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关 键 词：高端光谱共焦位移传感器厂商
行 业：仪器仪表 传感器 测距/距离传感器
发布时间：2021-05-21
光谱共焦位移传感器的应用案例比如说测工件的粗糙度
工件表面粗糙度是用来表示零件表面微观几何形状误差的一个概念，微观几何形状的误差大小是以微米来表达的。光谱共焦位移传感器的测量精度可以达到纳米级别。
用一个通俗易懂的比喻来解释表面粗糙度的概念，的皮肤在微观上本来是凸凹不平的，且因为年龄或者其他的自然原因，不同肤的这种凸凹不平的特征差异很大，以正常的审美来看往往平滑细腻的皮肤看起来更美。当下的拍照设备清晰度很容易反映出这种细微的凸凹不平，为了掩盖不理想的皮肤特征，们特别喜欢美图软件，其重要的一个功能就是把图像中粗糙的皮肤磨成光滑均匀的皮肤，这样皮肤的粗糙度可以磨的非常小，微观的几何形状被平均成光滑理想的表面。光谱共焦位移传感器的测量技术可以测量人的皮肤纹理等。
测量和评定表面粗糙度时，需要确定取样长度、评定长度、基准线和评定参数。这有一套标准规定，取样的数据用小二乘法找到中线，然后用统计的方法可以算出高度特征参数Ra,Rz,Ry等，间距特征参数S和Sm,形状特征参数也就是轮廓支撑长度率tp。由于涉及制造成本，在实际应用中需要合理的选择参数类型以及参数值，表面粗糙度的参数设定需要慎重对待，否则会带来不必要的成本增加。
精密机械在追求精度、刚性、密封或者寿命的时候，如果标注尺寸公差和形位公差，不能够有效控制产品质量，这时会需要进一步控制零件的微观几何形状误差，也就是表面粗糙度，即要控制尺寸公差和形位公差又要控制表面粗糙度。
表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越小，压强越大，磨损就越快。粗糙零件的表面存在较大的波谷，它们像尖角缺口和裂纹一样，对应力集中很敏感，从而影响零件的疲劳强度。
目前制造业中测量零件尺寸和形位公差的仪器是传统的量具，比如卡尺，千分尺，千分表，三坐标测量仪等，这些仪器采样点是一个宏观的接触点，在微观上，是一个众多高点接触的平均点，是无法反映微观的几何形状误差。而测量粗糙度的仪器又不能测量宏观的形位公差。但是光谱共焦位移传感器的测量技术可以同时满足这2种要求。
用光谱共焦位移传感器的共焦技术、机器视觉技术、激光CCD等传感器，配合自动化技术以及系统软件，领略数控已经开发出高清晰、非接触式的精密测量设备，该设备既可以测量出宏观的直线度、轮廓度等形位公差，也可以给出表面粗糙度值，也能给出宏观和微观两种特征的综合结论。这类测量设备是当下研发精密机械的后发优势，更加利于管控零件的加工质量，更加有利于精密机械的技术迭代。
光谱共焦位移传感器的控制器介绍/说明
1. CCS-100 介绍
CCS-100 是由一个控制器（光电模块）和一个或多个可更换的测头（色散物镜）
组成。测头由一根光纤连接到控制器上。
1.1 单通道CCS-100 控制器
CSS-100光谱共焦位移传感器的控制器主要控制信号采集，计算位移数据，可以通过RS232 接口，或USB2.0 接口，或0 到10v 的模拟信号输出提供数据传输功能。
1.1.1 描述
光谱共焦位移传感器控制器前面板特征：
电源开关
连接测头的的光纤插口
连接外接光源光纤插口（可）
RS232 和RS422 接口
USB2.0 接口
模拟信号输出和同步信号接口
编码器接口
电源接口
3 个LED 指示灯
运行暗信号采集的 dark 按钮
将模拟输出信号置零电平的 set zero 按钮
1.1.2光谱共焦位移传感器的 LED 指示灯
“错误”指示灯
橙 数据溢出
灭 没有错误
“光强”指示灯
灭 没有检测到光强
红 光强饱和状态
绿 光强合适（大于大值5%）
橙 光强低（小于大值5%）
“测量”指示灯
灭 在量程内没检测到目标
绿 在量程内（占总体的15%-85%）
橙 量程临界值（占总体的0%-15% 或者85%-）
1.2 光谱共焦位移传感器的测头和光缆
光谱共焦位移传感器测头是可以更换的：同一个控制器多可存储20个对应于不同的测头的校准表数据，即可配备20个不同的测头。
光谱共焦位移传感器测头是完全无源的，因为它没有包含热源和移动部件，所以要避免可能影响传感器测量过程精度的任何热膨胀。
将测头连接在控制器上的光缆长可以定做到10m，当整理光纤线时避免将其弯曲成曲率半径小于20mm的圆弧。
注意事项：
当整理光纤线时避免将其弯曲成曲率半径小于20mm的圆弧。
