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靠近傳感器:回首差別的手藝
來歷:賽斯維傳感器網 頒發于 2021/9/23

領會四種差別范例的靠近傳感器手藝若何比擬:超聲波、光電、激光測距儀和電感式傳感器。


最常被用作供給簡略工具檢測或工具切確間隔丈量的非觸摸體例,此刻有很多手藝屬于靠近傳感器條理布局,每種手藝都有差別的任務道理、長處和錯誤謬誤。 


但是,有如斯多種挑選,工程師若何挑選最適合其設想的手藝? 


為了贊助設想職員完成此進程,本文將會商四種最風行的靠近傳感器手藝,它們現實上適合便攜式或小型牢固嵌入式體系,并合用于從幾英寸到幾十英尺的中等檢測規模:

超聲波

光電

激光測距儀

電感式傳感器


電容式和霍爾效應傳感器是別的兩種風行的靠近傳感器手藝,由于它們在很是近間隔檢測場景中的操縱凡是無限,是以在此不予斟酌。


在深切研討以上夸大的四種手藝中的每種之前,主要的是要注重,不靠近傳感器手藝能夠或許或許或許為每種操縱和預期用處供給一刀切的處置計劃。挑選靠近傳感器手藝時須要斟酌很多身分,比方本錢、檢測規模、封裝尺寸、革新率和資料成果。 


領會每種手藝在這些差別身分的規模內的地位和哪些對終究操縱最主要,將是做出準確挑選的關頭。


超聲波手藝

超聲波傳感器發生超聲波聲響脈沖,并丈量該脈沖從物體上反彈并前往所需的時候。它們可用于計較到所述物體的間隔或簡略地檢測其存在。 


超聲波傳感器完成能夠或許或許或許操縱零丁的發射器和領受器模塊——此中發射器收回啁啾聲,領受器檢測到它——或發射和領受功效能夠或許或許或許組合到一個稱為超聲波收發器的模塊中。在操縱零丁的發射器和領受器模塊的實行體例中,它們凡是盡能夠或許或許或許靠近安排以取得最大精度。

圖 1. 超聲波手藝的通俗完成

 

由于其簡略的設想,超聲波傳感器是一種低本錢的挑選,具備很多上風,使其很是適合各類操縱。超聲波傳感器每秒能夠或許或許或許收回數百個脈沖,精度高,革新率高。 


由于超聲波傳感器基于聲響而不是電磁波,是以物體的色彩和通明度,和在明暗情況中的操縱,對精度或功效不影響。另外,跟著聲波跟著時候的推移傳布,它們的檢測地區會增添,這能夠或許或許或許是基于設想須要的上風或上風。


固然聲響不受光或暗的影響,但聲響的速率會遭到氣溫變更的影響。該溫度的任何猛烈變更城市極大地影響超聲波傳感器的精度。這能夠或許或許或許經由進程丈量溫度以更新任何計較來對消,但這依然是該手藝的限定。 


這些聲波也能夠或許或許或許遭到柔嫩或領受性資料的限定,這些資料不許可聲響有用地反彈。最初,超聲波傳感器不適合水下操縱,它們對聲波的依靠象征著它們在不聲響傳輸介質的真空中不起感化。CUI Devices 的博客《超聲波傳感器根本》更具體地先容了這項手藝。


光電手藝

對出席或存在檢測最有用,光電傳感器凡是用于車庫門傳感器或商鋪中的職員計數,和其余產業、室第和貿易操縱。由于不挪動部件,光電傳感器凡是具備較長的產物性命周期。它們能夠或許或許或許感知大大都資料,但通明物體或水能夠或許或許或許會致使題目。 


