Кога да се използва триангулационен сензор и кога да се използва сензор за време на полет?

Прецизното измерване на разстоянието играе решаваща роля в индустриалната автоматизация – независимо дали при позициониране на детайли, контрол на височината или откриване на присъствие. Два доказани принципа на измерване са триангулация и измерване на време на полет (ToF). И двете технологии се базират на измерване на оптично разстояние, но се различават значително по обхват, прецизност и област на приложение.

Но кога кой тип сензор е правилният избор?

Сравнение на триангулационни и времеви сензори за прецизни измервания на къси и дълги разстояния
Триангулация срещу време за пътуване на светлината – прецизността среща обхвата

Триангулационни сензори – специалисти за прецизни измервания на близко разстояние

Триангулационните сензори се използват, когато е необходима максимална точност на къси разстояния . Те са особено подходящи за откриване на най-малките промени в позицията, отклоненията във формата или височината в микрометровия диапазон.

Работен принцип:

Сензорът изпраща точка светлина към обекта, който трябва да бъде измерен. Отразената светлина се картографира върху приемен елемент (например CMOS линия или PSD). От ъгъла между предавателния и приемния лъч електрониката изчислява точното разстояние.

Типични характеристики:

  • Обхват на измерване: до приблизително 1 м
  • Отклонение на линейността: < 1 мм
  • Измерване на честота: много висока – идеално за бързи процеси
  • Резолюция: до диапазона на микрометър
  • Приложение: прецизни измервания върху лъскави, матови или текстурирани повърхности

Примери за приложения:

  • Измерване на дебелината и височината на компонентите
  • Контрол на позицията в процесите на сглобяване
  • Качествена инспекция на лепилки или заваръчни шевове
  • Откриване на много малки обекти, например жици или фолиа

Заключение:

Триангулационните сензори са правилният избор, когато се изисква максимална прецизност на близко разстояние – например в прецизна механика, производство на електроника или контрол на качеството.

Сензори за време на полет – експерти за дълги разстояния

Сензорите за време на полет винаги се използват, когато големи разстояния трябва да бъдат измерени безопасно и възпроизводно.

Работен принцип:

Сензорът излъчва модулирана светлина и измерва времето, необходимо светлината да стигне до обекта и обратно. Алтернативно, фазовото изместване между излъчвания и получения сигнал може да се оцени. Сензорът изчислява разстоянието от тази информация за времето или фазата.

Типични характеристики:

  • Обхват на измерване: до 100 м (с рефлектор)
  • Работен обхват без рефлектор: до приблизително 10 м
  • Отклонение на линейността: > 10 мм
  • Безопасност при околна светлина: много висока – дори навън
  • Измерване: надеждно при трудни условия на околната среда (прах, мъгла, слънце)

Примери за приложения:

  • Контрол на нивото в големи контейнери или силози
  • Мониторинг на позицията в конвейерната технология
  • Измерване на разстояние при големи машини или сглобки
  • Защита от сблъсък при автоматизирани управлявани превозни средства (AGV)

Заключение:

Сензорите за време на полет са идеални при дълги разстояния и стабилни измервателни условия – с други думи, когато точността в милиметровия диапазон е достатъчна, но надеждността на големи разстояния е от решаващо значение.

Триангулация или време за пътуване на светлината – директно сравнение

ХарактеристикиТриангулационен сензорСензор за време на полет
Принцип наизмерване Геометрична триангулацияИзмерване на време или фаза (ToF)
Обхват наизмерване до приблизително 1 м> 10 мм
Точност< 1 ммПо-ниско, милиметрова точност
РезолюцияМного Висока (Микрон Диапазон) Висока
Скорост на измерванеМного високаСамо четима
ЧувствителностЧувствителна към повърхностно отражениеНечувствителна към излишна светлина
Прецизниизмервания на къси разстоянияДълги разстояния, сурови условия

Заключение: Прецизност или обхват – целта на приложението е решаваща

Схематично представяне на триангулационен сензор и сензор за време на полет в едно изображение – къс обхват на измерване чрез ъгъл отпред, голям измервателен обхват по време на полет отзад.
Триангулация срещу време на пътуване на светлината: Оптични принципи на измерване в сравнение

Изборът между триангулационен сензор и сензор за време на полет зависи основно от изискванията за точност, разстояние за измерване и среда:

  • Сензор за триангулация:
    За къси разстояния до 1 m и максимална прецизност, например при откриване на най-малките обектни характеристики.
  • Сензор за време на полет:
    За дълги разстояния до 100 м и стабилни измервания, например в склад, в конвейерна технология или на открито.

И двете технологии се допълват перфектно – докато триангулационните сензори вършат детайлна работа, сензорите за време на полет поддържат преглед на големи разстояния.

Автор

Picture of Макс Мустерман

Макс Мустерман

Длъжност