当不用光纤连接时，为了避免光纤头被污染，插口必须被保护盖盖住，否则可能导致传感器出故障。
1.3光谱共焦位移传感器的光源
CCS-100装有内部白色LED光源，LED亮度可以通过指令去修改。有两种控制模式可用：手动模式（亮度恒定）和自适应LED模式。在后一个模式中，传感器自动调节LED亮度以便优化信号电平。
1.4 光谱共焦位移传感器的可选择配件
下面的配件可以和传感器一起订购。
- DC 24V，3A 电源
- USB2.0 连接线
- RS232 连接线
- IO触发线
- 编码器连接线
2 光谱共焦位移传感器的安全
CCS-100是一个光电仪器，在正常操作条件下是安全的。
2.1 光谱共焦位移传感器的电气危险
CCS-100控制盒只能被合格的技术人员打开。
电气危险可能存在，尤其是对仪器不当的干预。
在更换配件，维修，清洁更换灯泡前要拔下仪器的电源。
2.2光谱共焦位移传感器的用光危险
测头发出的可见光的波长从400nm变化到750nm。
这束光包含的光流量比MPE（大允许曝光）小。但是还是建议不要用眼睛直接看测头里面。
2.3 光谱共焦位移传感器的一般建议
如果仪器掉落，表现出损坏迹象，功能不正常或者风扇不能正常运转。这种情况下不要打开仪器并且联系我们的服务热线。
仪器只能被合格技术人员用原装部件更换维修。
如果使用不当，或未能遵守指令，制造商不承担任何责任并且不再保修。
2.4符合欧盟法规89/336 / EEC «电磁兼容性»
CCS-100光谱共焦位移传感器符合下面的通用和统一标准。
EN 50 081-1 杂散发射
EN61000-6-2 抗扰动
2.5 符合RoHS法规
CCS-100光谱共焦位移传感器 符合RoHS标准
ERT光谱共焦位移传感器在激光切割中的定位
光谱共焦位移传感器 CCS系列广泛应用于物移、振动、形变、透明体厚度等各种高精度非接触式测量。
光谱共焦位移传感器 CCS系列的典型应用：
定位 LAMOST光纤定位，平面的定位等
旋转体跳动测量 机床主轴跳动 球面镜旋转跳动等
透明体厚度测量 玻璃厚度，透镜厚度，膜厚，水膜厚度等
轮廓/3D形貌测量 透镜轮廓扫描，磨损量测量，3D形貌扫描等
微位移振动测量 压电驱动器微位移振动测量，磁致伸缩位移，生物力学形变
光谱共焦位移传感器的在线检测
光谱共焦位移传感器的高测量速度和开放的接口，可以应用于生产线相关的检测或控制系统
光谱共焦位移传感器的色散原理具有超高的耐表面性，高光洁表面也可以稳定检测
光谱共焦位移传感器的测量技术原理简介一
什么是光谱共焦位移传感器的光谱共焦测量原理呢？
在光谱共焦位移传感器的内部装有白色光LED通过一个半透镜面到达凸透镜。上述色差就在这里产生。光线照射到被测物体后发生反射,透过凸透镜，返回到传感器探头内的半透镜上。半透镜将反射光折射到一个穿孔盖板上，小孔只允许聚焦好的反射光通过。透过穿孔盖板的光是一组模糊光谱，也就是说若干不同波长的光都有可能穿过小孔照在CCD感光矩阵单元上。但是只有在被测物体上聚焦的反射光拥有足够光强，在CCD感光矩阵上产生一个明显的波峰。 在穿孔盖板后面，需要一个分光器测量反射光的颜色信息。分光器类似一个特制光栅，可以根据反射光的波长，增强或减弱折射率。因此，CCD矩阵上的每一个位置，对应一个测量物体到探头的距离。在光谱共焦位移传感器的整个量程上，共可以得到超过30,000个测量点。 这里只计算光线波长，用以产生测量信号。反射光产生的信号波峰振幅并不在信号测量依据之内。也就是说反射光的光强不会影响测量结果。 这意味着，无论有多少反射光从被测物体反射回来，测量的距离结果可能是不变的。因为反射光的光强仅仅取决于反射物体的反光程度。因此，采用ERT公司的光谱共焦位移传感器，即使被测物体是强吸光材料，如黑色橡胶；或者是透明材料，如玻璃或者液体，都可以进行正常可靠的测量。 与激光三角反射式位移传感器相比，采用共焦传感器测量曲面玻璃的优势： 1）由于光谱共焦位移传感器采用分析光谱成分对应距离变化的原理，相比激光三角反射式传感器通过反射光斑在CCD上的位置换算距离变化的原理，光谱共焦位移传感器测量结果更加稳定，分辨率和线性度更好。实际的测量项目中，采用ERT光谱共焦位移传感器后，整个测量机台的重复性甚至可达亚微米级别。 2）对于曲面玻璃边沿较大角度的位置，光谱共焦位移传感器可以获得更大可测量区域。 3）激光三角反射式传感器更加适合测量漫反射被测物。而对于镜面反射的曲面玻璃，同轴测量原理的光谱共焦位移传感器更加适用。 4）光谱共焦位移传感器的测量光斑更小，测量频率更高，适合快速捕捉微小结构的位置变化。
