Лазерный датчик дальности и лазерный датчик триангуляции: Ключевые различия: объяснение
Датчики для измерения малых расстояний необходимы для современной промышленной автоматизации, особенно в робототехнике, складской логистике, производстве полупроводников, умном сельском хозяйстве и высокоточном заводском контроле. Две наиболее широко используемые в этой области сенсорные технологии - это лазерный датчик дальности и лазерный триангуляционный датчик (также известный как оптический датчик перемещения).
На первый взгляд, оба датчика подходят для обнаружения на малой дистанции. Однако их принципы работы, диапазон измерений, характеристики точности, требования к установке, допустимые условия окружающей среды и пригодность к применению в корне отличаются друг от друга.
В этой статье приводится подробное техническое сравнение и сравнение на уровне приложений, чтобы помочь инженерам определить, какая технология лучше всего подходит для их проекта.
1. Принцип работы каждого датчика
1.1 Лазерный датчик дальности (фазовый сдвиг или TOF-измерение)
A лазерный датчик дальности Для измерения расстояния обычно используется фазово-сдвиговая дальнометрия или время пролета (TOF).
Принцип работы:
- Датчик излучает модулированный или импульсный лазерный луч.
- Отраженный луч возвращается на датчик.
- Система рассчитывает расстояние по разности фаз или времени возврата.
Ключевые преимущества:
- Расчет расстояния не зависит от геометрии объектива или триангуляции луча
- Высокая точность даже на расстоянии нескольких метров
- Неизменная производительность независимо от угла обзора и цвета объекта
- Отличная устойчивость к внешним воздействиям и помехоустойчивость
- Хорошо работает с темными, грубыми или слабоотражающими мишенями
Это делает лазерный датчик дальности Идеально подходит для использования в промышленных условиях, где важны стабильность и надежность.
1.2 Датчик лазерной триангуляции (оптическое геометрическое перемещение)
Триангуляционный датчик использует оптический принцип, основанный на геометрии.
Принцип работы:
- Лазерное пятно проецируется на поверхность мишени.
- Отраженное пятно через объектив попадает на CMOS/CCD/PSD-сенсор.
- При изменении расстояния световое пятно на детекторе смещается.
- Датчик рассчитывает расстояние на основе угла смещения.
Ключевые преимущества:
- Чрезвычайно высокое разрешение на очень близких расстояниях
- Отлично подходит для обнаружения смещений на микрометровом уровне
- Быстрая скорость реакции и высокая чувствительность
Ограничения:
- Сильно зависит от цвета, угла наклона и отражающей способности поверхности.
- Диапазон измерений обычно небольшой (10-500 мм)
- Плохое удобство использования на открытом воздухе
- Требуются высокостабильные условия монтажа
Таким образом, триангуляционные датчики больше подходят для лабораторий и контролируемых производственных условий.
2. Диапазон измерений и сравнение характеристик
| Характеристика | Лазерный датчик дальности | Датчик лазерной триангуляции |
|---|---|---|
| Типичный диапазон | 0,03 м - 200 м | 10 мм - 500 мм |
| Возможность использования по темным/черным мишеням | Да | Часто нестабильный |
| Работа на открытом воздухе | Очень сильный | Очень слабый |
| Допуск на угол | Высокий | Низкий |
| Гибкость диапазона | Широкий | Очень узкий |
| Точность на микроуровне | Средний | Чрезвычайно высокий |
Сайт лазерный датчик дальности доминирует в тех случаях, когда требуемая дальность превышает 0,5 м или когда важна устойчивость к воздействию окружающей среды.
3. Точность, стабильность и устойчивость к воздействию окружающей среды
3.1 лазерный датчик дальности
Точность: обычно ±1 мм
Частота: до 30-100 Гц в зависимости от модели
Преимущества:
- Устойчивость в условиях помещений и на открытом воздухе
- Устойчивость к солнечному свету, пыли, туману, слабому отражению
- Минимальное смещение при изменении угла наклона
- Работает с металлами, пластиком, тканями, деревом и т.д.
- Идеально подходит для перемещения объектов
Это делает его лучшим выбором для промышленная автоматизация, робототехника, навигация AGV, упаковочные машины, сортировочные системы и системы обнаружения безопасности.
3.2 Датчик лазерной триангуляции
Точность: чрезвычайно высокая на коротких расстояниях (на уровне микрометров)
Частота: часто 1-2 кГц, хорошо подходит для обнаружения тонких вибраций
Ограничения:
- Чрезвычайно чувствительны к вибрации при установке
- Светлое пятно легко искажается на глянцевых/черных поверхностях
- Не выдерживает сильного внешнего освещения
- Ограниченный максимальный радиус действия
Лучше всего подходит для:
- Контроль полупроводников
- Измерение высоты поверхности
- Точная сборка
- Лабораторные испытания на перемещение
4. Пригодность для применения
лазерный датчик дальности - Лучшее для:
- Навигация и защита от столкновений AGV и AMR
- Позиционирование руки робота
- Автоматизация склада / датчики вилочного погрузчика
- Определение уровня материала
- Интеллектуальная сельскохозяйственная техника
- Компактное оборудование для улицы
- Обратная связь по расстоянию для промышленных машин
Его долговечность и диапазон измерений делают его идеальным для использования в реальных инженерных задачах.
Датчик триангуляции - лучше всего подходит для:
- Измерение микроперемещений
- Линии сборки электроники
- Анализ плоскостности и толщины поверхности
- Обнаружение малых механических перемещений
- Высокоточный контроль в чистых средах
Триангуляция не имеет себе равных по точности на сверхкоротких дистанциях, но не по практичности.
5. Резюме: что выбрать?
Если ваш проект требует:
Измерение на больших расстояниях (0,1-80 м)
Устойчивость на открытом воздухе
Обнаружение темных объектов
Устойчивость и гибкость
Если ваш проект требует:
Субмиллиметровый контроль поверхности
Обнаружение на очень близком расстоянии (<500 мм)
Контролируемое освещение и устойчивое крепление
Для большинства промышленных приложений - особенно для робототехники, автоматизации и систем AGV -
сайт лазерный датчик измерения расстояния обеспечивает превосходную эффективность, надежность и долговременную работу.
