基恩士-三角测量

检查模具的闭合情况 对于某些形状目标，不仅可以测量其垂直的位 移，水平位移也可测量。 这种传感器可以用在如为上下移动的阀门定位 等应用上。
KEYENCE 的传统型号 ： 2000/s
EX-V ：40,000/s
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应用
测量行驶中的车辆高度
提高生产力的专业技术与应用 传感器安装示例
进行测量的前提是从目标反射的光以最佳的 强度返回到接收器。达到优秀性能的重点是 为光强度提供良好的反馈。
测量各种目标的新算法
ABLE ABLE 技术能感测目标的表面并调整光强度。通过 控制激光发射时间、激光功率和增益（CCD 放大 系数），ABLE 能大幅度地调整光强度，最大范围可 达传统型号的 90 倍。
激光反射型
激光光透过型
感应式
类型
材质
检测目标
测量光点
目标表面状况的 影响
测量范围
重复精度
响应频率
环境耐性 （水、油、灰尘等）
几乎所有材质 最小直径 2 μm
很小
0.4 至 500 mm 最小 0.01 μm 最大约 20 kHz
良好
几乎所有材质 最小直径 30 μm
没有
0.04 至 120 mm 最小 ±0.06 μm 最大约 240 Hz
D1 D1
D2 平均值
D2
激光扫描方法
无法检测
扫描线
D0
D2
快速移动的
目标
测量值 D0
D2
无法检测在两次激光扫描之间发生的变化。
选择原则
光透过型测微计能对阻断发射器所发出光的目标部分 的宽度进行测量。 由于产生测量误差的因素较少，发射器和接收器都可 以有足够的空间。这就确保了测量光阻断区域的应用 的稳定精度。 根据结构可将其分为两种类型 ： 激光扫描型和 LED 型。 LED 型具有速度高和更适合现场应用（无移动部件） 的特性。 此外，LED 型提供了极好的温度特性，即使在温度剧 烈变化的环境中也能可靠地使用。这是因为由光学系 统造成的图像变化与 CCD 的变化相一致，从而消除 了由温度变化造成的光学系统中的偏差。
目标查看器
测量头内有一部 CMOS 监视照相机，能在 LCD 监视 器上用肉眼检查测量的状况。借助其中的测量点显示 功能，即便目标很小或形状复杂，测量点与光轴依然 可以实现准确的对齐。当前测量模式的测量区域会实 时显示出来。
测量线Байду номын сангаас外径测量
间隔测量
目标查看器 7
提高生产力的专业技术与应用
感应（涡电流）位移传感器
准直透镜 发射器
持续曝光
CCD 方法能持续测量目标的状况。与扫描型装置不同 的是，检测过程中没有间断。在进行生产线上测量的过 程中（如持续测量挤压产品或移动目标），它能够可靠 地检测到外部尺寸的暂时变化。
HL-CCD 方法
平均值
D0 快速移动的目标
曝光时间
测量值 D0 测量使用曝光期间的平均值。 能够可靠地检测出瞬间变化。
同类产品中最高的重复精度 ：0.01 μm
该传感器可完全满足对高精度的要求。
面向实际应用的设计理念
• 高柔韧性电缆 • 兼容的传感器头 ：不同的型号能用一个
控制器连接起来。 • 支持双头连接 • IP67 标准
重心 误差 真实峰值
光强度分布
PSD 上的检测点
表面状况产生的假 峰值
峰值 光强度分布
CCD 上的检测点
要点
测量距离
测量范围
4. 响应速度 举例而言，超声波位移传感器的测量原理是利用声音。因此它们的响应速度比利用光的传感器要慢。响应速度 必须加入考虑，只有这样，传感器才能够适应实际检测位置的生产线速度和停滞时间。
要点
测量 移动 移动
生产线速度
停止
5. 其它（周围环境） 周围环境是选择传感器时所要考虑的另一个重点，因为周围环境状况不同（如高温），合适的传感器也可能不同。
选择原则
由于感应式位移传感器只能测量金属，因此即使在水 或油四溅的工厂也能稳定的工作。 这种类型在金属行业中得到了广泛的使用。 由于操作不受水或油的影响，因此它也可用来检查装 置的运行。例如检查塑料成形制品所用模具的闭合情 况。此外还有很多在除金属行业以外的其它行业用于 检查装置运行的成功应用。
检查淬火处理 感应式位移传感 器的测量值会随 着目标的金属成 分而改变。利用 这个特性，这种 传感器也可用来 检查目标是否经 过淬火处理。
感应式位移传感器提供了与电容位移传感器相同的稳定性。 感应式的优点在于它优良的环境耐受性。它不受水的影响， 而电容型则很容易受水，甚至是湿气的影响。
紧凑的传感器头
有直径为 5.4 mm 的紧 紧凑型传感器头 薄型传感器头
凑型传感器头和厚度为 18 mm 4.8 mm 的薄型传感器
头可供使用。可根据实
在整个测量范围内都保持直径 ø2 μm 的小光点
测量范围 上限
三角法
共焦法
中点 （参考距离）
下限
光点只在参考距离 光点在整个测量范围
上较小。
内都很小。
选择原则
由于使用了共焦原理（与价值超过十万美元的显微镜 使用的原理相同），因此可以提供优良的精度和稳定性。 高精度激光位移计可用来进行普通激光位移传感器无 法进行的测量。 它可以成功完成许多对精度有一定要求的测量应用， 包括测量形状或薄膜的厚度。
