บล็อก เกี่ยวกับ คู่มือสําหรับเซ็นเซอร์วัดระยะห่างและการใช้งานของมัน

ลองพิจารณาดูว่า รถยนต์ที่ขับเอง จะตรวจจับอุปสรรคอะไรอยู่ข้างหน้าได้อย่างไร โรบ็อตอุตสาหกรรมจะจับชิ้นส่วนต่างๆ ในสายประกอบได้อย่างไร หรือระบบบ้านฉลาดจะปรับแสงให้เหมาะสมกับสถานที่ที่คุณอยู่อย่างไรสิ่งมหัศจรรย์ทางเทคโนโลยีทั้งหมดนี้พึ่งพาการประกอบที่สําคัญคือเซ็นเซอร์ระยะทางบทความนี้สืบค้นวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังเครื่องมือการวัดเหล่านี้ จากหลักการพื้นฐานถึงการนําไปใช้จริง

เซ็นเซอร์ระยะทางวัดระยะระหว่างวัตถุกับเซ็นเซอร์เอง การทํางานของพวกเขาโดยทั่วไปปฏิบัติตามลําดับนี้แหล่งแสงภายใน (LED หรือเลเซอร์ไดโอเดส) ออกรังสีที่สะท้อนออกจากวัตถุเป้าหมายเครื่องรับแสงของเซ็นเซอร์ (PSD หรือ CMOS) จับแสงที่สะท้อนออกมานี้ แล้วประมวลผลและแปลงข้อมูลทางออปติกส์เป็นการวัดระยะทาง

มีวิธีการวัดหลักสองวิธีที่ครองพื้นที่: เทคนิคสามเหลี่ยมและเวลาบิน (TOF)

วิธีการนี้ใช้หลักการสามเหลี่ยมทางกณิตศาสตร์ แคมแสงสะท้อนออกจากเป้าหมายและโฟกัสผ่านเลนส์ onto photoreceptor (PSD หรือ CMOS) เมื่อระยะทางของวัตถุเปลี่ยนแปลงสถานที่ของการสะท้อนเปลี่ยนที่ตัวรับโดยการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงตําแหน่งนี้ด้วยปารามิเตอร์ทางกณิตศาสตร์ที่ทราบกัน (ระยะห่างจากแหล่งรับ, ความยาวจุดเฉพาะของเลนส์) ระบบคํานวณระยะห่างที่แม่นยํา

เซ็นเซอร์ครึ่งประสาท-โลหะที่สมบูรณ์แบบ ใช้พิกเซลอาร์เรย์ เพื่อตรวจจับความเข้มข้นของแสงในแต่ละจุด โดยการวิเคราะห์ผลิตพิกเซลระบบเหล่านี้กําหนดตําแหน่งการสะท้อนด้วยความแม่นยําที่พิเศษ, ทําให้การวัดระดับไมครอน เหมาะสําหรับการควบคุมคุณภาพและการผลิตความแม่นยํา

เครื่องตรวจจับความรู้สึกตําแหน่งผลิตสัญญาณแบบแอนาล็อกที่ตรงกับตําแหน่งจุดแสง ระบบเหล่านี้ประมวลผลสัญญาณออกสอง (A และ B) เพื่อคํานวณตําแหน่งการสะท้อนขณะที่นําเสนอเวลาตอบสนองที่เร็วกว่า CMOS, เครื่องตรวจจับ PSD แลกเปลี่ยนความแม่นยําในการวัดเพื่อความเร็ว ทําให้มันเหมาะสําหรับกระบวนการอุตสาหกรรมแบบไดนามิก

เซ็นเซอร์ TOF คํานวณระยะทางโดยวัดเวลาเดินทางกลับของแสงระหว่างการปล่อยและการสะท้อนแสงระบบเหล่านี้มักจะใช้เลเซอร์กระแทกหรือ LEDs จับคู่กับวงจรเวลาแม่นยํา.

วิธีการนี้ปรับปรุงรังสีเลเซอร์ต่อเนื่องและวัดความแตกต่างระหว่างระยะระหว่างคลื่นออกและคลื่นกลับถึงแม้จะมีระยะทางปฏิบัติงานจํากัดการใช้งานประกอบด้วยการแผนภูมิศาสตร์และการสํารวจสถาปัตยกรรมที่ความแม่นยํามิลลิเมตรมีความสําคัญ

โดยการกําหนดเวลา ระยะเวลาการเดินทางไปกลับของหลอดเลเซอร์ที่แยกแยก ระบบเหล่านี้ดีเยี่ยมในการวัดระยะไกล ด้วยความทนต่อการขัดขวางที่ดีกว่าความสามารถในระยะทางเป็นกิโลเมตร ได้รับประโยชน์จากการใช้งาน เช่น การนําทางรถยนต์ที่ใช้ตัวเอง และการติดตามอุตสาหกรรมขนาดใหญ่.

แม้ว่าทั้งสองจะวัดความสัมพันธ์ทางพื้นที่ แต่ประเภทเซ็นเซอร์เหล่านี้มีจุดประสงค์ที่แตกต่างกันเซ็นเซอร์การขยับเฉพาะในการวัดแบบไมโครสโกปิก (ขนาดไมโครเมตร) ในระยะทางสั้น (มิลลิเมตรถึงเซนติเมตร), สําคัญสําหรับวิศวกรรมความแม่นยําและนาโนเทคโนโลยีให้บริการการใช้งานที่กว้างขวางจากหุ่นยนต์ไปยังพื้นฐานที่ฉลาด.

การเลือกเซ็นเซอร์ระยะที่เหมาะสม ต้องการการประเมินปริมาตรหลายอย่าง

• ระยะการวัด:พบความสามารถของเซ็นเซอร์กับความต้องการในการใช้งาน
• ความแม่นยําเลือกเทคโนโลยีที่เหมาะสมกับขั้นต่ําความอดทน
• ความเร็วการตอบสนอง:ให้ความสําคัญกับการเก็บตัวอย่างอย่างรวดเร็วสําหรับสภาพแวดล้อมแบบไดนามิก
• ความแข็งแรงต่อสิ่งแวดล้อมพิจารณา อุณหภูมิ ความชื้น และ สภาพแสง
• อินเตอร์เฟซการออกเสียง:รับรองความเข้ากันกับระบบควบคุม (แบบแอนาล็อก/ดิจิตอล/เครือข่าย)

การใช้งานที่ทันสมัยกว้างหลายสาขา:

• อัตโนมัติอุตสาหกรรม:การตรวจจับวัตถุ การตั้งตําแหน่ง การวิเคราะห์มิติ
• หุ่นยนต์:การหลีกเลี่ยงอุปสรรค การเดินเรือ การปฎิบัติ
• การขนส่ง:การขับขี่แบบอิสระ ป้องกันการชน
• โลจิสติกการคัดแยกพัสดุ การจัดการคลังสินค้า
• สังคมที่ฉลาดการตรวจจับความอยู่ ภาพสว่างแบบปรับปรุง

เมื่ออัตโนมัติเจาะชีวิตที่ทันสมัย เซ็นเซอร์ระยะทางเป็นตัวช่วยหลักในการแปลงระบบกลเป็นเครือข่ายที่ฉลาดการเข้าใจหลักการปฏิบัติงานและเกณฑ์การคัดเลือกของพวกเขาทําให้วิศวกรสามารถนําเทคโนโลยีเหล่านี้ไปใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ, การขับเคลื่อนนวัตกรรมในแอพลิเคชั่นมากมาย