传感器的位移测量

1、系统介绍：传感器系统负责人：程祥荣林鹏辉组员吴迪星张学文彭杰李安东张乐系统描述：在家具厂由于加工加工木板的时候都需要对木板的宽度和厚度进行测量，使其达到要求，这个传系统就是利用传感器搭建的专门的测量测量厚度和高度的系统。技术指标：精度0.1mm分辨率0.01mm测量范围10mm600mm环境温度-20-50C电压220V1)2）单激光位移传感器测厚被测体放在测量平台上，测量出传感器到平台表面距离，然后再测出传感器到被测体表面间距，经计算后测出厚度。要求被测体与测量平台之间无气隙，被测体无翘起。这些严格要求只有在离线情况能实现而加工厂要求能在线测量，为了解决这个问题，使用两台传感器。在物体通过两

2、台传感器之间时测量尺寸。整合激光传感器时，必须考虑激光传感器朝向目标表面的方向。如果激光传感器未与目标表面垂直，那么直线距离可能不是两点之间的最短距离。必须确定激光入射角的大小，然后通过乘以其余弦对此角度进行补偿。另外，还必须与传感器制造商们共同在激光发射器上核对角度公差。如果激光传感器与表面之间的角度并非理想的90。我们可以将激光传感器的距离读数乘以（与垂线之间）角度的余弦，从而确定正确的尺寸。所以安装时必须保证激光传感器与目标表面垂直。1）测量宽度2）测量高度测量原理1测距仪发射出的激光经被测量物体的反射后又被测距仪接收，测距仪同时记录激光往返的时间。光速和往返时间的乘积的一半就是测距仪和

3、被测量物体之间的距离。采用三角测量技术，用激光源发射一条平，行方向照射在目标物体上的光线，物体表面的反射光线穿过透镜通过聚焦成像在采集距阵形成光斑。在被测体上方和下方各安装o一个激光位移传感器，被测体厚度D=C-(A+B)。其中，C是两个传感器之间距离，A是上面传感器到被测体之间距离，B是下面传感器到被测体之间距离。传感器的选择应变式传感器特点:测量范围广；使用寿命长，性能稳定可靠；结构简单，体积小，重量轻；频率响应较好；价格低廉，品种多样，便于选择和大量使用。电感式传感器（1）结构简单，传感器无活动电触点，因此工作可靠寿命长。（2）灵敏度和分辨力高，能测出0.01微米的位移变化。传感器的输出

4、信号强，电压灵敏度一般每毫米的位移可达数百毫伏的输出。（3）线性度和重复性都比较好，在一定位移范围（几十微米至数毫米）内，传感器非线性误差可达0.05%0.1%。同时，这种传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制，它在工业自动控制系统中广泛被采用。但不足的是，它有频率响应较低，不宜快速动态测控等缺点。激光三角漫反射位移传感器：（1）非常小的测量光斑，是点光斑面积，它比面积型非接触电容、电涡流传感器需要的面积小很多，对被测体面积几乎无要求，适合测量非常小面积尺寸厚度；（2）较远的测量范围起始间距。它比非接触电容、电涡流传感器起始间距大很多。这样传感器可以远离被测体，免受碰坏，及被测体热辐射

5、影响；（3）有很大的测量范围，这是其它传感器很难做到的；（4）与被测体材料无关，即金属非金属体，非透明有漫反射条件表面都能测通过对几种传感器的比较，利用激光三角漫反射位移传感器有非常明显的优点，集合实际需要激光三角漫反射位移传感器更适合木材加工厂。虽然激光传感器的价格要比其他几种传感器贵很多，但对于工厂来说成本也算很低。传感器具体型号不明。系统分析：由于木板可能处于传送带上的任何位置。另外，除非采用一个定位系统，否则木板可能无法与传送带的运动保持平行。因此，对于处于传送带边缘的木板而言，需要明确激光传感器的测量范围，使其足以覆盖几乎整个传送带的宽度。由于测量范围与传感器精度之间存在一种权衡，因

6、此这种情况通常会带来一种冲突。对于三角测量的激光传感器而言，传感器的精度（或线性）是传感器测量范围的一个百分数。测量范围越长，测量精度越低。但是，这一精度数值通常低于三角测量传感器的精度数值。因此，为了保持最佳精度，使用最短的允许测量在使用两台相对的激光传感器测量一个部件的尺寸时，整个系统的精度是其各个精度之和。必须将导致误差的各个因素加在一起，以确认其是否达到项目的允许公差。为了确保物体尺寸测量的精度，需要进行严格的工程设计。在选择并配置适当的传感器后，需要对装置进行正确校直。在使用两台对向的传感器时，激光发射点必须会聚在同一空间位置。对向的激光传感器应该使用硬件或软件触发器进行同步，以便捕捉运动表面接近瞬间的距离读数。在被测体上方和下方各安装一个激光位移传感器，被测体厚度D=C-(A+B)。其中，C是两个传感器之间距离，A是上面传感器到被测体之间距离，B是下面传感器到被测体之间距离。在线厚度测量用这种方法优点是可消除被测体振动对测量结果的影响。但同时对传感器安装和性能有要求。保证测量准确性的条件是：两个传感器发射光束必须同轴，以及两个传感器扫描必须同步。同轴是靠安装实现，而同步要靠选择有同步端激光传感器。不同步将代来很大误差:如果被测体存在振动频率20HZ,振幅1mm,如果信号不同步延迟1ms,那么就会带来125pm误差