Что такое линейный преобразователь перемещения (ЛПСП)?

Что такое линейный преобразователь перемещения (ЛПСП)?

Линейный преобразователь перемещения (ЛПСП) — это устройство, которое использует лазер для измерения положения и расстояния до объекта.

Лазерный луч излучается на поверхность объекта, а смещение объекта обнаруживается и измеряется. Это бесконтактное, высокоточное измерение смещения.

Еще одной особенностью этого устройства является его высокоскоростная способность обнаружения. Поскольку облучение лазерным лучом и обнаружение света происходят практически одновременно, смещение можно измерить мгновенно. Это делает его идеальным для анализа высокоскоростных движений и вибраций.

Применение линейного преобразователя перемещения (ЛПСП)

Линейные преобразователи перемещения (ЛПСП) используются в различных приложениях благодаря их бесконтактной, высокоточной способности измерения.

1. Анализ деформации и напряжения материала

Измеряя мельчайшие смещения и деформации при приложении силы к объекту, можно оценить упругие свойства и жесткость материала.

2. Анализ вибрации конструкций, таких как здания и машины

Измеряя частоты вибрации, моды вибрации и резонансные явления объектов, можно оценить устойчивость и долговечность конструкций. Это также играет важную роль в наномасштабных исследованиях.

Измеряя вибрацию и смещение материалов и устройств, можно проанализировать их свойства и принципы работы.

Принцип действия линейного преобразователя перемещения (ЛПСП)

Линейный преобразователь смещения (LDT) использует триангуляцию в качестве своего измерительного принципа. Основные компоненты состоят из излучателя света и приемника света. Излучатель света состоит из излучателя света и светоизлучающей линзы, в то время как приемник света состоит из линейного датчика изображения и светоприемной линзы. Эти части используются для обследования объекта и обнаружения смещения с высокой точностью.

Сначала свет от проекционного элемента фокусируется проекционной линзой и проецируется на объект. Объект отражает свет, и свет достигает линейного датчика изображения через светоприемную линзу светоприемной части. Это создает пятно света на линейном датчике изображения, которое определяет положение объекта.

При перемещении объекта световое пятно на линейном датчике изображения перемещается, и смещение объекта обнаруживается путем измерения величины перемещения. В дополнение к линейному датчику изображения может также использоваться позиционно-чувствительное устройство (PSD).

Типы линейных преобразователей смещения (LDT)

Существуют различные типы линейных преобразователей смещения (LDT), наиболее распространенными из которых являются измерения размеров, смещения и геометрические измерения.

1. Измерение размеров

Для измерения размеров в стационарном состоянии, например, измерения толщины, измерения шага, измерения внутреннего/внешнего диаметра и т. д. Измеряет расстояние до опорной поверхности и расстояние до поверхности измерения и выводит разницу в виде размеров.

2. Измерение смещения

Линейный преобразователь смещения (LDT) используется для динамических измерений, таких как измерение амплитуды вибрирующего объекта или измерение биения вращающегося объекта. Расстояние до точки измерения измеряется при фиксированном цикле выборки, а смещение рассчитывается из максимального и минимального значений и выводится как значение смещения.

3. Измерение формы

Измеряет плоскостность поверхности или кривизну поверхности. Он измеряет расстояние между несколькими точками и выводит форму диапазона измерения на основе координат и измеренных значений точек измерения. По этой причине многие из них имеют приводной механизм.

Когда головка датчика прикреплена к приводному механизму, она менее жесткая, чем фиксированная головка датчика, и поэтому более восприимчива к помехам, таким как вибрация. Для высокоточного измерения головка датчика обычно устанавливается на жесткой фиксированной стойке, а объект измерения перемещается.

Другая информация о линейном датчике перемещения (LDT)

Точность линейного датчика перемещения (LDT)

Точность лазерного датчика смещения зависит от характеристик датчика и внешней среды. Точность рассчитывается с учетом не только разрешения, но и линейности, температурных характеристик и других факторов.

Если разрешение составляет ±1 мкм, линейность составляет ±0,2% F.S (диапазон измерений 20 мм), а температурная характеристика составляет ±0,08% F.S/°C (диапазон измерений 1°C), линейность составляет 20 мм x 0,1% = 0,02 мм, а температурная характеристика составляет 20 мм x 0,08 % = 0,016 мм. Сумма этих значений дает точность измерения ±0,037 мм. Поэтому измерения в микронах невозможны.

Таким образом, даже при высоком разрешении точное измерение невозможно, если линейность или температурные характеристики плохие. Для высокоточного измерения предпочтительнее использовать датчик с небольшим диапазоном измерения и хорошей линейностью, а также проводить измерения в среде без колебаний температуры.

Кроме того, необходимо выбрать датчик, соответствующий состоянию измеряемого объекта, поскольку измеренное значение может меняться в зависимости от состояния поверхности объекта.