如果對(duì)兩個(gè)非接觸式激光位移傳感器的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)估,就可以確定物體的厚度。然而,厚度測(cè)量的準(zhǔn)確性是由許多重要的因素決定的,而不僅僅是線性,非接觸式激光三角測(cè)量位移傳感器可用于測(cè)量距離、運(yùn)動(dòng)和尺寸。如果兩個(gè)不同的激光位移傳感器的測(cè)量值一起評(píng)估,可以確定物體的厚度。通常,用戶期望的厚度測(cè)量精度僅基于數(shù)據(jù)表傳感器的線性度和分辨率語句。然而,更多的因素,通常不考慮可能導(dǎo)致的厚度測(cè)量誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這些數(shù)值,往往是一個(gè)數(shù)量級(jí)更大。因此,為了實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)厚度的準(zhǔn)確、準(zhǔn)確的表述,需要考慮這些因素。
傳感器對(duì)準(zhǔn)
必須特別注意安裝在對(duì)方對(duì)面的兩個(gè)傳感器的對(duì)準(zhǔn),不允許傳感器相對(duì)于目標(biāo)物體不對(duì)齊、傾斜。例如,當(dāng)偏差為1mm,傾斜度為2°時(shí),厚度測(cè)量誤差為35m。在目標(biāo)厚度為10 mm的情況下,這一誤差增加到41μm。
同步
為了避免因目標(biāo)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的干擾,兩個(gè)傳感器必須完全同步,以便它們同時(shí)在目標(biāo)的相反點(diǎn)執(zhí)行測(cè)量。如果不進(jìn)行同步,則會(huì)產(chǎn)生不準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)。例如,如果在不同的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行測(cè)量,目標(biāo)或傳感器力學(xué)的微振動(dòng)將導(dǎo)致厚度測(cè)量誤差。例如,如果1mm的振動(dòng)幅度發(fā)生在20 Hz的頻率上,當(dāng)目標(biāo)通過激光傳感器時(shí),對(duì)于傳感器1和傳感器2之間僅1ms的延時(shí)測(cè)量,就會(huì)產(chǎn)生125 m的偏差!
傳感器測(cè)量距離的定位
安裝傳感器時(shí)必須考慮到位置、測(cè)量范圍、厚度偏差和振動(dòng)。為了正確測(cè)量厚度,目標(biāo)必須始終位于傳感器的“測(cè)量范圍”內(nèi)。如果目標(biāo)在任何時(shí)候超出測(cè)量范圍,這可能導(dǎo)致不準(zhǔn)確的測(cè)量。特別是,在對(duì)傳感器進(jìn)行定位時(shí),必須仔細(xì)考慮任何特殊的操作條件,如啟動(dòng)、停止或速度變化。
激光傳感器的布置
在指定目標(biāo)的運(yùn)行方向之前,不應(yīng)安裝非接觸式激光位移傳感器。通過這種方法,可以獲得較高的厚度測(cè)量精度和較小的目標(biāo)表面偏差。如果傳感器安裝不當(dāng),激光束路徑也會(huì)出現(xiàn)陰影。
傳感器的安裝
除了上述對(duì)傳感器定位和對(duì)準(zhǔn)的要求外,激光傳感器還應(yīng)使用一個(gè)機(jī)械和熱穩(wěn)定的傳感器安裝架。安裝機(jī)構(gòu)應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離過程或機(jī)器振動(dòng),用O型框架安裝比使用C型框架更穩(wěn)定。
在精密厚度測(cè)量中,安裝材料的熱膨脹往往被忽略為一個(gè)大誤差的來源。因此,選擇盡可能低熱膨脹系數(shù)的材料是非常重要的。例如,在典型鋁型材或不銹鋼擠壓型材上安裝傳感器,其熱膨脹系數(shù)為16 ppm/K,實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明,環(huán)境溫度變化5°C即可使傳感器移動(dòng)超過80m!相反,使用標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)的安裝框架,其熱膨脹系數(shù)通常為1.2ppm/K,使其降低到6m。專家因此可以將這一誤差再減少一半。
激光傳感器的測(cè)量速率
大多數(shù)測(cè)厚應(yīng)用要么在被測(cè)物體快速移動(dòng)的過程質(zhì)量控制環(huán)境中,要么在“部件檢測(cè)”機(jī)器中,其中物體是靜態(tài)的,激光傳感器在盡可能短的周期內(nèi)掃描零件。在這兩種情況下,必須將激光測(cè)量速度與所需的空間分辨率或周期時(shí)間相匹配。更快的測(cè)量速率并不總是更好的,因?yàn)楫?dāng)使用高速測(cè)量速率時(shí),激光傳感器的精度可能會(huì)在難以測(cè)量的表面上受到影響。
因此,選擇盡可能低的激光測(cè)量速度,以滿足所需的空間分辨率或周期時(shí)間,將使激光傳感器能夠接收盡可能多的反射光,從而實(shí)現(xiàn)更的測(cè)量。
傳感器緊湊性
對(duì)于可安裝傳感器的空間有限或受限的厚度測(cè)量任務(wù),傳感器的大小至關(guān)重要。非接觸式激光位移傳感器現(xiàn)在有非常緊湊的尺寸,盡管有一個(gè)完全集成的控制器。
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