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RIFTEK RF603-125/500-485-I-CG-1M 速度和長度傳感器?

速度和長度傳感器

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傳感器用于非接觸式測量運動表面和物體（例如電線，帶，管，纖維，薄膜，紙張，熱鋼，車輛）的速度和長度。

該系列包括兩種型號：ISD-3 ，基于對象圖像的柵格空間過濾并ISD-5 ，根據(jù)激光多普勒干涉

• ISD-3

   

  		速度范圍，km / h：	0,2..250
  		速度測量精度，％RMS：	<±0.15
  		距離測量精度，％RMS：	<±0.1

  對象圖像的柵格空間過濾 可靠測量任何表面  汽車和鐵路應用

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• 

  ISD-5

   

  		速度范圍，m / s：	0,005..20
  		速度測量精度，％RMS：	0,02
  		距離測量精度，％RMS：	<±0.05

  激光多普勒干涉儀 在冶金，電纜生產(chǎn)，紡織面料中的工業(yè)應用

光學速度和長度傳感器ISD-3系列。規(guī)格

*在對物體進行校準后，消除了安裝軸誤差。
**適用于典型路面。在平整和非對比的表面上，實際上限可能會更小。
***僅受照明燈限制，因為它直接由電源供電。處理器單元和傳感器電子器件具有一個單獨的+ 5V線性穩(wěn)壓器，其大容差為35V。
由于我們不斷努力改進傳感器，RIFTEK保留更改規(guī)格的權(quán)利，恕不另行通知。

激光速度和長度傳感器ISD-5系列。規(guī)格

*需要進行預校準以排除傳感器安裝的幾何誤差。
由于我們不斷努力改進傳感器，RIFTEK保留更改規(guī)格的權(quán)利，恕不另行通知。

非接觸速度測量原理非常簡單。原始的“工具”就是你的眼睛。每個人都可以通過鐵路車廂或車窗快速瀏覽一下移動速度。大腦將通過評估到某個物體的距離及其角速度或僅僅是生活經(jīng)驗來處理信號。傳感器用于評估相同的參數(shù)，但精度更高。

首先，讓我們考慮一下激光傳感器，因為它的設計更為簡單。為了做到這一點，需要一個移動的物體，一個光源（否則什么也看不到）和一個由透鏡和光檢測器代表的光學系統(tǒng)來記錄反射信號。物體表面的顏色和光潔度是不均勻的，因此在移動時，光電探測器應記錄與速度成正比的信號頻率。該頻率的典型值由光檢測器配準區(qū)域的線性大小和物體穿過該區(qū)域所需的時間段定義。因此，該任務應被視為已解決，但是精確度卻是非常需要的。光學系統(tǒng)記錄了所謂的低頻信號。為了提高測量精度，需要使移動物體產(chǎn)生的頻譜變窄。這可以通過空間濾波器（與光學光柵傳感器有關(guān)的術(shù)語）來實現(xiàn)。盡管激光傳感器用于產(chǎn)生條紋（干涉）圖案，即在激光束（檢測區(qū)域）內(nèi)對物體照明進行周期性調(diào)制。由于激光輻射相干特性，這是可行的，因為所有光子都在光束中定相。初始光束應一分為二，并在角度上重新合并。在這種情況下，它將形成一個空間濾波器。

現(xiàn)在，對象輪廓或顏色越過此結(jié)構(gòu)濾鏡的任何變化都將生成強度按以下頻率調(diào)制的反射信號：照明周期–穿越速度。信號頻譜變得越來越窄，具體取決于生成的周期數(shù)（周??期越多，頻譜越窄）。奇異的輪廓或顏色變化不僅應生成一個脈沖，而且還應生成大多數(shù)脈沖（脈沖組），其數(shù)量由多個條紋圖案周期定義。例如，實際上，光束直徑為5 mm，邊緣周期為0.05 mm，將產(chǎn)生100束光束，并相應地產(chǎn)生脈沖組。考慮到頻譜與上述低頻信號相比變窄了大約100倍，因此該信號現(xiàn)在是不足的，中斷的，被稱為虛假信號。

在使用光學傳感器的情況下，物體被均勻的光源（燈泡或LED）照亮，并且周期性的紋理（圖案）位于傳感器內(nèi)部。這為圖案提供了額外的保護（一個明顯的例子是雪橇與雪橇），但是卻導致了很多問題，包括頻率響應（配準信號頻率與物體速度之間的比例因數(shù)，取決于Hz / m（m / s）的依賴性。到物體的距離。展望未來，應該注意這個問題已經(jīng)得到有效解決。

