СЕРВИС ПО ВЫБОРУ ДАТЧИКОВ

Руководство к выбору оптических датчиков расстояния по параметрам и цене. Manual to the selection of optical distance sensors by parameters and price.

25.10.2022

Редактор.

Руководство к выбору оптических датчиков расстояния по параметрам и цене.
Manual to the selection of optical distance sensors by parameters and price (english text below).

Обращение к производителям оптических датчиков расстояния:
коллеги, если ваша компания желает внести свои датчики в нашу базу данных, пишите  нам на адрес  vybor-sensor@yandex.ru  


Сервис на нашем сайте  https://www.sesese.org/Home/Catalog предназначен широкому кругу пользователей :
- инженерам-конструкторам электрооборудования,
- инженерам по автоматизации,
- менеджерам по закупу-продаже устройств автоматики,
- специалистам по контролю цен,
- всем, желающим углубить свои познания в автоматике и применении ультразвуковых датчиков.

Наш сервис предлагает выбор оптических датчиков весьма универсального назначения для измерения дистанций до объектов или до оптических отражателей. Большая часть представленных датчиков лазерные. Оптические дальномеры выгодно отличаются от многих датчиков иных принципов действия тем, что одновременно возможны:
-точные бесконтактные измерения линейных перемещений;
-датчик находится на заметном удалении от объекта.


Универсальными датчиками, приведёнными в нашей базе данных, можно решить широкий круг задач автоматизации в отраслях : в промышленности, в сельском хозяйстве, в складском хозяйстве, в навигации транспорта, в быту и т.д.
В нашем сервисе представлено около 1 270 оптических датчиков-дальномеров, которые покрывают рабочие дистанции от нескольких миллиметров до 1,5 km.

Большинство промышленных универсальных оптических датчиков-дальномеров применяются в обычной воздушной среде. Однако, эти датчики могут применяться и в безвоздушном пространстве, и в среде иных газов, если выполняются условия:

- среда между датчиком и объектом  достаточно прозрачна для оптического луча,
- окружающая среда не является чрезмерно агрессивной для поверхностей датчика.

Производители оптических датчиков не указывают необходимую степень прозрачности среды для своих оптических датчиков. Очевидно, что нормировать такой параметр довольно сложно. Поэтому в случаях, когда в среде присутствую туман, пыль, иные препятствия для оптических лучей, можно лишь на практике определить пригодность
того или иного оптического дальномера для конкретных условий.

При наличии в среде значительных тумана, пыли, рыхлых препятствий оптический дальномер не работает,
в этих условиях необходимо пользоваться датчиками иных принципов действия.
Эти обстоятельства следует учитывать инженерам.

Наш сервис предлагает выбор, примерно, из 1270 типов оптических датчиков-дальномеров 10-ти производителей :

- Balluff, Германия                         https://www.balluff.com/ru-ru
- Banner, США                                https://www.bannerengineering.com
- Baumer, Швейцария                    https://www.baumer.com/ch/en
- Benewake, Китай                         http://en.benewake.com

- Contrinex, Швейцария                 https://www.contrinex.com
- ifm electronic, Германия             https://www.ifm.com
- Lanbao, Китай                               https://www.lanbaosensor.com
- Leuze electronic, Германия          https://www.leuze.com                              

- Pepperl+Fuchs, Германия          https://www.pepperl-fuchs.com 
- Sick, Германия                             https://www.sick.com

В нашем сервисе представлены почти все серийные оптические дальномеры вышеназванных производителей, обозначенные на сайтах производителей на период октябрь-ноябрь 2021 года.
Вышеназванными компаниями далеко не исчерпывается перечень компаний-производителей, компаний-продавцов универсальных оптических датчиков в мире.
Однако, имеется такой эффект: если относительно простыми, «традиционными» фотодатчиками (рефлекторными, однолучевыми сквозными и т.д.) занимаются в мире сотни производителей, то фотодатчики-дальномеры производят лишь десятки компаний

в мире. У оптических дальномеров существенно сложнее элементная база.

Рекомендации пользователям нашего сервиса.

1).Рекомендация инженеру.

Перед началом поиска нужного датчика рекомендуется достаточно подробно, достаточно чётко понять физическую задачу, которую потребитель хочет решить при помощи оптического дальномера. «Понять» физическую задачу означает описать задачу численно в тех параметрах, которые поясняются в пунктах «3)» и далее. (Например, желательно чётко представлять в вашей задаче : рабочую дистанцию, точность, быстродействие, требования к габаритам корпуса датчика, в каком виде пользователь хочет получить полезный сигнал на выходе датчика, допустимые температуры окружающей среды, степень герметичности корпуса и т.д.).
Численно описав задачу, пользователь сможет грамотно подобрать датчик и рассмотреть разные по цене варианты.

2).Рекомендация менеджеру, специалисту по закупку, контролёру закупочных цен.

