η ικανότητά τους για απόσταση χιλιομέτρων ωφελεί εφαρμογές όπως η αυτόνομη πλοήγηση οχημάτων και η μεγάλης κλίμακας βιομηχανική παρακολούθηση..
Αν και και οι δύο μετρούν τις χωρικές σχέσεις, αυτοί οι τύποι αισθητήρων εξυπηρετούν διαφορετικούς σκοπούς.Οι αισθητήρες μετατόπισης ειδικεύονται σε μικροσκοπικές μετρήσεις (περίοδος μικρομέτρου) σε μικρές αποστάσεις (χιλιόμετρα έως εκατοστά)Οι αισθητήρες απόστασης λειτουργούν σε μεγαλύτερες κλίμακες (σε εκατοστά έως μέτρα) με ακρίβεια σε επίπεδο χιλιοστών.εξυπηρετούν ευρύτερες εφαρμογές από τη ρομποτική έως την έξυπνη υποδομή.
Η επιλογή κατάλληλων αισθητήρων απόστασης απαιτεί την αξιολόγηση αρκετών παραμέτρων:
Οι σύγχρονες εφαρμογές καλύπτουν πολλές βιομηχανίες:
Καθώς η αυτοματοποίηση διαπερνά τη σύγχρονη ζωή, οι αισθητήρες απόστασης χρησιμεύουν ως θεμελιώδεις συντελεστές μετατροπής των μηχανικών συστημάτων σε ευφυή δίκτυα.Η κατανόηση των αρχών λειτουργίας και των κριτηρίων επιλογής τους δίνει τη δυνατότητα στους μηχανικούς να εφαρμόζουν αποτελεσματικά αυτές τις τεχνολογίες, οδηγώντας την καινοτομία σε αμέτρητες εφαρμογές.
Υπεύθυνος Επικοινωνίας: Mrs. Anna
Τηλ.:: 18925543310
Greek
