三维激光轮廓传感器的主要技术指标

浏览: 时间:2021-08-10

三维激光轮廓传感器可实现工件形位公差的实时高精度测量和缺陷检测,在工业测量领域的应用越来越广泛。国内外一些传感器厂家也陆续推出多种规格的产品,自动化系统工程师需要了解传感器主要指标的含义,并根据应用场景进行选型,下面就三维激光轮廓传感器的主要技术指标进行简要介绍。

轮廓点数:每个轮廓包含的轮廓点数。由轮廓传感器内部图像CMOS决定,相同测量视场下点数越多,测量分辨率越高。

扫描速度:每秒采集的轮廓个数。传送带速度固定的情况下,扫描速度越高,获取的轮廓越稠密,通常将传送带运动方向作为Y方向,Y方向轮廓间隔=传送带速度÷扫描速度。通过设置较小的测量范围(ROI)可以有效提高扫描速度,高端的轮廓传感器可以达到数KHz。

净距离:被测目标和传感器的最小距离。如果二者距离小于该值将无法获得轮廓。

测量范围:可进行轮廓测量的高度方向范围。如果被测目标超出该范围将无法获得轮廓。

测量视场:测量范围内沿X方向的宽度,传感器一般会标注出近端视场和远端视场。

净距离、测量范围和测量视场如下图所示。

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X方向分辨率:沿X方向即激光线方向轮廓点的水平间隔,X方向分辨率=测量处视场宽度÷相机cmos列数。在测量范围内,越靠近近端,X方向分辨率越高,反之亦然。

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Z方向分辨率:各点处可检测的最小高度差,即高度方向的最高分辨能力。在测量范围内,越靠近近端,Z方向分辨率越高,反之亦然。即使在测量目标和传感器相对静止的情况下,由于传感器内部图像CMOS自身特性将使得图像不可避免地产生细微抖动,从而造成轮廓点跳动,该跳动将限制Z方向分辨率,即跳动越小则Z方向分辨率越高。下图示意了静止情况下某个轮廓点随时间变化的跳动现象。

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Z方向线性度:整个测量范围内目标位置的真实距离和测量距离之间的差值,该指标表征传感器的绝对距离测量能力,单位为总测量范围百分比。下图示意了线性度的概念,理想测量曲线为45°的直线,而实际测量值会产生偏差,和理想值偏差越小则线性度越高,代表绝对测量精度越高。

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Z方向重复精度:多次重复测量过程中,Z方向即高度方向测量值的平均偏差,该值表征测量的稳定性。