光譜共焦傳感器的外部觸發(fā)掃描的實現原理和方法
新技術,新可能
使用光譜共焦測量技術,可以得到超高分辨率。納米級分辨率源于上述經過特殊處理得到的加長光譜范圍。由于采用檢測焦點的顏色,得到距離信息,光譜共焦傳感器以采用非常小的測量光斑,從而允許測量非常小的被測物體。這也意味著,即使被測表面有非常輕微的劃痕,也逃不過光譜共焦傳感器的眼睛。
由于光譜共焦傳感器的光路非常緊湊和集中,使其非常適合測量鉆孔結構。而其他測量方式,如激光三角反射式測量,對于小孔往往無能為力,因為小孔形成的陰影會遮擋反射光的光路,無法進行測量。針對這種小孔測量任務,
另一種非常適合光譜共焦傳感器的應用是測量多層透明材料的厚度。與其他測量方法不同,光譜共焦傳感器在測量這種物體時,僅需要一支探頭就可以完成測量。測量被測物體前端面和后端面的反射光,從而得到層厚信息。由于測量只使用白光,無需額外附加激光安全措施。由于探頭本身不含有任何電路,傳感器探頭還可以被用于有防爆要求的環(huán)境或者有電磁干擾要求的環(huán)境。而控制器可以被放置于安全距離以外。允許長50m的光纖連接探頭和控制器。但是,需要禁止在光路上存在遮擋物或小顆粒,這會影響測量精度,甚至使測量變得不可完成。由于采用的是光學測量方法,探頭到被測物體的距離也有一定限制。
那么該如何實現光譜共焦傳感器的外部觸發(fā)及掃描呢,下面三點給出解決方法。
1、光譜共焦傳感器外部掃描
CCS-100傳感器有一個重要的特性,實際上它是一個點傳感器,換句話說,在給定時刻傳感器測量的是一個位于其光軸上的單點。為了得到一個曲線,或者測量整個表面,必須用一些外部掃描設備做輔助,沿著一個軸或者兩個軸掃面樣品。一般情況掃描設備是機動的;在一些情況下它還包含編碼器來確定任意時刻樣品的位置。
在一些應用中傳感器和外部掃描設備的同步性是一個重要的問題。CCS-100可能同時作為“從”和“主”。
2、光譜共焦傳感器同步傳感器與其他設備
通常需要同步傳感器與一個外加設備,比如一個編碼器,運動控制器或者一個能表明在傳送帶上運動物體路徑的光電管。
? 當與傳感器同步的外部設備是一個數字編碼時,這個任務就很簡單,因為它是由CCS-100自動進行同步的。
對于其他類型的我設備(模擬編碼器,運動控制器)的同步可以通過同步信號和觸發(fā)模式實現。CCS-100與其他設備同步可以作為“master”(用“Sync out”TTL信號),也可以作為“Slave”(用“Sync in”TTL信號),或者混合模式(兩種類型都用)。
觸發(fā)模式傳感器對Sync in信號上升或下降沿做出響應的方式。所有觸發(fā)模式共同特點是傳感器停止測量并且等待Sync in”接口上的“active”邊沿。觸發(fā)模式可以在“CCS manager軟件”的“Trigger”界面中啟用和禁用,可以通過DLL或底層指令命令。默認情況下,所有的觸發(fā)模式是關閉的,傳感器啟動后立即沒有中斷的傳送數據。當觸發(fā)模式未被啟用時,“Sync in”信號的上升和下降邊沿就被忽略。
3、光譜共焦傳感器Start觸發(fā)模式
簡單的觸發(fā)模式就是“Start on edge”.它是通過發(fā)送“$TRG”命令啟動的,從命令終端或CCS Manager程序觸發(fā)頁面都可以啟動。
接到命令后,傳感器就等待觸發(fā)信號。當在Sync in輸入端檢測到啟動(上升或者下降)沿時,測量就開始了,重復可靠性(抖動)小于1μs.
當接收到個“Sync in”脈沖時,傳感去就會推出Start on edge觸發(fā)模式并且恢復正常運轉。接下來的Sync in脈沖就簡單的忽略了。
光譜共焦傳感器這個觸發(fā)模式一個典型的應用就是在一個樣品2D掃描中啟動連續(xù)的線掃:穩(wěn)定的重復性保證了在開始連續(xù)掃描線上沒有抖動。
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