Нашим сервисом можно воспользоваться, чтобы оценить адекватность цены, которую менеджер, к примеру, планирует заплатить за какой-либо оптический дальномер. Для этого менеджеру следует запросить технические параметры датчика-«кандидата» у предполагаемого продавца-«кандидата». Затем, с помощью нашего сервиса менеджеру следует найти несколько, аналогичных по параметрам, датчиков, которые, скорее всего, имеются в нашем сервисе. Найдя датчики-аналоги через наш сервис, менеджер сможет адекватно сравнить цены. Правильнее будет не ограничиваться изучением возможностей лишь одного производителя.
 

3).Начало измерения, конец измерения.
Как правило, производитель обозначает рабочую зону для нормальной работы оптического дальномера : начало измерения … конец измерения. Если объект расположить ближе, чем «начало измерения» (в «мёртвой» зоне), то, почти однозначно, датчик не сможет обнаружить объект и не сможет вычислить расстояние до объекта. Если объект расположить от датчика дальше, чем «конец измерения», то датчик так же не сможет вычислить расстояние объекта.

На дальность обнаружения объекта влияют «оптические характеристики» объекта: насколько хорошо объект способен отражать оптический луч.

4). Объект: произвольный или рефлектор.

Объекты, встречающиеся в промышленности (металл нагретый или холодный, дерево, пластик, бумага, стекло и т.д.) имеют разную отражательную способность.
На отражательную способность объекта влияют: дистанция, цвет, прозрачность, блеск, кривизна поверхности объекта, паразитные внешние засветки. Не исключён вариант, что только на практике удаётся понять реальную отражательную способность конкретного объекта в конкретных производственных условиях.
Произвольный: отражательная способность объекта достаточна, датчик способен измерить дистанцию до «произвольного» объекта при попадании луча на поверхность объекта. Обычно это работает на ближних дистанциях, то есть, от нескольких миллиметров до нескольких метров или нескольких десятков метров в зависимости от типа датчика.
Рефлектор: отражательная способность объекта недостаточна; в этих условиях, чтобы получить достаточно мощный отражённый сигнал от объекта, на объект требуется установить рефлектор. Рефлектор отражает оптический сигнал лучше, чем «произвольный» объект. Без установки рефлектора на объект дальномер не сможет измерить дистанцию до объекта. Обычно это работает на дальних дистанциях, то есть, от нескольких десятков метров до сотен метров или километра.

Рефлектором могут выступать уголковые отражатели стеклянные или пластиковые, плёночные отражатели, тканевые отражатели. Обычно оптические сенсорные компании предлагают целый ассортимент разнообразных отражателей.


5).Разрешение, точность, абсолютная точность, линейность.
Все эти четыре параметра характеризуют точностные возможности датчика-дальномера.
К сожалению, разные производители очень часто по-разному трактуют эти точностные параметры, по-разному их называют. Здесь нет единого стандарта. Для того потребителя, которому крайне важны точностные параметры оптического дальномера, можно порекомендовать лишь такой вариант – численно описав свою техническую задачу, связываться с производителем, чтобы выяснить точность в конкретных условиях.
Однако, в качестве ориентира можно указать следующее.

Разрешение (в миллиметрах) – численный параметр, показывающий наилучшую, предельную точность при стабильных внешних условиях. Другими словами, это то наименьшее перемещение объекта, которое ещё способен обнаружить датчик в своём выходном сигнале в условиях стабильной температуры, стабильной влажности воздуха, отсутствия изменений в отражательной способности объекта, отсутствия изменений в прозрачности среды, при стабильном электропитании. В реальности же влияние этих внешних факторов всегда имеется, поэтому разрешение есть лишь предельный, теоретический параметр.

Точность (в миллиметрах) – численный параметр, показывающий с какой точностью датчик измеряет расстояние до объекта за период 8-часового теста при температуре 23 + 5 °C и при номинальном напряжении питания. Другими словами, это разброс показаний датчика (за вышеуказанное время при вышеназванной температуре), когда действительное расстояние между датчиком и объектом неизменно.

Абсолютная точность (в миллиметрах) - численный параметр, показывающий с какой точностью датчик измеряет расстояние до любого объекта с допустимой отражательной способностью за длительный период при любых температурах, допустимых для датчика.

Линейность (в процентах) – отклонение в процентах от действительной дистанции между датчиком и объектом.
н.д. – «нет данных», означает, что производитель не привёл этот параметр.

Обычно производитель приводит лишь некоторые из перечисленных четырёх точностных параметров.

Пояснения по точностным характеристикам одного из производителей:
https://www.bannerengineering.com.cn/cn/en/company/expert-insights/laser-sensor-specifications-explained.html

6).Принцип измерения дистанции.
Диффузный: расстояние между датчиком и объектом измеряется по мощности сигнала, отражённого объектом и обнаруженного фотоэлементом датчика.

Обычно производители предлагают диффузные датчики для дистанций порядка десятков миллиметров … десятков сантиметров.

