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Distanzsensor

Laser-Distanz-Sensor LAM

Messbereiche0,5, 2, 4, 10, 20, 50, 100, 200 mm
Auflösung max.2 μm
Linearität max.±1 μm
Ausgang analog0±10 V, 4...20 mA, 0...10 V, 0...5 V, ±5 V, 0...20 mA
Ausgang digitalEthernet
Messfrequenz max.100 kHz
Betriebstemperatur0...+50 °C
Schutzklasse max.IP64 (Sensor), IP40 Elektronik
Leuchtfleckdurchmessermin. ca. ø100 μm
LasertypenPunktlaser
SchaltausgangMin...Max
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Lasersensoren

Übersicht

Anwendung

Messprinzip

Laserdistanzsensor LAM - Hinweise

Beeinträchtigung der Distanzmessung durch Material und Farbe

Als Messobjekte kommen alle möglichen Materialien, wie z. B. Metall, Kunststoff, Keramik, Gummi und Papier in Frage. Lediglich bei stark spiegelnden Oberflächen oder Flüssigkeiten muss der Einsatz im Einzelfall geprüft werden.

Reflexionsgrad der Oberfläche

Der Laser-Distanz-Sensor braucht zur einwandfreien Distanz-Messung mindestens 10 % Oberflächenreflexion. Nur die diffuse Reflexion ist für die Messung brauchbar.

Seitliches Streulicht

Bei der Projektion des Lichtpunktes besteht auch ein geringer seitlicher Streulichtanteil, der seitlich vom Messpunkt reflektiert wird und von dort zum Empfänger gelangt. Befinden sich dicht neben dem Messpunkt im Streulichtbereich stark reflektierende Teile, die das Streulicht direkt in den Empfänger zurück spiegeln, kann dies zu Messfehlern führen. Homogen streuende Objekte mit gleichem Reflexionsgrad bewirken diesen Fehler bei der Distanz-Messung nicht. Befindet sich der spiegelnde Bereich außerhalb des Messpunktes, können die Fehler im ungünstigsten Fall 2 % betragen.

Eindringen des Strahls in das Messgut

Bei leicht durchsichtigen Kunststoffen oder trüben Flüssigkeiten dringt der Messstrahl eine gewisse Tiefe in das Medium ein, bevor das diffus reflektierte Licht zurückgeworfen wird. Hier ist die wahre Messebene um die Eindringtiefe zu erweitern. Dies lässt sich im Einzelfall nur experimentell ermitteln.

Gestreifte Objekte

Sind die Messobjekte mit hellen/ dunklen Streifen versehen, wie z. B. Holz, muss der Laserdistanzsensor mit der optischen Achse parallel zur Streifenrichtung montiert werden. Die Laser der LAM-Serie mit ihrem kleinen Messpunkt sind hierfür bestens für die Distanzmessung geeignet.

Hell/ Dunkel Änderung innerhalb des Messpunktes

Wird eine Abstandsmessung an einer Stelle vorgenommen, an der das Material von einem diffus reflektierenden zu einem spiegelnden Material übergeht und damit einen stark ändernden Reflexionsfaktor enthält, kann dies im Übergangsbereich zu Messfehlern führen. Das Maximum der Lichtstärke liegt hier, durch die Oberfläche bedingt, nicht in der Mitte des Messpunktes. Liegt die Grenzlinie des Übergangs in Richtung der optischen Achse, so ist der Fehler jedoch minimal.

Änderung des Reflexionsfaktors der Oberfläche während der Messung

Der LAM Laser-Distanz-Sensor besitzt eine automatische Lichtstärkeregelung zur Anpassung an gut oder wenig reflektierende Objekte. Ändert sich während des Messvorgangs die Oberflächenreflexion, wird entsprechend automatisch nachgeregelt.

Winkelabhängigkeit der Messungen

Es besteht eine geringe Winkelabhängigkeit der Messung, wenn der Sensor nicht rechtwinklig auf die Objektoberfläche sieht. Bei matten Oberflächen mit großer diffuser Reflexion ist die Winkelabhängigkeit gering, bei spiegelnden Flächen ist sie größer. Drehwinkel des Objektes um die x-Achse sind bis ±30° ohne bedeutende Messfehler möglich, um die y-Achse bis ±15°. Der Messfehler zeigt sich als Änderung des Verhältnisses Ausgangsspannung / Wegstrecke. Ist der Winkel konstant, kann er durch einen neuen Abgleich eliminiert werden.

Dip-Schalter

Über Dip‐Schalter (unter der Abdeckung im Deckel der Elektronikeinheit) wird die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters eingestellt. Der Schalter 1 befindet sich auf der linken Seite, Schalter 6 rechts. Die Potentiometer dürfen nicht verändert werden. Die interne Abtastrate des Sensors wird durch die Dip‐Schalter‐Einstellungen nicht geändert. Die angegebenen Filterfrequenzen entsprechen der ‐3 dB Bandbreite des Tiefpassfilters. Höhere Frequenzen und Rauschen werden zunehmend gedämpft. Beispiel: Bei der Einstellung 2,5 kHz wird eine aufgenommene Schwingung einer Frequenz von 2 kHz ohne nennenswerte Abschwächung übertragen. Eine Frequenz von 10 kHz würde jedoch stark abgeschwächt.

Tipp: die direkte Verbindung zwischen Sensor und Netzwerkkarte erfordert ein gekreuztes Ethernetkabel. Wenn ein Ethernet‐Switch zwischengeschaltet wird, können 1:1 belegte Ethernetkabel verwendet werden. Sofern der Ethernet‐Switch durch seine „Autosense + AutoMDI“‐Funktion die Leitungspolarität automatisch erkennt, spielt es keine Rolle ob 1:1 belegte oder gekreuzte Kabel verwendet werden.

 
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