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激光位移傳感器厚度測量需要考慮哪些因素？

2022-05-09 瀏覽量：779

如果對兩個非接觸式激光位移傳感器的測量結(jié)果進行綜合評估，就可以確定物體的厚度。然而，厚度測量的準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量位移傳感器可用于測量距離、運動和尺寸。如果兩個不同的激光位移傳感器的測量值一起評估，可以確定物體的厚度。通常，用戶期望的厚度測量精度僅基于數(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)致的厚度測量誤差遠遠大于這些數(shù)值，往往是一個數(shù)量級更大。因此，為了實現(xiàn)對目標厚度的準確、準確的表述，需要考慮這些因素。

傳感器對準

必須特別注意安裝在對方對面的兩個傳感器的對準，不允許傳感器相對于目標物體不對齊、傾斜。例如，當偏差為1mm，傾斜度為2°時，厚度測量誤差為35m。在目標厚度為10 mm的情況下，這一誤差增加到41μm。

同步

為了避免因目標運動而產(chǎn)生的干擾，兩個傳感器必須完全同步，以便它們同時在目標的相反點執(zhí)行測量。如果不進行同步，則會產(chǎn)生不準確的測量數(shù)據(jù)。例如，如果在不同的時間間隔內(nèi)進行測量，目標或傳感器力學(xué)的微振動將導(dǎo)致厚度測量誤差。例如，如果1mm的振動幅度發(fā)生在20 Hz的頻率上，當目標通過激光傳感器時，對于傳感器1和傳感器2之間僅1ms的延時測量，就會產(chǎn)生125 m的偏差！

傳感器測量距離的定位

安裝傳感器時必須考慮到位置、測量范圍、厚度偏差和振動。為了正確測量厚度，目標必須始終位于傳感器的“測量范圍”內(nèi)。如果目標在任何時候超出測量范圍，這可能導(dǎo)致不準確的測量。特別是，在對傳感器進行定位時，必須仔細考慮任何特殊的操作條件，如啟動、停止或速度變化。

激光傳感器的布置

在指定目標的運行方向之前，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量精度和較小的目標表面偏差。如果傳感器安裝不當，激光束路徑也會出現(xiàn)陰影。

傳感器的安裝

除了上述對傳感器定位和對準的要求外，激光傳感器還應(yīng)使用一個機械和熱穩(wěn)定的傳感器安裝架。安裝機構(gòu)應(yīng)盡可能遠離過程或機器振動，用O型框架安裝比使用C型框架更穩(wěn)定。

在精密厚度測量中，安裝材料的熱膨脹往往被忽略為一個大誤差的來源。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，實驗測試表明，環(huán)境溫度變化5°C即可使傳感器移動超過80m！相反，使用標準等級的安裝框架，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。

激光傳感器的測量速率

大多數(shù)測厚應(yīng)用要么在被測物體快速移動的過程質(zhì)量控制環(huán)境中，要么在“部件檢測”機器中，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，必須將激光測量速度與所需的空間分辨率或周期時間相匹配。更快的測量速率并不總是更好的，因為當使用高速測量速率時，激光傳感器的精度可能會在難以測量的表面上受到影響。

因此，選擇盡可能低的激光測量速度，以滿足所需的空間分辨率或周期時間，將使激光傳感器能夠接收盡可能多的反射光，從而實現(xiàn)更的測量。

傳感器緊湊性

對于可安裝傳感器的空間有限或受限的厚度測量任務(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，盡管有一個完全集成的控制器。

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