提高生产力的专业技术与应用
测量齿轮的偏心率
测量引擎阀门的运转情况
行业中的最高精度 ：F. S. 的 ±0.03%
这个精度远高于行业标准，而且超过了接触式传感器的精度。适用于 许多种类的应用。
选择原则
这是最常用的位移传感器类型。 它能在不发生接触的情况下精确地测量几乎 所有种类的目标。 按照受光元件的不同，可将激光位移传感器 分为两类 ：CCD 和 PSD。CCD 类型提供了 更精确的测量，因为它能测量到所接收光波 形的真实峰值位置。
F.S. 的 ±0.05% (F.S. = ±5 mm) 0.05 µm 4.
20/50/100/200/500/1000 ms （可选择 6 种级别）
测量中心附近：绿光 测量范围内：枯色光 测量范围外：枯色光闪烁
F.S. 的 0.01%/˚C (F.S.= ±5 mm) IP67 (IEC60529)
提高生产力的专业技术与应用
激光扫描方法
准直器透镜（Fq 透镜） 受光元件 接收器透镜
目标
受光元件 （用于同步）
平面镜
波形校正
边缘检测
半导体激光
闩锁器
计数器 CPU
多面镜 时钟脉冲
CCD 法
CMOS 图像传感器 远心光学系统
分光器
高亮度 GaN 绿色 LED
接收器
用于测量的 HL-CCD
目标
特殊漫射装置
电 压
实际测量
线性度
理想直线 距离
u 温度特性 当环境温度改变时，所测得的值也会改变。这种变化的幅度称作温度特性，并且用温度改变 1° C 时的值来表示。
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位移传感器的种类
激光位移传感器
特点 全球最快的采样周期 ：50 kHz
达到了全球最快的响应速度。 该传感器不仅适合高速移动的目标，而且借助平均化的功能提供了 稳定的生产线上测量。
要点
材质
尺寸
形状
2. 测量精度 我们经常提到“精度”，但您要确定所需要的精度是指最小读取单位（重复精度）还是指容差范围。满足公差为 ±0.01 mm 要求和重复精度为 0.01 mm 要求的传感器是完全不同的。
要点
重复精度需要达到公差的 1/10
良品
不良品 检测
3. 测量范围 不同的周边环境与目标大小所适用的传感器是不同的，因此测量范围必须全面加以考虑。
良好
金属（铁、非铁金属） 传感器头直径两倍
很小 0 至 10 mm 最小 0.3 μm 最大约 18 kHz
优秀
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提高生产力的专业技术与应用
选择传感器的原则
要最大限度地利用各种传感器的特点，您必须了解选择传感器的原则。本节内容描述了选择位移传感器时要考虑 的重点。
1. 测量目标 目标的材质（金属、塑料等）和尺寸各不相同。您需要检查目标的“材质”、“尺寸”和“形状”。
4. 通过检测涡电流损耗造成的振荡状态的改变，感 应位移传感器可以测量与目标之间的距离。
目标 涡电流
高频磁场 线圈
高频振荡 电路
优秀的环境耐受性
• IP67 标准传感器头 • 不受包括水和油在内的非金属物质的影响 • 耐热传感器头，可以抵抗 105° C（最高 200° C）
的高温 • 兼容性优秀的传感器头
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光透过型测微计
特点 2400 次 / 秒的高速采样 无移动部件的可靠设计
传统激光扫描方法和 CCD 方法之间的区别 激光扫描方法用多角镜扫描激光光束来进行测量。CCD 方法用 CCD 捕捉来自 LED 的光并测量被阻断区域的长度。 CCD 方法不使用移动的机械部件来上下扫描激光光束，因此它能达 到非常高的测量速度，而且不受目标表面状况的影响。
镜面板
高 发射功率
反射率
激光功率 ： 低
发射时间 ：短
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黑橡胶
低
激光 功率 ： 高 发射时间 ：长
提高生产力的专业技术与应用
高精度激光位移计
特点 共轴测量
优良的角度特性 发射器和接收器放置在同一根轴上，使得接收光透镜可以更大，孔 径角度更宽。这样即使测量镜面反射的目标时也能实现优良的角度 特性。
测量复杂的形状 当用发射器和接收器不在同一根轴上的传感器测量高度差或槽时， 可能会发生反射光无法返回的现象，或因为照在目标的壁上导致不 规则反射。
位移传感器
提高生产力的 专业技术与应用
汽车工业
提高生产力的专业技术与应用
什么是位移传感器？
位移传感器是一种持续测量物体移动距离的装置。
[ 位移传感器 ]
位移传感器不仅能用来测量位移，而且还能测量物体的高度、宽度或厚度。
检测 移动
距离
高度
外径
厚度
长度
位移传感器的类型
位移传感器按照测量原理可分为几种不同的类型。以下表格描述了每种原理的特性和总体规格。
要点
高温
水滴、油污、 灰尘 ...