TOF: ‘time-of-flight” оптические дальномеры вычисляют дистанцию от датчика до объекта через измерение времени, затраченное оптическим импульсом для достижения объекта и возврат отражённого сигнала назад к датчику. При этом могут использоваться в датчике алгоритмы усреднения измерений, разные у разных производителей.
Обычно производители предлагают TOF датчики для дистанций порядка сантиметров … сотен метров.
Работа датчиков TOF:
https://www.terabee.com/optical-distance-sensors-principles-applications/

Триангуляция: метод измерения дистанции до объекта с помощью вычисления параметров пространственного треугольника, где сторонами треугольника являются излучаемый луч, отражённый луч, засвеченный участок фотоэлемента в датчике.
Обычно производители предлагают триангуляционные датчики для дистанций порядка миллиметров … метров.
Работа триангуляционных датчиков:
https://www.baumer.com/ch/en/service-support/function-principle/functionality-and-technology-of-optical-distance-sensors/a/Know-how_Function_optical-distance-sensors
 

Фазовый: измерение фазового сдвига между излучённым и отражённым сигналами.
Обычно производители предлагают фазовые датчики для дистанций порядка метров … десятков метров.
Работа фазовых датчиков:
https://www.leuze.com.cn/fileadmin/user_upload/downloads/catalogs-and-brochures/PIN_Optical_Distance_Sensors_en_96dpi.pdf

Описания различных оптических методов измерения дистанций: https://opg.optica.org/aop/fulltext.cfm?uri=aop-4-4-441&id=241332

7).Цвет излучения.
Красн. – излучателем является красный светодиод.
ИК       – излучателем является инфракрасный светодиод.
Есть общее правило – инфракрасный луч лучше проходит через незначительные туман, пыль, тонкие рыхлые препятствия, чем луч красного света.

8).Лазер, не лазер.

Лазер      - излучателем является лазерный светодиод.
Не лазер - излучателем является нелазерный источник света.

9).Размер светового пятна на расстоянии.
Производители предлагают дальномеры с большим выбором световых пятен. Как правило, размер объекта должен быть больше, чем световое пятно, создаваемое излучателем датчика. (Но возможны варианты и исключения, которые, правильнее всего, выяснять у производителя датчика.)
0,03 mm; 1mm   и т.д. – форма светового пятна близка к кругу с указанным здесь диаметром; размер светового пятна, примерно, постоянен на всей рабочей дистанции датчика.
0,1mm на 53 mm; 6mm на 100mm   и т.д. – форма светового пятна близка к кругу с указанным здесь диаметром на указанном расстоянии от датчика.
0,07x0,07mm на 65mm; 1x1mm на 100mm  и т.д. – форма светового пятна близка к квадрату с указанным здесь размером на указанном расстоянии от датчика.
0,25x1,5mm на 100mm; 2x4mm на 150mm  и т.д. – форма светового пятна близка к прямоугольнику с указанным здесь размером на указанном расстоянии от датчика.

10).Габариты корпуса, mm.
12x34x20; 30x90x70  и т.д.   - габариты корпусов прямоугольной формы.

M30, L85; M30, L100            - корпуса цилиндрической формы с наружной резьбой "M" и указанной длиной корпуса "L".

11).Регулирующие кнопки или потенциометры на корпусе.
С помощью регулирующих элементов (кнопка, потенциометр), выведенных на корпус датчика и обычно герметизированных, может осуществляться регулировка эксплуатационных характеристик оптического датчика : рабочая дистанция, чувствительность датчика, тип выходного сигнала и т.д. Некоторые датчики не имеют никаких встроенных регулировок. Некоторые датчики регулируются посредством интерфейса: смотрите пункт «17)» ниже.

12).Количество проводов или контактов (на выходе датчика).
Через контакты встроенного разъёма или встроенный кабель осуществляются :
- электропитание,
- вывод полезного сигнала,
- настройка датчика на определённые режимы.

13).Кабель / разъём / клеммы
      (встроенные в датчик).

Разъём M8, разъём M12, 2разъёма М12 и т.д. : общепринятые обозначения часто используемых малогабаритных резьбовых разъёмов.
Клеммы : датчик имеет на выходе встроенные винтовые клеммы для подсоединения внешнего кабеля.
Кабель 0,2m и разъём M8 и аналогичное: датчик имеет встроенный кабель длиной 0,2 m, оканчивающийся разъёмом М8.
Кабель 2m и аналогичное:  датчик имеет встроенный кабель длиной 2 m.

14).Бинарный выход (датчика).
В этом разделе перечисляются общепринятые бинарные выходы, а так же выходы, функционально близкие к бинарным.
Нет : означает, что некоторый конкретный датчик не имеет ни одного бинарного выхода. Датчик может иметь иные типы выходов, названные ниже в разделах «15)», «16)», «17)».
PNP/NPN : у датчика один бинарный выход, который можно настроить как PNP или NPN.
2NPN : у датчика два бинарных выхода NPN.
NPN : у датчика один бинарный выход NPN.
2PNP : у датчика два бинарных выхода PNP.
PNP : у датчика один бинарный выход PNP.