有關(guān)激光和光速傳感器操作的詳細分析（空間濾波器的生成方法，信號處理方法等），請參見專論*。理論部分設在兩百頁上。然而，沒有可用于制造傳感器的實用指南，該指南應在真實和不利條件下工作（例如，主要溫差，各種表面或測量過程中的距離變化）。
世界上有一些真正的非接觸式傳感器制造商。大約有10個激光傳感器制造商，而少于10個光學傳感器制造商。在本文中，我們將介紹兩種類型的傳感器。

傳感器設計的主要特點。激光傳感器采用了基于波前光束分割原理的光學單塊單元。它提供了一個穩(wěn)定的條紋圖案，該圖案具有耐溫差性，并且光束傳播的差值為零，從而在距物體的較寬距離范圍內(nèi)實現(xiàn)了大的光束偏移范圍。另外，不需要光學塊調(diào)整。傳感器接收圖案系統(tǒng)的光學原理圖*消除了物距測量速度的依賴性，從而保留了較高的光學照明能力。

帶有信號處理器的*微電路和微控制器還用于接收模擬電子產(chǎn)品中的硬件信號處理，從而實現(xiàn)高頻速度的精確測量并實現(xiàn)各種輸出的模擬，頻率和數(shù)字信號。制造了兩種類型的傳感器，它們的標稱物距為15至130 cm，測得的速度范圍為0.01至100 m / s，可用于車輛的工業(yè)應用（詳細說明請參見ISD-3和ISD-5）。

請注意，兩個傳感器都根據(jù)測得的速度（按時間積分速度）來測量里程（實際需要的長度）。所述可獲得的測量精度（以測量頻率表示傳感器的容量）已達到其實際極限，實際上超出了所需的需求。因此，技術(shù)數(shù)據(jù)規(guī)定長度測量精度小于0.1％。但是，此參數(shù)取決于長度本身以及獨立檢查此準確性的可能性（從下面給出的示例中可以看出，但是實際測量可以更加準確）。因此，應將重點放在測量的可靠性上，即設備在不同條件和表面類型下應*。

還有一些其他評論與標準工業(yè)任務下的距離測量有關(guān)。讓我們假設有一個長的運動物體（金屬條，玻璃板，布等），應將其切成一定長度的碎片。達到該值時，傳感器應向執(zhí)行器發(fā)出信號。假設有一個數(shù)字輸出（以太網(wǎng)，USB）可用于讀取當前的測量長度。例如，在等于50 Hz的測量頻率和1 m / s的物體速度下，當前長度數(shù)據(jù)增量（1 m / s）/（0.02 sec）= 2 cm。但是，這可能還不夠。但是，有一個長脈沖輸出，其比率為每1 m / s 1000 Hz或每米1000脈沖。該輸出頻率每秒更新50次，即在任何速度下測得的距離增量均應等于1 mm。

下面是一些具有精度評估和測量頻率的傳感器應用示例。

ISD-5激光傳感器在道路上的應用測試。

傳感器安裝的高度大約為50厘米（允許的極限值為35到65厘米）。測量頻率為54.2 Hz，速度測量范圍為0.02–110 km / h。裝有傳感器的車輛在1公里長的電路路徑上行駛（在城市道路上，在晴天，環(huán)境溫度為–7?С）。車輛以可變速度（0–50 km / h）行駛了幾站。測量結(jié)果定義為每3圈-1055.740 m，1056.244 m和1055.33 m，即，考慮到該路徑未*重復，測量頻率小于0.05％。

圖1.安裝在車輛上的ISD-3光學傳感器和ISD-5激光傳感器進行試運行。

光學和激光兩個傳感器一起使用。它們已如圖1所示安裝在車輛上。ISD-3傳感器安裝的標稱高度距離地面50厘米，ISD-5激光傳感器離地面130厘米，但安裝高度為100厘米。在長度大致相等的瀝青路面的筆直部分（每個方向2圈）上取四圈。測試后，評估相對傳感器的測量差異。結(jié)果示于表1。

表1.光學ISD-3和激光ISD-5在同一路徑上收到的并行測量結(jié)果。

因此，在車輛上使用的兩個傳感器的實際測量質(zhì)量是相等的，并且相對測量頻率是基點。還要注意的是，對于這種類型的應用，光學傳感器是更可取的，因為它更能抵抗外部負面影響（溫度，雪，雨），特別是它對接收光學污染物的容忍度很高?？梢詫⑵渑c照相相機進行比較：即使鏡頭很臟，仍然可以拍照。同時，激光傳感器光學器件上的水滴可能會導致物體上條紋圖案的強烈破壞。
為了評估總體測量質(zhì)量，有一個圖2所示的帶有貨物列車的機車的加速度/制動速度圖（Schsherbinskiy鐵路試驗場，ISD-3傳感器，標稱距離為80厘米。傳感器安裝在底部）。機車，并指向鐵軌）。該圖可以評估即時速度測量的準確性，因為鐵路車輛的運動是大平滑速度的一個示例。同樣作為示例，提供了一些有用的圖形，用于汽車輪胎在冰上的制動測試（在帶有光學傳感器的莫斯科Mytishy的冰場Arena上執(zhí)行）。

