وبلاگ در باره راهنمای سنسورهای اندازه گیری فاصله و کاربردهای آنها

در نظر بگیرید که چگونه وسایل نقلیه خودران موانع را تشخیص می دهند، چگونه ربات های صنعتی قطعات را در خطوط مونتاژ به دقت می گیرند، یا چگونه سیستم های خانه هوشمند نور را بر اساس موقعیت شما تنظیم می کنند.اين عجايب فني همشون به يک قطعه مهم وابسته اند حسگر فاصلهاین مقاله علم پشت این ابزار اندازه گیری را از اصول اساسی تا کاربردهای عملی بررسی می کند.

سنسورهای فاصله فاصله بین یک شی و خود سنسور را اندازه گیری می کنند. عملکرد آنها به طور معمول به این ترتیب انجام می شود:یک منبع نوری داخلی (LED یا دیود لیزری) یک پرتو را منتشر می کند که از جسم هدف منعکس می شودضخیم گیرنده ی نور (PSD یا CMOS) این نور منعکس شده را ضبط می کند، سپس داده های نوری را پردازش و به اندازه گیری های فاصله تبدیل می کند.

دو روش اصلی اندازه گیری در این زمینه تسلط دارند: تکنیک های مثلث و زمان پرواز (TOF).

این روش از اصول مثلث هندسی استفاده می کند. یک پرتو نور از هدف منعکس می شود و از طریق یک لنز بر روی یک فوتورسیپتور (PSD یا CMOS) متمرکز می شود.موقعیت بازتاب در گیرنده تغییر می کندبا تجزیه و تحلیل این تغییر موضعی با پارامترهای هندسی شناخته شده (فاصل منبع - گیرنده ، فاصله کانونی لنز) ، سیستم فاصله دقیق را محاسبه می کند.

حسگرهای مکمل فلز-اکسید-نیم رسانا از آرایه های پیکسل برای تشخیص شدت نور در هر نقطه استفاده می کنند.این سیستم ها موقعیت بازتاب را با دقت استثنایی تعیین می کنند.، امکان اندازه گیری در سطح میکروم برای کنترل کیفیت و تولید دقیق مناسب است.

آشکارسازان حساس موقعیت سیگنال های آنالوگ مربوط به موقعیت نقاط نور را تولید می کنند. این سیستم ها دو سیگنال خروجی (A و B) را برای محاسبه موقعیت بازتاب پردازش می کنند.در حالی که زمان پاسخ سریع تر از CMOS را ارائه می دهد، حسگرهای PSD برای سرعت، کمی دقت اندازه گیری را در نظر می گیرند که آنها را برای فرآیندهای صنعتی پویا مناسب می کند.

سنسورهای TOF با اندازه گیری زمان سفر نور بین انتشار و بازتاب، فاصله را محاسبه می کنند. با توجه به مقدار ثابت سرعت نور، زمان گذشته به طور مستقیم به فاصله تبدیل می شود.این سیستم ها به طور معمول از لیزرهای پالس شده یا ال ای دی های همراه با مدارهای زمان بندی دقیق استفاده می کنند.

این روش نورها را مدول می کند و تفاوت فاز بین امواج خارج و بازگشت را اندازه گیری می کند.با این حال با محدوده عملیاتی محدودبرنامه های کاربردی شامل نقشه برداری توپوگرافی و بررسی های معماری است که دقت میلی متری مهم است.

با زمانبندی طول سفر دور و دور پالس های لیزری جدا، این سیستم ها در اندازه گیری های فاصله طولانی با مقاومت تداخل برتر برتری دارند.قابلیت kilometre-range آنها از برنامه های کاربردی مانند ناوبری خودروهای مستقل و نظارت صنعتی در مقیاس بزرگ بهره می برد..

اگرچه هر دو رابطه های فضایی را اندازه گیری می کنند، اما این نوع سنسورها به اهداف متفاوتی خدمت می کنند.سنسورهای جابجایی در اندازه گیری های میکروسکوپی (سکیل میکرومتری) در فاصله های کوتاه (میلی متر تا سانتی متر) تخصص دارند، برای مهندسی دقیق و فناوری نانو بسیار مهم است. سنسورهای فاصله در مقیاس های بزرگتر (سینتی متر تا متر) با دقت میلی متری کار می کنند.استفاده از کاربردهای گسترده تر از رباتیک تا زیرساخت های هوشمند.

انتخاب سنسورهای مناسب فاصله نیاز به ارزیابی چندین پارامتر دارد:

• محدوده اندازه گیری:مطابقت قابلیت سنسور با الزامات عملیاتی
• دقت:تکنولوژی مناسب برای آستانه های تحمل را انتخاب کنید
• سرعت پاسخ:اولویت گرفتن نمونه سریع برای محیط های پویا
• انعطاف پذیری زیست محیطی:درجه حرارت، رطوبت و شرایط روشنایی را در نظر بگیرید
• رابط خروجی:اطمینان از سازگاری با سیستم های کنترل (آنالوگ/دیجیتال/شبکه)

کاربردهای مدرن شامل صنایع متعدد است:

• اتوماسیون صنعتی:شناسایی اشیاء، موقعیت، تجزیه و تحلیل ابعاد
• رباتیک:اجتناب از موانع، ناوبری، دستکاری
• حمل و نقل:رانندگی مستقل، جلوگیری از تصادف
• تدارکات:دسته بندی بسته ها، مدیریت موجودی
• محیط های هوشمند:تشخیص حضور، روشنایی سازگاری

با نفوذ اتوماسیون در زندگی مدرن، سنسورهای فاصله به عنوان عوامل اساسی برای تبدیل سیستم های مکانیکی به شبکه های هوشمند عمل می کنند.درک اصول عملیاتی و معیارهای انتخاب، مهندسان را قادر می سازد تا این فناوری ها را به طور موثر اجرا کنند.، باعث ایجاد نوآوری در کاربردهای بی شماری می شود.