2push-pull : у датчика два бинарных универсальных выхода.
push-pull : у датчика один бинарный универсальный выход.
3PNP : у датчика три бинарных выхода PNP.
push-pull; PNP : у датчика один бинарный универсальный выход и один выход PNP.
3PNP/NPN : у датчика три бинарных выхода, которые можно настроить как PNP или NPN.
3push-pull : у датчика три бинарных универсальных выхода.

4push-pull : у датчика четыре бинарных универсальных выхода.

15).Аналоговый выход токовый.
Нет : означает, что данный конкретный датчик не имеет токового выхода.

4-20 mA : ток на выходе датчика пропорционален расстоянию до объекта.
4-20 / 2-10 mA : ток на выходе датчика пропорционален расстоянию до объекта, выходной ток может быть настроен в двух диапазонах.
0-20 / 4-20 mA : ток на выходе датчика пропорционален расстоянию до объекта выходной ток может быть настроен в двух диапазонах.

16).Аналоговый выход вольтовый.
Нет : означает, что некоторый конкретный датчик не имеет вольтового выхода.
0…10V : напряжение на выходе датчика пропорционально расстоянию до объекта.
0,2…10V : напряжение на выходе датчика пропорционально расстоянию до объекта.
1…10V : напряжение на выходе датчика пропорционально расстоянию до объекта.
0…10 / 0…5 V : напряжение на выходе датчика пропорционально расстоянию до объекта, выходное напряжение может быть настроено в двух диапазонах.

17).Интерфейс.
Нет : означает, что некоторый конкретный датчик не имеет интерфейсов, перечисленных ниже. Однако, для создания полезной информации тот же датчик может иметь на выходе бинарные сигналы или аналоговые сигналы.
teach-in : используется для дистанционной настройки («обучения») датчика через соответствующий контакт разъёма или кабеля. Алгоритм настройки может быть весьма специфичен в зависимости от производителя датчика. Алгоритм настройки может предполагать или может не предполагать применения дополнительного устройства-программатора.
IO-Link : неадресуемый интерфейс для двунаправленной связи между IO-Link датчиком и системой управления (программатором, контроллером, компьютером и т.д.). Интерфейс может использоваться, в зависимости от типа датчика, как для передачи измерительного сигнала от датчика, так и для передачи в датчик сигналов настройки и программирования.
RS 232, RS 485 и прочие цифровые варианты: интерфейсы для связи между датчиком и системой управления. Интерфейс может использоваться, в зависимости от типа датчика, как для передачи измерительного сигнала от датчика, так и для передачи в датчик сигналов настройки и программирования.

18).Напряжение питания (оптических дальномеров).
В нашем сервисе можно выбрать датчики-дальномеры с вариантами напряжений питания в диапазоне, совокупно  3,7 … 36 V DC.


19).Взрывобезопасность.
Нет : означает, что данный датчик не предназначен для работы в какой-либо взрывоопасной зоне. Датчик имеет общемашиностроительное исполнение.

ATEX : означает, что датчиком выполняются нормативно-технические требования взрывобезопасности ATEX. Датчик может работать во взрывоопасной среде, которая соответствует нормам ATEX.

20).Быстродействие: частота переключений, Hz.
Указана частота в герцах : означает максимальную частоту в герцах выходного бинарного сигнала датчика, когда датчик успевает отреагировать на колебания расстояния между датчиком и объектом. Обычно такой параметр приводится производителем для датчика, у которого имеется выходной бинарный сигнал.
н.д. – «нет данных», означает, что производитель не привёл этот параметр.

21).Быстродействие: задержка отклика, ms.
Указана задержка в миллисекундах : означает разницу во времени в миллисекундах между моментом изменения положения объекта и моментом появления измерительного сигнала на выходе датчика. Обычно такой параметр приводится производителем для датчика, у которого имеется аналоговый или цифровой измерительный сигнал на выходе.
н.д. – «нет данных», означает, что производитель не привёл этот параметр.

22).Индикаторы на корпусе.
LED : датчик имеет встроенные точечные индикаторы. Алгоритм свечения индикаторов существенно отличается у разных датчиков разных производителей. Возможные варианты свечения : датчик верно подключён к электропитанию, датчик обнаружил объект, датчик неуверенно обнаружил объект и т.д.
дисплей : датчик имеет встроенные 7-сегментные индикаторы. Обычно на дисплее отображается измеренная датчиком дистанция, отображаются разнообразные сервисные режимы.
нет : индикаторы на корпусе датчика отсутствуют.

н.д. – «нет данных», означает, что производитель не привёл сведений.