圖2.機車與貨車的加速度和制動速度圖。

圖3а顯示了在無釘雪地輪胎上進行的五次加速/制動測試。圖3b顯示了相同的測試，但使用了帶釘輪胎。請注意，圖表上的微小速度峰值不是測量噪聲，它們是真實的，因為這是車輛在結(jié)冰的道路上行駛的一種方式。
這些傳感器也廣泛用于工業(yè)中。這是另一個說明性示例：玻璃長度測量。物體是由拋光玻璃制成的旋轉(zhuǎn)盤，表面清潔。在這種情況下，應使用標稱工作距離為130厘米的激光傳感器（實際上玻璃表面很熱，因此應從遠距離進行測量）。磁盤上有一個標記，用于識別開始和停止循環(huán)測量的點，該點由傳感器讀取。實測周長為2.173 m。進行了兩組7和11測量。平均測量長度為2.1732和2.1733 m，相應的正偏差為0.034和0.036％。

圖3.通過光學ISD-3傳感器獲得的在冰上的汽車的加速度和制動速度測量的精度：а–裝有無釘防滑輪胎的車輛；b –裝有防滑釘輪胎的車輛。

值得一提的是，我們近的一項發(fā)展是二維激光傳感器，它特別允許測量在滾動表面上移動的管道的行進速度。這實際上應適用于管廠的絕緣車間。在大多數(shù)*產(chǎn)品中，*的產(chǎn)品之一應該是能夠測量水下船只相對于周圍環(huán)境的速度的傳感器。其他項目列表很長，但是由于本文范圍有限，獲取更多詳細信息的唯1方法是訪問制造商的網(wǎng)站。總而言之，我們的非接觸式距離/速度傳感器具有的優(yōu)勢，有時甚至比同類產(chǎn)品更好，但價格要低得多。

測試用于鐵路應用的光速傳感器ISD-3。

傳感器安裝在機車的前部（見圖）以測量其動態(tài)參數(shù)。地點：莫斯科地區(qū)Shcherbinsky多邊形火車。天氣：-12ºC，大風，無雪/下雪。

電纜與傳感器ISD-3的連接。

傳感器的安裝。

光學ISD-3傳感器安裝在機車上。

傳感器：到地面的距離ab。60厘米（±20 – 25厘米公差），測量頻率24.6 Hz。

  在機車的機艙中。

正在進行測量。上半天不下雪

典型速度圖。不下雪。

更詳細。

恒定加速度測試。

用不同的力量剎車。

下半天。相當大的降雪。靜止時，由于積雪飄落，一些雪花穿過傳感器的視線并產(chǎn)生信號。但是在移動時，來自體表的信號更多，并且不再有雪花的影響。

高速度測試。高速行駛時，地面會出現(xiàn)許多蓬松的積雪，并產(chǎn)生了一些額外的噪音，但仍可以測量實際平均速度。

暴風雪以恒定的速度行駛。

速度和長度傳感器ISD-3和ISD-5在切割管道，配件，電纜，電線和其他長條材料時的應用。

ISD-3的訂購信息

ISD – 3 – 30cm – ET + 232 + CAN – AN（U）– PL – 5m

ISD-5的訂購信息

ISD – 5 – St – 30cm – ET + 232 + CAN – AN（U）– PL – 3m – H – P

RIFTEK RF603-125/500-485-I-CG-1M 速度和長度傳感器

RF25Х-LD-UART-EncDxAN-IN-LOUT-М

RF256-55-0.1-232-I-IN-СС-3

RF603L.140 /100R-232-I-IN-AL-24-СCR90A-3– 2

RF602-65 / 250-232-I-IN-AL-3

RF603HS.60-140 /100R-232-ET-U-IN-AL-24-СCR90A-3-60 kHz

RF609Rt-9 / 19-100-232-I-3 

RF600.10-380 /1000-232-I-IN-AL-ССR90А-3–傳感器RF600

RF605-X / D-SERIAL-ANALOG-IN-AL-СС（R）-M

RF603P-125 /500-232-I-IN-AL-ССR90А-3

RF627BLUE-70 / 50-30 / 42-5

RF651-X /L-SERIAL-ANALOG-LOUT-IN-СС-M-AK

RF656-X-SERIAL-ANALOG- LOUT-IN-СС-M-AK

RF656-25 /50-232-I-IN-СG-3

RF256-55-0.1-232-I-IN-СС-3

RF25Х-LD-UART-EncDxAN-IN-LOUT-М

RF627Weld.BLUE-70 / 50-30 /42-5-AC-C-帶有藍色激光的掃描儀