측정기 선정 시 필요한 용어 해설

설치 상태/설치 모드삼각 측정의 경우

레이저 변위 센서로 대상 물체를 측정하기 위해서는 대상 물체의 반사광을 수광부에서 취득해야 합니다. 삼각 측정 방식의 측정기에서는 반사광을 적절하게 수광할 수 있도록 대상 물체의 표면 상태에 따라 센서 헤드를 기울여 설치합니다.

기준 거리

레이저 변위 센서로 대상 물체를 측정했을 때 측정값이 0이 되는 점입니다.
센서 헤드의 아랫면부터 측정 범위 중심까지의 거리를 나타내는 것이 일반적입니다.

측정 범위

레이저 변위 센서가 대상 물체의 변위량을 측정할 수 있는 범위를 나타냅니다.
기준 거리를 기준으로 ±○○ mm로 표시하는 것이 일반적입니다.

【표기 예】

기준 거리: 30 mm

측정 범위: ±5 mm

상기와 같은 레이저 변위 센서는 그림과 같은 범위에서 대상 물체를 측정할 수 있습니다.

광원

빛을 사용한 비접촉 측정기에서는 투광부에서 대상 물체에 빛을 조사하고 그 반사광을 수광부에서 수광하는 원리를 이용합니다. 광원으로 사용되는 것은 적색 반도체 레이저 및 청색 반도체 레이저, 백색광, SLD 및 녹색 LED 등 다양한 종류를 들 수 있습니다.
어떤 광원을 사용할지는 측정기의 원리에 따라 결정되며, 광원에 맞는 렌즈 및 수광 소자 등을 사용하면 고정도로 측정할 수 있습니다.

스폿 직경

비접촉 측정기에는 일반적으로 2종류의 스폿 직경이 있습니다. 타원 형상의 직경과 소스폿 타입의 직경입니다.
타원 형상의 직경은 타원 내의 평균 높이를 측정하기 때문에 대상 물체의 표면 거칠기 오차로 인한 영향을 잘 받지 않습니다. 하지만 스폿 사이즈가 커지므로 형상 측정 및 작은 부위의 측정에는 적합하지 않습니다.
반면 소스폿 타입의 직경은 스폿이 작기 때문에 형상 측정 및 세밀한 부위의 측정 시 효과를 발휘하지만, 표면 거칠기도 트레이스하기 때문에 타원 형상의 직경에 비해 표면 거칠기 오차로 인한 영향을 받기 쉽습니다.

반복 정도

대상 물체의 정점을 반복 측정했을 때의 편차를 나타냅니다.

직선성

직선성은 측정기의 성능을 나타내는 지표입니다. 이상값과 실제 측정 결과 오차의 최대값을 나타냅니다. 예를 들어 직선성이 ±5 μm인 측정기를 사용하여 대상 물체를 1 mm 이동했을 때, 표시되는 값은 ±5 μm의 오차가 포함될 가능성이 있다는 의미입니다(0.995 mm~1.005 mm).
직선성의 사양은 ±○○％ of F.S.로 규정되며 F.S.는 측정 범위를 나타내고 아래의 예처럼 계산됩니다. 직선성이 작은 측정기일수록 좋은 측정기라고 할 수 있습니다.

예) 직선성: 0.02% of F.S., 측정 범위: ±3 mm(F.S.=6 mm)인 측정기의 경우
[직선성] = 0.02％ × 6 mm = ±1.2 μm

온도 특성

온도 특성은 센서 헤드의 온도가 1도 변했을 때 발생하는 측정값 오차의 최대값을 나타냅니다. 센서 헤드의 내부에서는 렌즈와 CMOS 및 이들을 고정하는 지그가 사용됩니다. 온도가 변하면 이러한 부자재가 팽창, 수축하여 CMOS 상에 결상되는 스폿의 위치가 변하는 것이 오차의 원인입니다.
온도 특성은 ○○％ of F.S./℃로 규정되며 F.S.는 측정 범위를 나타내고 아래의 예처럼 계산됩니다. 온도 특성이 작은 측정기일수록 좋은 측정기라고 할 수 있습니다.

