EX-V / EX-200 系列 目标物接近传感器时，涡电流加大，振幅变小。振幅经过 整流，振幅变化被转换为直流电压变化。EX-200 系列利 用其线型化电路修正输出电压距离特性曲线以获得最佳线 性度。
100%
100%
目标物
高频磁场
0
0
线圈
高频 振荡电路
涡电流
光电传感器 区域传感器 接近传感器 压力传感器 可编程逻辑 控制器 条码读取器 视觉系统 静电消除系统 位移传感器 光透过型 测量仪器 显微系统 激光刻印机 外壳防护等级 通信方法
技 术 指 南
光接收元件上的光点光量分布
PSD
CCD
2. 表面反射与感测头
被目标物表面反射的光束包括漫反射成分和镜面反射成 分。漫反射成分与镜面反射成分比率取决于目标物的材料 或表面情况。镜面的或有光泽的目标物主要反射镜面成 分；无光泽表面主要反射漫反射成分。KEYENCE 的超高 再现性位移测量仪用于检测镜面反射目标物，因为许多目 标物都具有向镜面一样的或有光泽的表面。KEYENCE 也 提供用于长距离测量漫反射目标物的通用型位移测量仪。
每种型号的说明。) • 不同型号的传感器一起使用。(详细情况请 KEYENCE 联
系。)
830

位移传感器 831
4. 半导体激光位移传感器和仪表
1. 操作原理
半导体激光位移传感器和仪表包括一个发光元件和一个位 敏探测器 (PSD)，利用三角测量来检测目标物。半导体激 光器被用作发光元件。一个透镜把光束聚焦到目标物上。 目标物通过透镜把光束反射回并聚焦到位敏探测器 (PSD) 上形成一个光点。光点随目标物移动。通过检测光点的移 动就可以测定位移量。
控制器 条码读取器
视觉系统 静电消除系统
位移传感器 光透过型 测量仪器 显微系统
激光刻印机 外壳防护等级
通信方法

827
828 位移传感器
技 术 指 南
3. 感应型 (涡电流) 位移传感器
1. 操作原理
感应型位移传感器利用一个使高频电流通过感测头线圈生 成的高频磁场。当金属目标物出现在磁场内时，电磁感应 使垂直于磁路的涡电流在目标物表面流动。这样就改变了 感测头线圈的电阻。 感应型位移传感器就根据这一振荡状态的变化来测量感测 头和目标物间的距离。 KEYENCE 的感应型位移传感器采用这个操作原理的两种 不同形式。
金属
检测距离
短
精度
反应速度
耐环境性能
强
半导体或 激光型
共焦型
不透明和 不透明/透明材料， 半透明材料 镜面/漫反射材料
一般 高 高
一般
技 术 指 南
2. 分类
类型
感应型 (涡电流)
特点
• 高再现性 • 高精度 • 小型感测头 • 坚固耐用
感测头
外 形
控制器
型号 可检测的目标物 再现性
EX/EX-V 系列 金属
线性 100
* 右面的图表显示的是获得符合要输出
求的线性度的测量范围。
范 50 围
øA
(%)
3t
øB
0
1
2
圆盘型目标物直径 (øB)/
感测头直径 (øA)
3. 把传感器的测量范围乘以在 步骤 2 中得到的数值，并计 算线性输出范围的终点。
4. 设定感测头和目标物间的距 离为到终点的距离。然后用 线性调节器校准模拟输出电 压，使输出电压成为理想直 线上的一个数值。
0V
2. 特性曲线图说明
EX-500 系列 • 线性度 线性度是指相对于理想直线的测量偏差，用测量范围的
百分比表示。使用每一种材料的目标物校准模拟输出电 压时就可以得到每一种材料目标物的数据。
相对于理想直线的偏差 (F.S. 的 %)测量
0.3 0
-0.3 0
2 测量距离 (mm)
828

