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色标传感器如何提高检测精度

2014-09-15      点击:728
     色标传感器常用于检测特定色标或物体上的斑点,它是通过与非色标区相比较来实现色标检测,而不是直接测量颜色。色标传感器实际是一种反向装置,光源垂直于目标物体安装,而接收器与物体成锐角方向安装,让它只检测来自目标物体的散射光,从而避免传感器直接接收反射光,并且可使光束聚焦很窄。白炽灯和单色光源都可用于色标检测。  
    以白炽灯为基础的传感器用有色光源检测颜色,这种白炽灯发射包括红外在内的各种颜色的光,因此用这种光源的传感器可在很宽范围上检测颜色的微小变化。另外,白炽灯传感器的检测电路通常都十分简单,因此可获得极快的响应速度。然而,白炽灯不允许振动和延长使用时间,因此不适用于有严重冲击和振动的场合。  
    使用单色光源(即绿色或红色LED)的色标传感器就其原理来说并不是检测颜色,它是通过检测色标对光束的反射或吸收量与周围材料相比的不同而实现检测的。所以,颜色的识别要严格与照射在目标上的光谱成分相对应。  
    在单色光源中,绿光LED(565mm)和红光LED(660mm)各有所长。绿光LED比白炽灯寿命长,并且在很宽的颜色范围内比红光源灵敏度高。红光LED对有限的颜色组合有响应,但它的检测距离比绿光LED远。通常红光源传感器的检测距离是绿光源传感器的6~8倍。  
    色标传感器关键的问题是如何提高检测精度,可以采取的解决方案有以下几点:  
    1、采取抗干扰设计。为了提高色标传感器的抗干扰能力,应从下面几个方面进行考虑:  
    (1)合理设计并布局电路,增强系统内部电磁兼容。主要措施有:在满足功能实现的条件下尽可能降低逻辑器件的工作频率,减小数字设备的高频干扰;在集成芯片的电源和地两端增加旁路电容和去耦电容;线路板合理布局和布线;抑制地回路干扰,必要时使用光电隔离;软件上,通过看门狗防止程序“跑飞”。  
    (2)抑制光电干扰。主要有两种方法,一是光学的方法,如:设计光学透镜系统使接收器只对特定范围内的光线敏感,用滤光镜滤除杂光等。二是电路方法,如:采用调制光源并在电路上采用相干检测,通过电路滤波滤除干扰光引起的电信号等。  
    (3)电磁屏蔽。对关键电路单独设置屏蔽层,在此基础上对整体电路进行屏蔽设计。屏蔽设计的关键是使用良好的导电材料,并尽量避免孔洞和缝隙。  
    (4)滤波。一是通过电源滤波降低电源线上串入的干扰,另一方面在信号处理中增加电路滤波以及软件滤波。
    (5)正确设计、安装传感器的连接引线。  
    (6)降低传感器的对外干扰。主要的措施有:屏蔽;降低信号上升或下降的速率;降低时钟频率等。  
    2、可靠性设计。可靠性设计应该考虑的因素有:  
    (1)用有效散热方法使温升降到zui低,高温是电子元件损坏的zui主要原因;  
    (2)尽可能少使用高敏感性元件;  
    (3)使用可靠度高或有质量保证的元件;  
    (4)元件冗余技术。
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