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色標(biāo)傳感器如何提高檢測(cè)精度

2014-09-15      點(diǎn)擊:2094
     色標(biāo)傳感器常用于檢測(cè)特定色標(biāo)或物體上的斑點(diǎn),它是通過(guò)與非色標(biāo)區(qū)相比較來(lái)實(shí)現(xiàn)色標(biāo)檢測(cè),而不是直接測(cè)量顏色。色標(biāo)傳感器實(shí)際是一種反向裝置,光源垂直于目標(biāo)物體安裝,而接收器與物體成銳角方向安裝,讓它只檢測(cè)來(lái)自目標(biāo)物體的散射光,從而避免傳感器直接接收反射光,并且可使光束聚焦很窄。白熾燈和單色光源都可用于色標(biāo)檢測(cè)。  
    以白熾燈為基礎(chǔ)的傳感器用有色光源檢測(cè)顏色,這種白熾燈發(fā)射包括紅外在內(nèi)的各種顏色的光,因此用這種光源的傳感器可在很寬范圍上檢測(cè)顏色的微小變化。另外,白熾燈傳感器的檢測(cè)電路通常都十分簡(jiǎn)單,因此可獲得極快的響應(yīng)速度。然而,白熾燈不允許振動(dòng)和延長(zhǎng)使用時(shí)間,因此不適用于有嚴(yán)重沖擊和振動(dòng)的場(chǎng)合。  
    使用單色光源(即綠色或紅色LED)的色標(biāo)傳感器就其原理來(lái)說(shuō)并不是檢測(cè)顏色,它是通過(guò)檢測(cè)色標(biāo)對(duì)光束的反射或吸收量與周圍材料相比的不同而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的。所以,顏色的識(shí)別要嚴(yán)格與照射在目標(biāo)上的光譜成分相對(duì)應(yīng)。  
    在單色光源中,綠光LED(565mm)和紅光LED(660mm)各有所長(zhǎng)。綠光LED比白熾燈壽命長(zhǎng),并且在很寬的顏色范圍內(nèi)比紅光源靈敏度高。紅光LED對(duì)有限的顏色組合有響應(yīng),但它的檢測(cè)距離比綠光LED遠(yuǎn)。通常紅光源傳感器的檢測(cè)距離是綠光源傳感器的6~8倍。  
    色標(biāo)傳感器關(guān)鍵的問題是如何提高檢測(cè)精度,可以采取的解決方案有以下幾點(diǎn):  
    1、采取抗干擾設(shè)計(jì)。為了提高色標(biāo)傳感器的抗干擾能力,應(yīng)從下面幾個(gè)方面進(jìn)行考慮:  
    (1)合理設(shè)計(jì)并布局電路,增強(qiáng)系統(tǒng)內(nèi)部電磁兼容。主要措施有:在滿足功能實(shí)現(xiàn)的條件下盡可能降低邏輯器件的工作頻率,減小數(shù)字設(shè)備的高頻干擾;在集成芯片的電源和地兩端增加旁路電容和去耦電容;線路板合理布局和布線;抑制地回路干擾,必要時(shí)使用光電隔離;軟件上,通過(guò)看門狗防止程序“跑飛”。  
    (2)抑制光電干擾。主要有兩種方法,一是光學(xué)的方法,如:設(shè)計(jì)光學(xué)透鏡系統(tǒng)使接收器只對(duì)特定范圍內(nèi)的光線敏感,用濾光鏡濾除雜光等。二是電路方法,如:采用調(diào)制光源并在電路上采用相干檢測(cè),通過(guò)電路濾波濾除干擾光引起的電信號(hào)等。  
    (3)電磁屏蔽。對(duì)關(guān)鍵電路單獨(dú)設(shè)置屏蔽層,在此基礎(chǔ)上對(duì)整體電路進(jìn)行屏蔽設(shè)計(jì)。屏蔽設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是使用良好的導(dǎo)電材料,并盡量避免孔洞和縫隙。  
    (4)濾波。一是通過(guò)電源濾波降低電源線上串入的干擾,另一方面在信號(hào)處理中增加電路濾波以及軟件濾波。
    (5)正確設(shè)計(jì)、安裝傳感器的連接引線。  
    (6)降低傳感器的對(duì)外干擾。主要的措施有:屏蔽;降低信號(hào)上升或下降的速率;降低時(shí)鐘頻率等。  
    2、可靠性設(shè)計(jì)。可靠性設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮的因素有:  
    (1)用有效散熱方法使溫升降到zui低,高溫是電子元件損壞的zui主要原因;  
    (2)盡可能少使用高敏感性元件;  
    (3)使用可靠度高或有質(zhì)量保證的元件;  
    (4)元件冗余技術(shù)。
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