예) 온도 특성: 0.01% of F.S./℃, 측정 범위: ±3 mm(F.S.=6 mm)인 측정기의 경우
[온도 특성] = 0.01%/℃ × 6 mm = 0.6 μm/℃

사용 주위 조도

측정기가 외부의 빛에 영향을 받지 않고 측정할 수 있는 외부 광원의 최대 조도를 나타냅니다.

사용 주위 온도

측정기의 동작을 보증하는 온도 환경입니다.

사용 주위 습도

측정기의 동작을 보증하는 습도 환경입니다.

내진동

측정기에 대한 진동의 영향을 표시한 지표입니다. 기재된 수치로 평가가 이루어졌음을 나타냅니다.
일반적으로 「10~55 Hz 복진폭 1.5 mm X, Y, Z 각 방향 2시간」과 같이 기재되어 있으며 구체적으로는 아래 내용의 테스트가 실시됩니다.
X 방향으로 ±0.75 mm의 진폭을 10~55 Hz의 주파수로 2시간 변화
⇓
Y 방향으로 ±0.75 mm의 진폭을 10~55 Hz의 주파수로 2시간 변화
⇓
Z 방향으로 ±0.75 mm의 진폭을 10~55 Hz의 주파수로 2시간 변화

샘플링 주기/샘플링 속도

측정기가 1초 동안 측정할 수 있는 데이터 점수를 나타냅니다. 샘플링 주기가 100 Hz인 측정기는 1초에 100회 측정을 실시합니다. 샘플링 주기가 빠른 측정기일수록 인라인에서 이동하는 대상 물체를 정확하게 측정할 수 있으며, 단일 시간에 평균화 처리를 많이 실행할 수 있으므로 측정값이 안정화됩니다.

수광 파형

수광 소자에서 수광되는 빛의 모습을 나타낸 것이 수광 파형입니다. 세로축이 빛의 강도, 가로축이 수광 소자상의 위치. 수광 파형의 형상을 확인하면 현재 정확하게 측정하고 있는지 판단할 수 있습니다.

(1)이상적인 수광 파형

안정적으로 측정할 수 있는 수광 파형입니다.

(2)수광 파형의 높이가 낮을 때

충분하게 반사되지 않고 있으므로 측정할 수 없습니다.

(3)수광 파형의 높이가 지나치게 높을 때

포화 상태입니다. 이 경우 측정값의 편차가 커집니다.

(4)수광 파형의 형상이 좌우 대칭이 아닐 때

수지 등을 측정한 경우 레이저 광이 대상 물체에 침투하여 수광 파형이 좌우 대칭을 이루지 않게 됩니다.
이때의 측정값은 참값에서 침투량에 따라 시프트합니다.

(5)수광 파형의 수가 복수일 때

글라스 등 투명한 대상 물체를 측정한 경우 하나 이상의 피크가 발생합니다. 글라스를 측정한 경우, 표면에서의 반사 피크와 뒷면에서의 반사 피크로 총 두 개의 피크가 나타납니다.

광축, 광축 영역

측정기의 투광부에서 조사된 빛의 중심축을 광축이라고 합니다.
광축 영역도는 투광부에서 수광부에 이르는 빛의 경로를 나타내는 그림입니다. 이 영역 내에 지그 등이 들어가면 대상 물체 또는 수광부에 빛이 도달하지 않게 되므로 측정할 수 없게 됩니다.

전원 전압

제품을 구동시키기 위해 필요한 전원의 전압입니다. 24 VDC±10% 사양인 경우 직류 전원에서 전압 24 V 변동량이 ±2.4 V 이내에 들어가는 전원이 필요하게 됩니다.

최대 소비 전류

제품을 구동했을 때 소비하는 전류량입니다. 사용하는 전원은 최대 소비 전류보다 용량이 큰 제품을 선정해야 합니다.