Wissensbasis

  • Was ist der Unterschied zwischen Messgenauigkeit und Wiederholgenauigkeit?

    Die absolute Messgenauigkeit wird mit ±2σ angegeben (siehe Messgenauigkeit). Diese Genauigkeit umfasst auch Distanzfehler aufgrund von Temperaturänderungen oder Linearitätsfehler.
    Im Gegensatz dazu, gilt die Wiederholgenauigkeit gilt nur für stabile Messbedingungen, wie gleiche Distanz, identisches Messziel, usw. (siehe Wiederholgenauigkeit).

    Kann auf bewegte Objekte gemessen werden?

    Die Dimetix Sensoren können auf bewegte Objekte messen. Die maximale Objekt-Geschwindigkeit ohne Messfehler ist dabei von nachfolgenden Faktoren abhängig:

    • Messbedingungen (Lichtverhältnisse, Umgebungslicht)
    • Objekt- / Messoberflächen-Beschaffenheit
    • Sensor-Spezifikation Messgeschwindigkeit / Messrate (siehe Produkte)

    Grundsätzlich kann bei höheren Messraten auch bei höheren Objekt-Geschwindigkeiten gemessen warden. Zu beachten ist an dieser Stelle, dass über die Messzeit einer einzelnen Messung jeweils ein Mittelwert der Objektdistanz gebildet wird.

    Wodurch wird die Messrate beeinflusst?

    Die Messrate der Sensoren wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst. In erster Linie hat die Signalstärke des reflektierten Lasers einen entscheidenden Einfluss auf die Messrate. Auf helle Messoberflächen (z.B. weiss) mit entsprechend gutem Reflexionsgrad benötigt eine Messung weniger Zeit als auf eine dunkle Oberfläche (z.B. schwarz) mit tiefem Reflexionsgrad.

    Nachfolgend weitere Faktoren die die Messrate / Messgeschwindigkeit positiv beeinflussen können:

    • Beschaffenheit der Messoberfläche (z.B. matt, fein strukturiert, eben)
    • Kein / wenig Hintergrundlicht / Fremdlicht (z.B. Sonne, Scheinwerfer)
    • Reduzierung der Messdistanz
    • Sensor-Konfiguration

    Wie ist die Messgenauigkeit definiert?

    Wie ist die Messgenauigkeit definiert?

    Die Messgenauigkeit der Dimetix Sensoren wird mit einer statistischen Sicherheit von 95.4% spezifiziert (korrespondiert zu ISO 1938-2015). Das ist gleichbedeutend mit ±2σ oder ±2 mal die Standardabweichung σ (siehe Abbildung).

    Folgende Distanzfehler sind in dieser Messgenauigkeit ebenfalls berücksichtigt:

    • Distanzfehler durch Temperatureinfüsse (Sensor-Temperatur)
    • Linearitätsfehler

    Zu beachten ist, dass die Sensoren keine Kompensation der Luftfeuchtigkeit, des Luftdrucks und der Lufttemperatur integriert haben. Falls diese Umgebungsbedingungen stark von 60% relativer Feuchtigkeit, 953mbar Luftdruck und 20°C Lufttemperatur abweichen, kann bei weiten Distanzmessungen (>150m) die Genauigkeit beeinflusst warden. Der Einfluss dieser Umgebungsbedingungen ist in H. Kahmen: “Angewandte Geodäsie Vermessungskunde”, 20. Auflage (2005) beschrieben.

    Wie ist die Wiederholgenauigkeit / Reproduzierbarkeit definiert?

    Wie ist die Wiederholgenauigkeit / Reproduzierbarkeit definiert?

    Die Wiederholgenauigkeit wird erreicht, wenn mehrmals die gleiche Distanz unter gleichen Messbedingungen während eines kurzen Zeitintervalls angefahren wird.
    Als stabile Messbedingungen gelten zum Beispiel:

    • Gleiche Distanz
    • Identisches Messziel
    • Gleiche Temperaturbedingungen
  • Wie kann die Sensor Firmware aktualisiert werden?

    Wie kann die Sensor Firmware aktualisiert werden?

    Die Dimetix Laser Distanzsensoren können über die USB oder auch RS-232 Schnittstelle aktualisiert werden. Die Update-Anleitung kann unter nachfolgendem Link bezogen werden: Firmware Update.

    Die nötigen Firmware Download Dateien müssen über Dimetix angefragt werden. Damit ist sichergestellt, dass keine Aufwände durch unnötiges Updaten entstehen.

    Wie muss der Sensor gereinigt werden?

    Die Laser Distanz Sensoren sind nahezu wartungsfrei. Folgende Checkliste hinsichlich der Wartung sollte jedoch zyklisch überprüft und wenn nötig entsprechend gehandelt werden:

    1. Sensoroptik auf Verschmutzung prüfen → Laseraustrittsglas und Empfangslinsewenn nötig vorsichtig reinigen (nur mit für die Reinigung von Optikinstrumente geeigneten Hilfsmittel
    2. Druckausgleichsfilter überprüfen → Filter muss frei sein (kein Wasser, Dreck, etc. auf Filter)
    3. Genereller Sensorzustand prüfen → Sensor darf keine Beschädigung aufweisen, muss korrekt verschlossen sein und sollte grundsätzlich sauber sein

    Hinweis: Eine stark verschmutzte Sensoroptik kann die Messperformance (Genauigkeit, Geschwindigkeit) negativ beeinflussen oder zu Messfehlern führen.