23).Защита корпуса (степень герметичности корпуса).
У разных производителей имеются различия в понимании степеней герметичности корпуса. Примерно, следует понимать так.
нет IP – элементы конструкции не защищены от внешних воздействий.
IP5X – корпус защищён от пыли.
IP65 – корпус защищён от падающих под любым углом водных капель.
IP66 – корпус защищён от мелких водных капель (брызг).
IP67 – устройство выдерживает погружение в воду на глубину 1 метр на 30 минут.
IP68 – устройство выдерживает погружение в воду на глубину 1 метр на 24 часа.
IP69K – устройство выдерживает обработку корпуса струями воды определённого давления по определённой цикло-временной методике.
IP67 / IP69K и аналогичные обозначения: разные части корпуса устройства имеют защиты IP67 и IP69K соответственно. Аналогично прочие похожие обозначения.

При выборе датчика для ответственного применения рекомендуется уточнять у конкретного производителя, что производитель гарантирует под конкретным параметром «IP … ».

Пояснения по степеням защиты корпусов одного из производителей: https://www.bannerengineering.com.cn/cn/en/company/expert-insights/ip-ratings.html

24).Рабочие температуры.
Предложены на выбор 29 температурных диапазонов для продолжительной работы оптического датчика расстояния.

25).Теоретическая наработка на отказ, MTTF, лет.
Некоторые производители приводят этот расчётно-теоретический параметр в годах, принятый в англоязычной технической литературе. Параметр не учитывает старение элементов изделия, которое может быть весьма ощутимым, например, при повышении окружающей температуры.
н.д. – «нет данных», означает, что производитель не привёл этот параметр.

26).Масса, g.
Масса изделия в граммах

н.д. – «нет данных», означает, что производитель не привёл этот параметр.

27).Ориентировочная цена euro, без НДС.
Указаны округлённые, ориентировочные цены на большинство изделий. Цены взяты :
- с сайтов производителей, если производитель приводит цены,

- экспертные оценки цены.
Для удобства сравнения цены приведены в одной валюте по примерному курсу валют на октябрь 2021 года.
Приведённую ориентировочную цену не следует считать чьим-либо официальным предложением о покупке.
н.д. – «нет данных», означает, что цену изделия выяснить не удалось.

28).Производитель.
В нашем сервисе приводятся следующие количества изделий названных производителей.

- Balluff                :   36 шт.
- Banner               : 181 шт.
- Baumer              : 177 шт.

- Benewake          :   20 шт.
- Contrinex            :    9 шт.

- ifm electronic      :  35 шт.
- Lanbao               :  12 шт.
- Leuze electronic : 173 шт.

- Pepperl+Fuchs   : 130 шт.
- Sick                     : 492 шт.

 

English.

To manufacturers of optical distance sensors:
colleagues, if your company wishes to add its sensors to our database, please contact us at 
vybor-sensor@yandex.ru  

Service on our website  https://www.sesese.org/Home/Catalog   intended for a wide range of users:
- electrical design engineers
- automation engineers,
- managers for the purchase and sale of automation devices,
- price control specialists,
- to everyone who wants to deepen their knowledge in automation and the use of ultrasonic sensors.
Our service offers a selection of optical sensors for a very versatile application
for measuring distances to objects or to optical reflectors. Most of the presented sensors are laser. Optical distance sensors compare favorably with many sensors of other principles of operation in that it is simultaneously possible:
- accurate non-contact measurements of linear displacements;
- located at a significant distance from the object.

The universal sensors listed in our database can solve a wide range of automation tasks in industries: industrial plants, agriculture, warehousing, transport navigation, households, etc.
Our service includes about 1270 optical distance sensors that cover working distances from a few millimeters to 1.5 km.

Most industrial universal optical sensors are used in normal air. However, these sensors can be used both in airless space and in other gases, if the following conditions are met:
- the medium between the sensor and the object is transparent enough for the optical beam,
- the environment is not excessively aggressive for the sensor surfaces.

Manufacturers of optical sensors do not specify the required degree of transparency of the medium for their optical sensors. Obviously, it is quite difficult to normalize such a parameter. Therefore, in cases where fog, dust, and other obstacles to optical beams are present in the environment, it is possible only in practice to determine the suitability one or another optical sensor for specific conditions.
If there is significant fog, dust, loose obstacles in the environment, the optical range sensor does not work, in these conditions it is necessary to use sensors of other principles of operation.

These circumstances should be taken into account by engineers.

Our service offers a choice of approximately 1 270 types of optical rangefinder sensors from 10 manufacturers:
- Balluff, Germany                   https://www.balluff.com/ru-ru
- Banner, USA                          https://www.bannerengineering.com
- Baumer, Switzerland             https://www.baumer.com/ch/en
- Benewake, China                  http://en.benewake.com
- Contrinex, Switzerland          https://www.contrinex.com
- ifm electronic, Germany       https://www.ifm.com
- Lanbao, China                       https://www.lanbaosensor.com
- Leuze electronic, Germany  https://www.leuze.com
- Pepperl+Fuchs, Germany    https://www.pepperl-fuchs.com
- Sick, Germany                       https://www.sick.com

Our service contains almost all serial optical rangefinders of the above manufacturers, indicated on the manufacturers' websites for the period October-November 2021.

