Rozważmy, jak autonomiczne pojazdy wykrywają przeszkody, jak roboty przemysłowe dokładnie chwytają elementy na liniach montażowych lub jak inteligentne systemy domowe dostosowują oświetlenie w zależności od lokalizacji.Wszystkie te cuda technologiczne opierają się na kluczowym elementie - czujniku odległości.W tym artykule omówiono naukę stojącą za tymi narzędziami pomiarowymi, od podstawowych zasad po praktyczne zastosowania.
Czujniki odległości mierzą przestrzeń między obiektem a samym czujnikiem.wewnętrzne źródło światła (LED lub dioda laserowa) emituje wiązkę odbijającą się od obiektu docelowego. Fotoreceptor czujnika (PSD lub CMOS) rejestruje odblaskowane światło, następnie przetwarza i konwertuje dane optyczne na pomiary odległości.
Dwie podstawowe metody pomiarowe dominują w tej dziedzinie: triangulacja i techniki czasu lotu (TOF).
W tym podejściu wykorzystuje się zasady geometrycznego trójkąta. Wiązka światła odbija się od celu i skupia się przez soczewkę na fotoreceptorze (PSD lub CMOS).pozycja odbicia zmienia się na receptorzeAnalizując tę zmianę pozycji przy użyciu znanych parametrów geometrycznych (odległość źródło-odbiornik, ogniskowej soczewki), system oblicza dokładną odległość.
Komplementarne czujniki metalo-tlenku-półprzewodnika wykorzystują tablicę pikseli do wykrywania natężenia światła w każdym punkcie.systemy te określają pozycje odbicia z wyjątkową dokładnością, umożliwiające pomiary na poziomie mikronów, idealne do kontroli jakości i precyzyjnej produkcji.
Wykrywacze czułe na położenie generują sygnały analogowe odpowiadające lokalizacjom plam świetlnych.Oferując szybsze czasy odpowiedzi niż CMOS, czujniki PSD wymieniają pewną precyzję pomiarów na szybkość, co czyni je odpowiednimi do dynamicznych procesów przemysłowych.
Czujniki TOF obliczają odległość poprzez pomiar czasu podróży światła między emisją a odbiciem. Biorąc pod uwagę stałą wartość prędkości światła, upływ czasu bezpośrednio przelicza się na odległość.Systemy te zazwyczaj wykorzystują pulsowane lasery lub diody LED w połączeniu z precyzyjnymi obwodami czasu.
W ten sposób moduluje się ciągłe wiązki laserowe i mierzy różnice fazowe między falami wychodzącymi i powracającymi.chociaż z ograniczonym zasięgiem działaniaDo zastosowań należą mapowanie topograficzne i badania architektoniczne, w których ważna jest dokładność milimetrowa.
Wykonując pomiary długości podróży z powrotem i z powrotem, systemy te osiągają przewagę w pomiarach na duże odległości z wyższą odpornością na zakłócenia.Ich zdolność do zasięgu kilometrów przynosi korzyści aplikacjom takim jak nawigacja autonomiczna pojazdów i monitorowanie przemysłowe na dużą skalę.
Chociaż oba mierzą relacje przestrzenne, te typy czujników służą różnym celom.Czujniki przemieszczania specjalizują się w pomiarach mikroskopijnych (skala mikrometrowa) na krótkich odległościach (milimetrów do centymetrów), kluczowe dla inżynierii precyzyjnej i nanotechnologii.obsługujące szersze zastosowania od robotyki po inteligentną infrastrukturę.
Wybór odpowiednich czujników odległości wymaga oceny kilku parametrów:
Nowoczesne zastosowania obejmują wiele gałęzi przemysłu:
Ponieważ automatyzacja przenika do współczesnego życia, czujniki odległości służą jako podstawowe elementy umożliwiające przekształcanie systemów mechanicznych w inteligentne sieci.Zrozumienie ich zasad działania i kryteriów wyboru umożliwia inżynierom skuteczne wdrożenie tych technologii, napędza innowacje w niezliczonych zastosowaniach.
Osoba kontaktowa: Mrs. Anna
Tel: 18925543310
Polish