  • Wann wird eine Terminierung bei RS-422 / RS-485 oder SSI Schnittstellen empfohlen?

    Eine saubere Terminierung der Datenleitungen wird in jedem Fall empfohlen. Für sehr kurze Datenleitungen und Datenraten bis ca. 200kBit/s ist eine Terminierung jedoch nicht zwingend notwenig. Es sind die Spezifikationen des Technical Reference Manual zu beachten, siehe Downloads.

    Was muss bei den Anschlusskabeln beachtet werden?

    Bei der Auswahl des Sensor-Anschlusskabels sind folgende Punkte zu beachten:

    • Leitungsquerschnitt gemäss max. Sensorstrom auslegen
    • Leitungswiderstand bei langen Kabeln berücksichtigen (Achtung Spannungsabfall durch Kabel)
    • Kabelanforderungen gemäss Spezifikationen umsetzen z.B. Geschirmtes Twisted-Pair Kabel für RS-422 / RS-422 oder SSI-Schnittstellen. Spezifikationen gemäss Technical Reference Manual, siehe Downloads.

    Wie lange kann das RS-232 Datenkabel sein?

    Die RS-232 Schnittstelle ist nicht für lange Datenkabel konzipiert (keine differentiellen Signale). Die Kabellänge ist in erster Linie von der Datenrate abhängig. Nachfolgend sind einige Richtwerte aufgeführt:

    • 9’600 Baud  → bis 52m
    • 19’200 Baud → bis 15m
    • 115’200 Baud → bis 2m

    Die maximale Kabellänge wird auch durch weitere Faktoren positiv / negativ beeinflusst:

    • Qualität des Kabels (Schirmung, Leiterwiderstand, etc.)
    • Umgebungsbedingungen (Störquellen wie Motoren, etc.)

    Wie lange kann das RS-422 / RS-485 or SSI Datenkabel sein?

    Bei RS-422 / RS-485 und SSI handelt es sich um differentielle serielle Datenschnittstellen konzipiert für lange Datenkabel. Die Kabellänge ist von der Kabelqualität und Datenrate abhängig.
    Nachfolgend einige Richtwerte für RS-422 / RS-485:

    • 19’200 Baud → bis 1000m
    • 115’200 Baud → bis 500m

    Nachfolgend einige Richtwerte für SSI:

    • ≤100kBit/s → bis 1000m
    • ≤500kBit/s → bis 200m
    • ≤1000kBit/s → bis 100m

    Kabeltyp und Terminierung:

    • Geschirmtes Twisted-Pair Kabel verwenden
    • Terminierung gemäss Wellenwiderstand des Kabels (typ. 100…150 Ω)

    Die Kabellänge wird auch durch weitere Faktoren positiv / negativ beeinflusst:

    • Qualität des Kabels (Schirmung, Leiterquerschnitt, Leiterwiderstand, etc.)
    • Umgebungsbedingungen (Störquellen wie Motoren, etc.)

    Weitere Details im Technical Reference Manual, siehe Downloads.

    Wo sind FAQ’s für Industrial Ethernet Schnittstelle zu finden?

    Die FAQ’s für die Industrial Ethernet Schnittstellen werden jeweils im dazugehörigen Technical Reference Manual ergänzt (siehe Downloads).

  • Was ist bei glänzenden Messoberflächen zu beachten?

    Das Messen auf stark glänzende Messoberflächen ist zu vermeiden. Starke Signalschwankungen und unerwünschte Reflexionen können die Messgenauigkeit negativ beeinflussen, Messfehler verursachen oder unter Umständen den Sensor beschädigen.

    Falls glänzende Messoberflächen nicht zu vermeiden sind, sollten folgende Empfehlungen berücksichtigt werden:

    • Nicht senkrecht auf die stark glänzende Messoberfläche messen
    • Optisches Filter / Dämpfung (vor Sensoroptik) zur Signalabschwächung verwenden

    Was ist eine optimale Messoberfläche?

    Eine optimale Messoberfläche weist folgende Eigenschaften auf:

    • Eben, fein und nicht porös
    • Diffus reflektierend (nicht glänzend / spiegelnd)
    • Hell und stabil / vibrationsarm
    • Grösser als der Laserspot

    Das Thema kann in zwei Anwendungsfälle gegliedert werden:

    1. Natürliche Messoberflächen: Keine / Geringe Einflussnahme auf Messoberfläche.
    2. Wählbare Messoberfläche:
      • Kurze Reichweiten → Weiss-matte Oberfläche (z.B. weiss-matt gespritzte Tafel, als günstige Lösung), oder Dimetix orange Zieltafel für mehr Performance (siehe Zubehör)
      • Weite Reichweiten → Dimetix orange Zieltafel (siehe Zubehör)

    Der mögliche Messbereich der Sensoren ist gemäss Spezifikationen zu prüfen (siehe Produkte).

