Лекция Ультразвуковые и лазерные датчики положения

Ультразвуковые датчики положения Принципы   работы   ультразвукового   датчика   положения.   Ультразвуковой датчик   положения   состоит   из   2­х   функциональных   узлов,   излучателя   и приемника.         Рис.. Ультразвуковой датчик положения   Источник: http://www.straus­com.ru/fstore/ultrasound.jpg   Излучатель посылает ультразвуковые импульсы, улавливаемые приемником. При   прерывании   звукового   потока   объектом,  именяется   состояние   выхода приемника.   Ультразвуковые датчики положения пособны распознавать объекты любой структуры:   жидкости,   металлы,   порошкообразные   материалы,   прозрачные объекты из стекла и пластика.       Рис. . Измерение уровня заполнения ультразвуковым датчиком положения Источник: http://www.straus­com.ru/fstore/controllevel.jpg              Рис.         .   Измерение   диаметра   рулона   с   помощью   утразвукового   датчика положения     Источник: http://www.straus­com.ru/fstore/controld.jpg   Ультразвуковые датчики положения выполняют свои функции в условиях запыленности, задымленности, тумана. Они не чувствительны, в отличие от других   датчиков   положения,   к   постороннему   свету   и   звуку.   Наибольший эффект достигается при:   определении уровня и высоты заполнения резервуаров;  измерении расстояний;  определнии диаметра рулонов;  контроле прогиба, разрыва;   использовании   ультразвковых   барьеров   при   определении   стеклянных объектов и пластиковых объектов, таких как бутылки.   Вопросы для повторения  Что делает излучатель в ультразвуковых датчиках? В каких условиях могут работать ультразвуковые датчики?                                Лазерные датчики положения Лазерные   датчики   обладают   высокой   надежностью,   долговечностью, стабильностью,   малыми   габаритами,   массой   и   энергопотреблением, совместимостью с микроэлектронными устройствами обработки информации при низкой трудоемкости изготовления и небольшой стоимости.    Подавляющее   большинство   задач   по   измерению   в   промышленности приходится на диапазоны от долей микрон до нескольких десятков метров. При   этим   датчики   должны   работать   с  объектами   далекими   от   идеальных: малого размера, имеющих различный цвет, сложную структуру поверхности и перемещающихся с высокой скоростью. Для таких целей наиболее подходят лазерные   датчики   положения,   работающие   по   принципу   оптической триангуляции. Источник:                      Рис. .Принцип работы лаэерного оптического датчика положения        http://t2.gstatic.com/images? q=tbn:ANd9GcQG_Zle2HSHjr32x04kCsyJRng4No8LJipHOFYG8daYatw4OD­C       Лазер   посылает   через   линзу   луч,   который   отражается   от   объекта   и фокусируется   на   линейке   из   фотодиодов,   которая   прообразует   световой сигнал в электрический. Всякое изменение расстояния до объекта вызывает изменение   угла   отраженного   луча   и,   следовательно,   позиции,   которую отраженный   луч   занимает   на   линейке   фотодиодов.   Микроконтроллер обрабатывает сигнал от линейки фотодиодов и преобразует его в аналоговый электрический сигнал.    Наиболее важное качество таких датчиков положения состоит в сочетании высокой   точности   измерения   и   больших   измеряемых   расстояниях. Большинство производителей предлагают датчики с разрешением от 1 мкм до 1мм. Однако высокая точность возможна только на относительно коротких расстояниях. Так что, например, точность в 1 мкм на расстояниях в 1 метр получить вряд ли удастся.    Для снижения влияния шумов все лазерные датчики положения позволяют проводить   интегральные   или   усредненные   измерения   ­   производится множество измерений расстояния до объекта и результат потом усредняется, тем   самым   повышается   точность   измерений.   Однако   большая   точность требует большого количества измерений, увеличивая при этом общее время измерения.  Так,  например,  что   бы   обеспечить   точность   в  1  мкм   типичное время измерения составляет порядка 0,1 сек.    Главными   преимуществами   лазерных   датчиков   перед   другими   видами оптических датчиков являются:   большая дальность срабатывания (гарантировано до 5м и более);    удобство   юстрировки   лазерного   датчика,   это   связано   с   легко   заметным световым пятном от лазера; защита   от   засветки   (узкий   спектр   (монохромность)   лазерного   луча, позволяющий   настроить   лазерный   датчик   на   срабатывание   только   от отраженного луча, либо от излучателя);   работа в импульсном режиме также позволяет увеличить помехозщищенность лазерного датчика.