레이저 변위 센서

지금까지 말씀드린 센서는 주로 물체를 검출하는 목적이 강했습니다.

하지만 변위 센서는 물체가 일정 위치에서 다른 위치로 이동한 경우, 그 위치의 변위(變位) 량을 검출하는 센서입니다. 

변위량을 검출하면 물체의 높이, 두께 등을 측정할 수 있습니다.

 

부품의 거리를 측정하는 변위 센서

 

레이저 변위 센서

레이저 변위 센서의 측정 원리는 삼각 측량을 응용한 방식입니다.

투광 소자와 리니어 이미지 센서를 조합해서 변위량을 검출합니다.

레이저 변위 센서의 투광 소자에는 반도체 레이저가 이용되며, 레이저 빛은 투광 렌즈를 통해 집광되고 대상물에 투사됩니다.

 

삼각 측량 원리로 거리를 측정합니다

 

대상물에서 반사된 광선 일부는 수광 렌즈를 통해 리니어 이미지 센서상에 광 스폿을 만들고, 대상물이 이동하면 리니어 이미지 센서 상의 광 스폿도 이동하므로, 그 위치 변화를 검출하면 대상물의 변위량을 검출할 수 있습니다.

 

수광 소자에는 리니어 이미지 센서 외에도 위치 검출 소자를 사용한 것도 있습니다.

리니어 이미지 센서는 셀별 수광량을 검출할 수 있으므로 대상물 표면의 영향으로 인해 스폿 안에 광량의 편차가 있어도 보다 정확하게 광량의 피크 위치를 검출할 수 있어 대상물 표면의 영향으로 인한 오차를 대폭 억제할 수 있습니다.

위치 검출 소자는 광스폿 전체의 광량 중심 위치에 대한 정보만 얻을 수 있으므로, 측정 정밀도는 떨어지지만 내부 회로를 간소화할 수 있습니다.

 

레이저 변위 센서의 특징

1. 비접촉식 검출

빛을 매체로 해서 대상물에 접촉하지 않고 검출하므로 대상물과 센서 모두 흠집 없이 장기간 사용이 가능합니다.

 

비접촉으로 검출하는 레이저 변위 센서

2. 짧은 응답 시간

고속의 빛을 매체로 하며 모두 전자 회로로 구성되어 있어, 응답 시간이 짧아 고속 라인에도 쉽게 대응할 수 있습니다.

3. 고정밀도의 검출

정밀한 광학계와 전자 회로 기술을 통해 최고 0.01㎛의 정밀도까지 실현 가능 합니다.

4. 워크에 적합한 검출 가능

커넥터의 다리 핀과 같이 미체 물체에는 미세 스폿광, 절삭면 등의 난반 사면에는 라인 스폿광을 이용하면 안정된 검출이 가능합니다.♣

 

이미지 출처 : 파나소닉디바이스세일즈코리아