The above companies are far from exhausting the list of manufacturing companies, companies selling universal optical sensors in the world.

However, there is such an effect: if relatively simple, “traditional” photo sensors (reflex, single-beam through, etc.) are produced in the world by hundreds of manufacturers, then only dozens of companies produce distance photo sensors in the world. Optical distance sensors have a much more complicated element base.

Recommendations to users of our service.

1).Recommendation to the engineer.
Before starting the search for the desired sensor, it is recommended to understand in sufficient detail, quite clearly the physical problem that the consumer wants to solve with the help of an optical distance sensor. To "understand" a physical problem means to describe the problem numerically in terms of the parameters explained in paragraphs "3)" and further.
(For example, it is desirable to clearly represent in your task: the working distance, accuracy, speed, requirements for the dimensions of the sensor body, in what form the user wants to receive a useful signal at the sensor output, permissible ambient temperatures, the degree of tightness of the housing, etc.).

Having described the task numerically, the user will be able to correctly select the sensor and consider options that are different in price.

2). Recommendation to the manager, purchasing specialist, purchase price controller.
Our service can be used to assess the adequacy of the price that the manager, for example, plans to pay for any optical sensor. To do this, the manager should request the technical parameters of the “candidate” sensor from the prospective “candidate” seller. Then, with the help of our service, the manager should find several sensors similar in parameters, which, most likely, are available in our service. Having found analogue sensors through our service, the manager will be able to adequately compare prices. It would be more correct not to be limited to studying the capabilities of only one manufacturer.

3).Measurement start, measurement end.

As a rule, the manufacturer designates the working area for the normal operation of the optical distance sensor: the beginning of the measurement ... the end of the measurement. If the object is placed closer than the “beginning of measurement” (in the “dead” zone), then, almost certainly, the sensor will not be able to detect the object and will not be able to calculate the distance to the object. If the object is located farther from the sensor than the "end of measurement", then the sensor will also not be able to calculate the distance of the object.

The detection range of an object is affected by the "optical characteristics" of the object: how well the object is able to reflect the optical beam.

4). Object: any or reflector.
Objects encountered in industry (hot or cold metal, wood, plastic, paper, glass, etc.) have different reflectivity.

The reflectivity of an object is affected by: distance, color, transparency, gloss, curvature of the object's surface, stray external illumination. The option is not ruled out that only in practice it is possible to understand the real reflectivity of a particular object in specific production conditions.

Any: the reflectivity of the object is sufficient, the sensor is able to measure the distance to the "arbitrary" object when the beam hits the surface of the object. This usually works at close range, that is, from a few millimeters to a few meters or several tens of meters depending on the type of sensor.

Reflector: the reflectivity of the object is insufficient; under these conditions, in order to obtain a sufficiently powerful reflected signal from the object, it is required to install a reflector on the object. The reflector reflects the optical signal better than an "arbitrary" object. Without a reflector on the object, the distance sensor will not be able to measure the distance to the object. This usually works at long distances, that is, from a few tens of meters to hundreds of meters or a kilometer.

The reflector can be glass or plastic corner reflectors, film reflectors, fabric reflectors. Typically, optical sensor companies offer a range of different reflectors.

5). Resolution, accuracy, absolute accuracy, linearity.
All these four parameters characterize the accuracy capabilities of the rangefinder sensor. Unfortunately, different manufacturers very often interpret these accuracy parameters in different ways, they call them differently. There is no single standard here. For the consumer to whom the accuracy parameters of the optical distance sensor are extremely important, we can only recommend this option - having numerically described your technical task, contact the manufacturer to find out the accuracy in specific conditions.

However, the following can be used as a guideline.

Resolution (in millimeters) is a numerical parameter that shows the best, ultimate accuracy under stable external conditions. In other words, this is the smallest movement of the object that the sensor is still able to detect in its output signal under conditions of stable temperature, stable humidity, no change in the reflectivity of the object, no change in the transparency of the environment, with a stable power supply. In reality, the influence of these external factors is always present, so the resolution is only a limiting, theoretical parameter.
Accuracy (in millimeters) – a numerical parameter showing with what accuracy the sensor measures the distance to an object during an 8-hour test period at a temperature of 23 + 5 °C and at a nominal supply voltage. In other words, it is the spread of the sensor readings (for the above time at the above temperature) when the actual distance between the sensor and the object is unchanged.

Absolute accuracy (in millimeters) - a numerical parameter showing with what accuracy the sensor measures the distance to any object with acceptable reflectivity over a long period at any temperatures that are acceptable for the sensor.
Linearity (in percent) - deviation in percent from the actual distance between the sensor and the object.

н.д. - “no data”, means that the manufacturer did not provide this parameter.

Typically, the manufacturer provides only some of the four accuracy parameters listed.