它們供給了幾種差別的完成體例:對射式、逆反射式和漫反射式。 


對射式實行(圖 2)是人們能夠或許或許或許以為的上述車庫門傳感器,此中發射器和領受器相互絕對安排。這兩個點之間光束的任何間斷都向傳感器標明物體的存在。 

圖 2. 對射式實行

Retroreflective(圖 3)將發射器和領受器相互相鄰安排,爾后向反射器絕對安排,將光束從發射器反射到領受器。 

圖 3.逆反射完成

漫反射(圖 4)的任務道理近似于回射,但它不是從反射器反射光束,而是從四周的任何物體反射光束,就像超聲波傳感器一樣。但是,這個完成不計較間隔的才能。

圖 4.漫反射完成


差別的完成體例也有其長處,由于對射式和逆反射式供給長檢測規模和疾速呼應時候,而漫反射式則善于檢測小物體。光電傳感器也是產業情況中罕見的靠得住處置計劃,只需鏡頭堅持無凈化物便可。話雖如斯,間隔計較現實上是光電傳感器不存在的功效,并且物體色彩和反射率能夠或許或許或許會致使題目。 


各類光電完成還須要細心裝置和瞄準,這能夠或許或許或許會給龐雜體系帶來額定的挑釁。


激光測距儀手藝

操縱電磁波束而不是聲波,激光測距儀傳感器的任務道理與超聲波傳感器類似。固然比來幾年來這項手藝在經濟上變得加倍可行,但與超聲波和其余手藝比擬,它依然是一個更高貴的挑選。 


激光測距儀手藝確切具備高達數百或數千英尺的超長探測規模,和疾速的呼應時候。由于光速遠快于聲速,飛翔時候丈量對激光測距儀傳感器來講能夠或許或許或許是一個挑釁。這是能夠或許或許或許操縱干與丈量等完成來下降本錢和進步精度的處所。 

圖 5. 典范的激光測距儀干與丈量設置

 

如前所述,到今朝為止,激光測距是本文中會商的最高貴的手藝,是以對很多工程師的資料清單來講不太可行。這類傳感器手藝中操縱的激光器也耗損大批功率,限定了其在便攜式操縱中的操縱,同時也操縱戶面對潛伏的眼睛寧靜危險。 


按照預期的操縱,激光絕對集合的傳感地區和無色散能夠或許或許或許被視為一種上風或限定。激光測距儀在處置水或玻璃時也表現不佳。


感到手藝

雖然基于較舊的任務道理,電感式傳感器比來獲得了更普遍的操縱。但是,與今朝會商的其余三種手藝差別,感到手藝僅合用于金屬物體。 


當金屬物體進入其檢測規模時,電感式傳感器經由進程檢測其磁場的變更來任務。這是任何金屬探測器的根基任務道理。

圖 6. 電感式傳感器用于檢測金屬物體

 

在通俗金屬探測器以外,電感式傳感器的探測規模很廣,凡是在毫米到米的規模內。這能夠或許或許或許包含近間隔操縱,比方計數齒輪扭轉或長途實行,比方途徑上的車輛檢測。 


它們在玄色金屬資料(即鐵和鋼)上表現最好,但依然能夠或許或許或許檢測到檢測規模較小的非磁性物體。電感式傳感器還具有極快的革新率、簡略的操縱和檢測規模的矯捷性。但是,它們終究會遭到它們所能感知到的工具的限定,并且輕易遭到來自各類來歷的攪擾。


論斷

在挑選靠近傳感器手藝時,須要斟酌很多身分。領會本文中會商的差別手藝的上風和衡量能夠或許或許或許簡化此挑選進程。 


 

表 1. 按本錢、規模、尺寸、革新率和資料成果對涵蓋的靠近傳感器停止矩陣比擬。

 

雖然每種手藝都有其最適合的用處,但超聲波傳感器凡是是一個很好的全體挑選,由于它們本錢低、能夠或許或許或許檢測存在和間隔,并且凡是能夠或許或許或許間接完成。這便是為甚么超聲波傳感器在如斯普遍的設想中被發明,同時持續尋覓新的用處和操縱。 


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