    Welche optischen Störquellen können die Sensoren beeinflussen?

    Die Sensoren arbeiten im Wellenlängen-Bereich von 620…690nm (entspricht rotem Licht im sichtbaren elektromagnetischen Spektrum). Das heisst, alle optischen Lichtquellen im gleichen Farbbereich können als potentielle Störquellen wirken.

    Mögliche Störquellen, die es zu beseitigen / minimieren gibt:

    • Andere optische Sensoren im gleichen Wellenlängen-Bereich
    • Drehlichter / Blinklichter / Blitzlichter
    • Sonnenlicht

    Mögliche Ansätze zur Störquellen-Minimierung:

    • Sensor räumlich von anderen Sensoren im gleichen Spektrum trennen
    • Sensoren mit Gehäuse / Blenden abschirmen

    Wie gross ist der Laserspot?

    Wie gross ist der Laserspot?

    Der Laser befindet sich mit 650 nm im Bereich des roten Spektrums. Der Laserspot wird typischerweise grösser in Abhängigkeit der Vergrösserung der Messdistanz. Der Laserspot hat die Form einer Ellipse.

    Weitere Details im Technical Reference Manual unter Spezifikationen (siehe Downloads).

    Wie ist der Remissionsgrad definiert?

    Wie ist der Remissionsgrad definiert?

    Der Remissionsgrad ist definiert durch das Verhältnis der remittierten Leuchtdichte einer Oberfläche in Messrichtung zur Leuchtidchte einer Oberfläche in Referenzweiss. Als Referenzweiss wird eine ideal weisse und matte Oberfläche benutzt.

    Auf dem Bild sind einige Referenzwerte mit verschiedenen Mess-Charakteristiken gegenüber der Distanz abgebildet. Aus diesen Werten kann dann das passende Ziel für die gewünschte Messdistanz bestimmt werden.

    Wie muss die orange Reflexions-Zieltafel montiert werden?

    Wie muss die orange Reflexions-Zieltafel montiert werden?

    Bei der Montage der orangen Reflexions-Zieltafel oder Reflexions-Folie müssen die nachfolgenden Punkte, für einen problemlosen Betrieb, beachtet werden:

    • Nur Reflexions-Zieltafel von Dimetix verwenden (siehe Zubehör)
    • Reflexions-Zieltafel mit einem Winkel von 1-2° montieren (siehe Abbildung)
    • Reflexions-Zieltafel nicht zerkratzen
    • Streulicht darf nicht in Sensor-Optik reflektiert werden
    • Gesamter Laserspot muss auf Reflexions-Zieltafel passen (Spotgrösse abhängig Messdistanz)

    Wird die Messung durch Staub beeinflusst?

    Der Einfluss von Staub auf die Distanzmessung ist von der Staubdichte respektive der Staubmenge abhängig. Falls ein grosser Teil des Laserlichts von Staubpartikel reflektiert wird, kann dies zu Messfehlern führen. Solch eine problematische Messumgebung mit viel Staub findet man beispielsweise nur in einem Zement-Silo vor.

    Auf welche Oberflächen kann gemessen werden?

    Es kann auf alle opaken Materialien gemessen werden, wenn diese keine spiegelnde Oberfläche besitzen. Transparente Oberflächen können nicht zuverlässig gemessen warden.

    Kann durch Glas gemessen werden?

    Kann durch Glas gemessen werden?

    Das Messen durch Glas wir aufgrund von Signalverlusten und unerwünschten Reflexionen, welche die Messgenauigkeit negativ beeinflussen können, nicht empfohlen.

    Falls dennoch aufgrund einer spezifischen Anwendung nicht auf ein Glas verzichtet werden kann, sind folgende Punkte zu beachten:

    • Verwenden von entspiegeltem Glas (Reduziert Signalverluste und Reflexionen)
    • Glas mit einem min. Verkippungswinkel von 5° (zur Sensor-Front) einbauen
    • Glas jederzeitig verschmutzungsfrei halten

    Ist das Laserlicht augensicher?

    Die Dimetix Sensoren gehören zur Laserklasse 2. Sensoren dieser Laserklasse besitzen einen sichtbaren Laser mit einer Laserleistung kleiner als 1mW (<1mW).

    Es gilt zu beachten, dass im Normalfall, wenn helles Laserlicht in die Augen trifft, die Augen reflexartig geschlossen werden. Dieser Reflex schützt im Allgemeinen vor einer Beschädigung der Augen durch Produkte der Laserklasse 2.

    Wenn man für eine lange Zeitperiode direkt in den Laserstrahl schaut, ist eine Schädigung des Auges jedoch möglich. Niemals mit einem Fernrohr in den Laserstrahl schauen.