Explanations on the accuracy characteristics of one of the manufacturers:
https://www.bannerengineering.com.cn/cn/en/company/expert-insights/laser-sensor-specifications-explained.html

6). The principle of distance measurement.
Diffuse: The distance between the sensor and the object is measured by the signal strength,
reflected by the object and detected by the sensor photocell. Typically, manufacturers offer diffuse sensors for distances of the order of tens of millimeters ... tens of centimeters.
TOF: ‘time-of-flight’ optical sensors calculate the distance from the sensor to an object by measuring the time taken by an optical pulse to reach the object and returning the reflected signal back to the sensor. In this case, measurement averaging algorithms can be used in the sensor, which are different for different manufacturers. Typically, manufacturers offer TOF sensors for distances of the order of centimeters ... hundreds of meters.
Operation of TOF sensors: https://www.terabee.com/optical-distance-sensors-principles-applications/
Triangulation: a method of measuring the distance to an object by calculating the parameters of a spatial triangle, where the sides of the triangle are the emitted beam, the reflected beam, the illuminated area of the photocell in the sensor.
Usually manufacturers offer triangulation sensors for distances of the order of millimeters ... meters.
Operation of triangulation sensors:
https://www.baumer.com/ch/en/service-support/function-principle/functionality-and-technology-of-optical-distance-sensors/a/Know-how_Function_optical-distance-sensors

Phase: Measures the phase shift between transmitted and reflected signals.
Typically, manufacturers offer phase sensors for distances of the order of meters ... tens of meters.
Operation of phase sensors:
https://www.leuze.com.cn/fileadmin/user_upload/downloads/catalogs-and-brochures/PIN_Optical_Distance_Sensors_en_96dpi.pdf
Descriptions of various optical methods for measuring distances:
https://opg.optica.org/aop/fulltext.cfm?uri=aop-4-4-441&id=241332

7).Emitting color.

Red - the emitter is a red LED.
IR -    the emitter is an infrared LED.
There is a general rule - the infrared beam passes through slight fog, dust, thin loose obstacles better than a red light beam.

8).Laser, not laser.
laser -       the emitter is a laser LED.
not laser - the emitter is a non-laser light source.

9).The size of the light spot at a distance.

Manufacturers offer optical sensors with a large selection of light spots. As a rule, the size of the object should be larger than the light spot created by the sensor's emitter. (However, variations and exceptions are possible, which are best checked with the sensor manufacturer.)
0.03mm; 1mm etc. – the shape of the light spot is close to a circle with the diameter indicated here; the size of the light spot is approximately constant over the entire working distance of the sensor.

0.1mm at 53mm; 6mm to 100mm etc. – the shape of the light spot is close to a circle with the diameter specified here at the specified distance from the sensor.
0.07x0.07mm at 65mm; 1x1mm to 100mm etc. – the shape of the light spot is close to a square with the size specified here at the specified distance from the sensor.
0.25x1.5mm at 100mm; 2x4mm to 150mm etc. – the shape of the light spot is close to a rectangle with the size specified here at the specified distance from the sensor.

10).Case dimensions, mm.
12x34x20; 30x90x70 etc. - dimensions of rectangular cases.

M30, L85; M30, L100      - cylindrical bodies with external thread "M" and specified body length "L".

11).Regulating buttons or potentiometers on the housing.
With the help of control elements (button, potentiometer) brought to the sensor housing and usually sealed, the optical sensor performance can be adjusted: working distance, sensor sensitivity, type of output signal, etc. Some sensors do not have any built-in adjustments. Some sensors are interface controlled: see “17)” below.

12). Number of wires or contacts (at the output of the sensor).

Through the contacts of the built-in connector or the built-in cable, the following are carried out:
- power supply,
- useful signal output,
- setting the sensor to certain modes.

13).Cable / connector / terminals
      (embedded in the sensor).
M8 connector, M12 connector, 2x M12 connector, etc. : common designations for commonly used small-sized threaded connectors.
Terminals : the sensor has built-in screw terminals at the output for connecting an external cable.
0.2m cable and M8 connector and similar: the sensor has a built-in 0.2m cable terminated an M8 connector.
2m cable and similar: the sensor has a built-in 2m cable.

14). Binary output (sensor).
This section lists common binary outputs, as well as outputs that are functionally close to binary.
No : means that a particular sensor does not have any binary output. The sensor may have other types of outputs, listed below in sections "15)", "16)", "17)".
PNP/NPN : The sensor has one binary output which can be configured as PNP or NPN.
2NPN : The sensor has two NPN binary outputs.
NPN : The sensor has one NPN binary output.
2PNP : The sensor has two PNP binary outputs.
PNP : The sensor has one PNP binary output.
2push-pull : the sensor has two binary universal outputs.
push-pull : the sensor has one binary universal output.
3PNP : The sensor has three PNP binary outputs.
push-pull; PNP : The sensor has one binary universal output and one PNP output.
3PNP/NPN : The sensor has three binary outputs that can be configured as PNP or NPN.
3push-pull : the sensor has three binary universal outputs.
4push-pull : The sensor has four binary universal outputs.

