Данная публикация посвящена серии BD, т.е. лазерным датчикам смещения/перемещения. На английском такие датчики называются Displacement Sensor, что на русском соответствует «смещению», когда речь идет о контроле объектов, или «перемещению», когда измеряется положение в пространстве рабочего инструмента, например руки робота. Далее мы будет употреблять название «датчик смещения», не забывая о втором значении термина.
Широко известная в нашей стране с 2008 года южно-корейская компания Autonics предлагает российским покупателям свою наилучшую продукцию для автоматизации производства. В нашем журнале мы уже обсуждали несколько серий датчиков этой компании, в том числе: PR (цилиндрические индуктивные бесконтактные), BFX (отслеживание быстро перемещающихся объектов), BH (фотоэлектрические), BJX (компактные фотоэлектрические) и т. д.
Датчик, он же преобразователь физической величины, по стандарту ГОСТ Р 51086-97 «Датчики и преобразователи физических величин электронные. Термины и определения» может иметь чувствительный элемент, находящийся под непосредственным воздействием физической величины, и/или преобразовательный элемент, в которой происходит одно из ряда последовательных преобразований контролируемой физической величины. Поэтому компонент Sensor Head (дословно: датчиковая/чувствительная головка) в серии датчиков BD компании Autonics лучше считать преобразовательным элементом, а не чувствительным. Второй основной компонент — Amplifier Unit (блок усилителя) — позволяет привести выходной сигнал к нормированному диапазону.
Лазерные датчики серии BD предназначены для измерения толщины, ширины, расхождения уровней, несоответствия норме, кривизны, ровности поверхности контролируемого объекта по величине смещения. Датчики BD обеспечивают высокую точность и стабильность измерений с минимальным влиянием цвета или материала контролируемого объекта. Преобразовательный элемент и блок усилителя датчика сделаны съемными для упрощения технического обслуживания. Причем допустимо соединение на одной линии до 8 блоков усилителя за счет специальной функции предотвращения взаимных помех. Остается добавить, что максимальная разрешающая способность в некоторых моделях достигает 1 мкм.
Кроме уже отмеченных выше достоинств, следует подчеркнуть наличие различных вычислительных функций (сложение, вычитание, вычисление среднего), несколько функций фильтрации для повышения стабильности и достоверности измерений (текущее среднее, дифференциал и медиана), автоматическую регулировку чувствительности (с обучением по 1 или 2 точкам), монтаж на стену или DIN-рейку, степень защиты IP67 для преобразовательного элемента, удлинительные кабели специально для робототехнического применения (поставляются отдельно). На данный момент предложены три модели датчиков смещения серии BD: BD-030, BD-065 и BD-100.
Технические характеристики модели BD-030:
- Диаметр лазерного пятна (мкм, примерно): 290×790 (вблизи, 25 мм), 240×660 (номинал, 30 мм) или 190×450 (вдали, 35 мм).
- Разрешение: 1 мкм.
- Макс. диапазон измерения: от 20 до 40 мм.
- Линейность: 0,1% от шкалы (для дальности от 25 до 35 мм).
- Источник света: красный полупроводниковый лазер с длиной волны 660 нм (по стандарту IEC 60825-1:2014), макс. мощность 300 мкВт.
- Метод лазерного измерения: диффузное отражение.
- Индикация: электропитание (красный светодиод), лазерное излучение (зеленый светодиод) и ближний/дальний диапазон NEAR/FAR (зеленый светодиод).
- Вибрация: амплитудой 1,5 мм на частоте от 10 до 55 Гц (длительностью 1 минута) по всем осям на 2 часа.
- Удар: 300 м/с2 (прим. 30 g) по всем осям 3 раза.
- Допустимая внешняя освещенность: макс. 10 000 лк лампой накаливания.
- Температура: от -10 до 50 °С (рабочая), от -15 до 60 °С (хранения).
- Относительная влажность: менее 85 % (рабочая и хранения).
- Материалы: поликарбонат (корпус), стекло (измерительная часть), ПВХ (кабель).
Модель BD-065 имеет несколько худшее разрешение 2 мкм и, соответственно, увеличенный диаметр лазерного пятна вместе с повышенной дальностью измерений: 55, 65 и 75 мм для ближнего, номинального и дальнего диапазонов. Остальные характеристики отличаются незначительно.
В модели BD-100 (кстати, цифры в наименовании означают номинальную дальность измерения в мм) еще больше увеличена дальность измерений: до 80, 100 и 120 мм ближнего, номинального и дальнего диапазонов с соответствующим ухудшением разрешения до 4 мкм и дальнейшим увеличением размера пятна от лазерного луча.
Модель BD-A1 указана датчиком, но имеет встроенный дисплей и релейный выход, поэтому заслуживает названия полноценного измерительного прибора со средствами малой автоматизации.
Также следует отметить преобразователь (интерфейсов) связи серии BD-C для лазерных датчиков смещения серии BD. Такой преобразователь по интерфейсу RS232C/RS485 позволяет связать до 8 блоков усилителей для формирования сети датчиков BD с целью массовой настройки параметров и мониторинга результатов из соответствующего ПО.
Датчики серии BD широко используются в различных отраслях промышленности. Например, в автомобилестроении на производственной линии блоков цилиндров удлинительные кабели для роботов удалось полностью проложить в кабель-каналах, а сами датчики смещения использовать для обнаружения перемещений лотков производственной линии. Кроме того, датчики смещения применяются для измерения разности высот деталей в блоке цилиндров.
