HOME 技術情報 変位センサまるわかりガイド
変位センサとは？
レーザ変位センサの特徴
レーザ変位センサで出来ること
どんな種類があるの？
どうやって選べばいいの？
これだけは知っておきたい基本用語

 
変位センサとは？
ミクロン単位でワークの高さや厚み・距離を測定するセンサ。光学式（レーザ）・接触式・渦電流式・超音波式があります。
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レーザ変位センサの特徴
非接触で測定ができる
長距離測定が可能
微小物体も測定できる
高速・高精度測定
ほとんどの物体を測定可能
油やホコリなど光学系の汚れに弱い
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レーザ変位センサで出来ること
段差測定
厚み測定
高さ測定
反り測定
ループ制御
歪み測定
位置決め
振れ計測
など
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どんな種類があるの？
拡散反射方式（三角測距）
投光ビームを測定面に対して垂直に投光し、反射光のなかの拡散反射光を受光する方式で、測定範囲を広くとることができます。ただし、拡散反射がほとんどない透明体や鏡面体の測定には不向きです。
● 正反射方式
投光角と受光角が約17.5°になるように角度をつけて光学系が配置されており、反射光の正反射成分を受光する方式で、主に透明体や鏡面体の測定に用いられます。測定範囲が拡散反射方式に比べて短くなってしまうのが欠点ですが、短くなった分、繰返精度や精度は高くなります。
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どうやって選べばいいの？
オプテックス・エフエーでは、お客様の要求精度やワーク、設置場所などに応じて、5つの変位センサラインアップをご用意しています。
  CD1シリーズ CD3シリーズ CD33シリーズ CD4シリーズ CD5シリーズ
投光光源は？ クラス2レーザ クラス2レーザ クラス2レーザ クラス2レーザ
（CD4-Lはクラス1）		 クラス2レーザ
（CD5-Lはクラス1/
CD5-W2000は
クラス3R）
受光素子は？ PSD PSD C-MOSリニア
イメージセンサ		 C-MOSリニア
イメージセンサ		 C-MOSリニア
イメージセンサ
構造は？ アンプ内蔵 アンプ内蔵 アンプ内蔵 アンプ分離 アンプ分離
リニアリティは？ ±2〜5％F.S. ±1％F.S. ±0.1％F.S. ±0.1％F.S. ±0.05％F.S.〜
±0.1％F.S.
サンプリング周期は？ 100ms/10ms/1ms
切換式		 1ms 500μs 0.1ms 100〜3200μs
（6段切換）

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これだけは知っておきたい基本用語
アナログ出力 フルスケールの範囲で距離と直線的に変化します。種類は、電圧出力、電流出力、デジタル出力があり、電圧出力は、±4V、±5V、±10Vなどがあります。一般的に電流出力は4−20mAを指します。 温度特性 ±0.08％FS/℃というように表現されます。50±10mmの変位センサの場合、20mm×0.0008＝16μmとなり、１℃変化するごとに最大±16μmアナログ出力が変化すると読みます。
フルスケール（FS） 変位センサの測定範囲のことで、例えば50±10mmの変位センサならフルスケールは20mmとなり、フルスケールとアナログ出力の関係は下記のようになります。
 繰返精度（分解能） アナログ出力のスペックの１つとして使われています。変位センサの繰返精度というと、“ワークを静止させたときのアナログ出力のばたつきのPeak to Peakの距離換算値”ということです。
リニアリティ（直線性） 本来は単に“直線性”という意味ですが、変位センサのリニアリティというと業界では、測定範囲内の下記の計算結果の最大値を指します。
実際の距離 − アナログ出力の距離換算値
フルスケール
つまり実際の距離との誤差を表す値ですが、“精度”を表すともいえます。
50±10mmの変位センサで、±0.1%FSのリニアリティの製品は、（10mm×2）×0.001＝0.02mmということになり、実際の距離との誤差は最大±0.02mmということになります。
 応答時間 物体の変位や幅がステップ上に変化したときのリニア出力のことをさします。
アナログ出力では10〜90％まで変化するために要した時間を「応答時間」で表現します。
「応答時間」と「繰返精度（分解能）」 一般に「変位」「応答時間」「繰返精度」は下図のように相関します。
変位を正確に測定したいときは応答時間の設定を遅くします。（このとき応答性は低下します）
変位を正確に測定したいときは応答時間の設定を遅くします。（このとき応答性は低下します）
 オフセット アナログ出力を矢印の方向に調整する機能です。
スパン調整 アナログ出力の傾きを調整する機能です。