1
塑料壳 2
涂上硅酮树脂或同类材料 用树脂填充空隙
填充 3
PFA 帽
热收缩管
可以提供作为可选件的 M10 PFA 帽 (型号: OP-3108)
相互干扰 如果相同型号的传感器彼此靠近安装，其中一个传感器的 再现性可能会因另一个传感器产生的高频磁场的干扰而降 低。这种情况叫做相互干扰。
相互干扰的预防 • 使用抗干扰功能。(EX-500 系列) • 安装传感器时彼此保持足够间隔以避免相互干扰。(参看
1. 概述
位移传感器测量目标物移动的距离。还可以用来测量目 标物的高度和宽度。有两种类型位移传感器：接触型和 非接触型。接触型采用指示表、差接变压器等；非接触 型则利用磁场、激光光束、超声波等。本节集中介绍能 够进行快速反应测量的非接触型传感器。
位移传感器 827
检测方法比较
类型
感应型
可检测的 目标物
线 100 性 输 出 范 围 (%) 50
øA
øB 50
0
4
8
圆柱形目标物直径 (øB) /感测头直径 (øA)
• 各 种直径的圆盘的输出特性曲线 目标物面积小时，线性输出范围变小。 下图表明线性输出范围 (以满刻度的百分数表示) 与圆
盘直径和感测头直径之比的关系，也就是说，如果到目 标物的距离在零 (目标物与感测头接触) 至图示 F.S. 百 分比的范围之内时，为线性输出。
位移传感器 829
பைடு நூலகம்
线 100 性 输 出 范 围 (%) 50
øA
3t øB
0
1
2
圆盘目标物直径 (øB) /感测头直径 (øA)
• 各 种材料的目标物的输出特性曲线 模拟输出电压使用标准的铁质目标物 (SS41) 校准，以
便感测头和目标物间的距离从零到 F.S. 变化时，输出电 压从 0 到 5 V 变化。下图表明到目标物的距离与使用各 种材料的目标物得到的输出电压之间的关系。
量范围内需要的一点上把模拟输出电压重置为 0 V (电 流输出为 4 mA)。这样可以更容易地利用主目标物调节 基准点。
光电传感器 区域传感器 接近传感器 压力传感器 可编程逻辑 控制器 条码读取器 视觉系统 静电消除系统 位移传感器 光透过型 测量仪器 显微系统 激光刻印机 外壳防护等级 通信方法
EX-500 系列 当目标物接近感测头时，振荡幅度变小，对于参考波形的 相位差变大。 通过检测振幅和相位的变化，传感器可以得出与感测头和 目标物间的距离变化近似成正比的数值。
参考波形
距离：长
距离：中等
距离：短
振幅: 大 相位差: 小
振幅: 中等 相位差: 中等
振幅: 小 相位差: 大
根据目标物的材料，利用高精度线性化电路对数值进行数 字处理和修正。线性输出与感测头和目标物间的距离成正 比。
感测头的类型和操作原理
镜面反射接收器 （超高再现性型）
漫反射接收器 （长距离、高再现性型）
偏差 光点分布中心
真实峰值
峰值
PSD 上的光点
PSD 计算整个光点范围上的 光量分布中心。
CCD 上的光点 CCD 检测光量的峰值。
4. 激光共焦位移测量仪 (LT 系列)
当透镜准确地把激光光束聚焦到目标物上时 (图 A)，反射 光束就会精确地汇聚到光接收元件的针孔上。在这个透镜 位置上，最大光量被导向光接收元件。但是随着透镜接近 或远离目标物，反射光束就被漫射 (图 B 和 C)。因此穿过 针孔到达光接收元件的光量就大幅度减少。 图 D 表明透镜位置与接收的光量的关系。
感测头配置
3. CCD激光位移传感器 (LK-G 系列)
CCD 激光位移传感器使用一个三角测量系统。
普通激光位移传感器用 PSD 作为光接收元件。而 LK 系 列则使用 CCD 作为光接收元件。
目标物反射的光穿过接收透镜被聚焦到 PSD 或 CCD 上。 PSD 利用进入光接收元件的整个光点的光量分布来测定 光点中心并将这个中心确定为目标物位置。但是光量的分 布会受到目标物表面状况的影响，造成测量数值的偏差。 CCD 检测每个像素上光点的光量分布峰值并将这个确定 为目标物位置。因此 CCD 能够提供稳定的高精度位移测 量，而不考虑光点光量分布状况如何。
线性输出范围
V
理想直线
感测头的防水措施 感应型位移传感器利用磁场测量感测头和目标物间的距 离，因此传感器的工作不受非金属目标物的影响。EX 系 列传感器具有高度的防水防尘性能，并有极好的耐严苛环 境的能力。但是感测头并不是完全防水的。所以如果在有 水或油飞溅的地方使用感测头，建议采取以下措施。
防水方法举例
3. 完成步骤 2 中的输出电压校准 后，使小厚度平板和感测头接 5 V 触并按下自动归零键。然后把 目标物放到测量范围的中间点 上并按下自动线性幅键。于是 如图 3 所示，输出特性曲线在 0 一个有限范围内会接近于理想 直线。
• 什么是自动归零功能? 使用面板上的键或向外部端子输入一个信号，可以在测
1. 如果使用小直径平板校准模
拟输出电压，按下 “3” 键可 5 V 能会显示错误。如果校准完
成并显示，输出特性曲线便
如图 1 所示，就不能够进行
高精度测量。
0
光电传感器 区域传感器 接近传感器 压力传感器 可编程逻辑
控制器 条码读取器
视觉系统 静电消除系统
位移传感器 光透过型 测量仪器 显微系统
EX-201/EX-305 10.0
技 术 指 南
电 压 (V) 5.0
0
1.0
测量距离 (mm)
3. 正确使用的提示
测量小面积目标物的校准方法 如果目标物的面积小或有曲面时，使用普通的校准方法很 难获得所需的线性度。在这种情况下，按以下所述校准模 拟输出电压可以获得较高的测量精度。
EX-500 系列
0.3 μm
测量范围 反应 (频率)