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提高生产力的专业技术与应用
什么是精度？
本节内容描述了在使用传感器之前必须要考虑到的测量精度。
u 重复精度 重复精度指的是在目标没有移动时也会在测 量结果中出现的微小波动。 波动越小，重复精度越好也越高。 重复精度是影响精度最基本的要素。要以比 重复精度更小的精度进行测量是不可能的。
特点
只能测量金属。
由于感应式位移传感器只能测量金属，因此它们不会受到工厂环境 中溅起的水或油的影响。
1. 高频电流通过传感器头内部的线圈，产生高频磁 场。
2. 当目标（金属）位于磁场中时，由于电磁感应的 作用，目标表面会产生与磁通量通道垂直的涡电 流。
3. 当传感器头与目标之间的距离改变时，由涡电流 造成的能量损耗（涡电流损耗）也会改变。
采样频率
LED 显示
温度特性
防护等级
环境亮度
环境耐性
环境温度 相对湿度
抗振性
材质 重量（包括缆线）
LK-G32/ G37
漫反射 30 mm ±5 mm
镜面反射 23.5 mm ±4.5 mm
红色半导体激光 650 nm（可见光），II 类 (FDA)
最大 0.95 mW
约 ø30 µm (G32), 约 30 x 850 µm (G37)
际应用及安装空间来选 择合适的形状。将传感
ø5.4 mm
t=4.8 mm
器安装到现有的设备上也很方便。
高速度与高精度的数字采样
40000 次 / 秒 (25 μs) 的高速采样使传感器能进行传 统型号不可能做到的快速精确的位移测量，例如检测 高速马达的轻微振动。 新开发的线性度补偿 (KLL) 电路让重复精度达到了 F.S. 的 0.02%，线性度达 F.S. 的 ±0.3%。
白炽灯或荧光灯： 最大 10,000 lux
0 至 +50°C，无凝结 35 至 85%，无凝结 10 至 55 Hz；多倍振幅 1.5 mm； X、Y、Z 方向各 2 小时
压铸铝 约 280 g
1. 该值是通过测量 KEYENCE 标准目标（陶瓷）获取的。 采样率为 20 µs 时，漫反射下该值的范围是 +1.8（远端）至 -5 mm（近端）， 镜面反射下该值的范围是 +1.6 mm（远端）至 -4.5 mm（近端）。
重复精度 电 压
距离
u 线性度 位移传感器的输出和测量距离成正比，两 者关系显示出来几乎是一条直线。不过它 与理想的直线相比还是存在微小的偏差。 线性度是指与理想直线的偏差范围，用“F.S. 的 ±0.05%”这样表示。
LK-G32/G37
型号 安装模式 参考距离 测量范围 1.
光源
波长 输出
光点直径（在参照距离处） 线性度 2. 重复精度 3.
2. 该值是通过在标准模式下测量 KEYENCE 标准目标（陶瓷）获取的。 3. 该值是通过在参照距离测量 KEYENCE 标准 (SUS) 4096 次，然后取平均值获取的。
括号中的值是通过 16384 测量目标而获得的典型重复精度。 4. 如需有关具有更高重复精度的 IIIa 类型号的信息，请咨询就近的 KEYENCE 代表。