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變位感測器

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概要用語解說
參考資料 

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何謂變位感測器

何謂變位感測器
變位感測器是指透過各種元件來探測對象物的物理變化量，並透過將該物理變化量換算成距離，測量對象物相對於感測器的距離（變位）的設備。根據所使用的元件不同，分為光學式變位感測器、線性近接感測器、超音波變位感測器等。

原理和分類
  1. 光學式變位感測器（智慧感測器ZX-L-N型系列等）
  • 概要
    以三角測距為檢測原理，受光元件分為使用PSD和CCD（CMOS）兩種。

  • PSD方式
    光源所發出的光透過透鏡聚光，照射到物體上。
    物體的反射光透過受光透鏡聚光在一維位置檢測元件（PSD）＊上。如果物體的位置（相對於感測器的距離）發生變化，則在PSD上的成像位置也會不同，PSD的兩個輸出的平衡隨之變化。
    將這兩個輸出設為A和B，計算A/（A＋B），乘以適當的跨度係數‘k’，再加上偏差值‘C’，即可求出：

  • CCD （CMOS）方式
    受光元件使用CCD （CMOS），相較於PSD方式，不會受到對象物的部分變色或表面狀態的影響，可進行高精度的變位測量。
    將對象物上點光束投影到受光元件上，檢測此時CCD （CMOS）每個畫素的光量，並進行距離換算。

CMOS與CCD的區別
CCD是Charge Coupled Device （電荷耦合元件）的簡稱，CMOS是Complementary Metal Oxide Semi-conductor （互補金屬氧化物半導體）的簡稱。

  • 正反射方式和擴散反射方式

    正反射方式
    直接承受來自物體的正反射光，可穩定檢測出金屬等表面有光澤的對象物。

 
       擴散反射方式
       對測定面垂直投射光束，接受對象物的擴散反射光，可獲得更大的測量範圍。

 
  1. 線性近接感測器（智慧感測器ZX-E系列等）
    線圈中流入交流電流時，就會產生磁力線束。當磁力線束通過金屬對象物時，對象物中會產生渦電流，來阻礙變化的磁場。其結果是線圈的感應係數將隨之變化。該感應係數的變化量和線圈與對象物之間的距離有函數關係，從而可據此測量出對象物的距離變化。

  1. 超音波變位感測器
    透過送波器向對象物發送超音波，並由受波器接收其反射波。該距離計算方式，是根據超音波從發送到接收所需的時間和音速之間的演算關係而得。

 

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