15).Analog current output.

No : means that this particular sensor has no current output.
4-20 mA : The sensor output current is proportional to the distance to the object.
4-20 / 2-10 mA : the sensor output current is proportional to the distance to the object, the output current can be set in two ranges.
0-20 / 4-20 mA : The sensor output current is proportional to the distance to the object. The output current can be set in two ranges.

16). Analog output is volt.
No : means that some specific sensor has no voltage output.
0…10V : the voltage at the sensor output is proportional to the distance to the object.
0.2…10V : the voltage at the sensor output is proportional to the distance to the object.
1…10V : the voltage at the sensor output is proportional to the distance to the object.
0…10 / 0…5 V : the sensor output voltage is proportional to the distance to the object, the output voltage can be set in two ranges.

17).Interface.
No : means that some particular sensor does not have the interfaces listed below. However, to create useful information, the same sensor can output binary signals or analog signals.

teach-in : used for remote configuration ("learning") of the sensor through the corresponding pin of the connector or cable. The tuning algorithm can be very specific depending on the sensor manufacturer. The setup algorithm may or may not involve the use of an additional programmer device.
IO-Link : non-addressable interface for bi-directional communication between an IO-Link sensor and a control system (programmer, controller, computer, etc.). The interface can be used, depending on the type of sensor, both for transmitting the measurement signal from the sensor and for transmitting configuration and programming signals to the sensor.
RS 232, RS 485 and other digital variants: Interfaces for communication between sensor and control system. The interface can be used, depending on the type of sensor, both for transmitting the measurement signal from the sensor and for transmitting configuration and programming signals to the sensor.

18).Power supply (for optical sensors).
In our service, you can choose optical sensors with supply voltage options in the range of 3.7 ... 36 V DC in total.

19).Explosion proof.
No : Indicates that this sensor is not intended for operation in any hazardous area. The sensor has a general machine design.
ATEX : means that the sensor complies with the ATEX explosion-proof regulations. The sensor can operate in an explosive environment that complies with ATEX regulations.


20).Speed: switching frequency, Hz.
Specified frequency in Hertz : means the maximum frequency in Hertz of the output binary signal of the sensor, when the sensor has time to respond to fluctuations in the distance between the sensor and the object. Typically, this parameter is given by the manufacturer for a sensor that has a binary output signal.

н.д. - “no data”, means that the manufacturer did not provide this parameter.

21).Speed: response delay, ms.

Specified delay in milliseconds : means time difference in milliseconds between the moment the object position changes and the moment the measuring signal appears at the sensor output. Typically, this parameter is given by the manufacturer for a sensor that has an analog or digital measuring signal at the output.
н.д.  - “no data”, means that the manufacturer did not provide this parameter.

22).Indicators on the case.
LED : The sensor has built-in dot indicators. The indicator glow algorithm differs significantly for different sensors from different manufacturers. Possible lighting options: the sensor is correctly connected to the power supply, the sensor has detected an object, the sensor has uncertainly detected an object, etc.
Display : The sensor has built-in 7-segment displays. Usually the display shows the distance measured by the sensor, various service modes are displayed.
No : There are no indicators on the sensor body.
н.д.  - “no data”, means that the manufacturer did not provide information.

23).Protection of the housing (the degree of tightness of the body).
Different manufacturers have differences in understanding the degrees of tightness of the housing. Approximately, it should be understood as follows.
no IP - structural elements are not protected from external influences.
IP5X - housing protected from dust.
IP65 - the case is protected from water drops falling at any angle.
IP66 - the case is protected from small water drops (splashes).
IP67 - the device can withstand immersion in water to a depth of 1 meter for 30 minutes.
IP68 - the device can withstand immersion in water to a depth of 1 meter for 24 hours.
IP69K - the device withstands the treatment of the body with water jets of a certain pressure according to a certain cyclo-time technique.
IP67 / IP69K and similar designations: Different parts of the device body are IP67 and IP69K protected respectively. Similarly, other similar designations.

When choosing a sensor for a responsible application, it is recommended to check with a specific manufacturer what the manufacturer guarantees under a specific “IP …” parameter.

Explanations on the degrees of protection of housings of one of the manufacturers:
https://www.bannerengineering.com.cn/cn/en/company/expert-insights/ip-ratings.html

20).Speed: switching frequency, Hz.
Specified frequency in Hertz : means the maximum frequency in Hertz of the output binary signal of the sensor, when the sensor has time to respond to fluctuations in the distance between the sensor and the object. Typically, this parameter is given by the manufacturer for a sensor that has a binary output signal.
н.д. - “no data”, means that the manufacturer did not provide this parameter.

21).Speed: response delay, ms.

Specified delay in milliseconds : means time difference in milliseconds between the moment the object position changes and the moment the measuring signal appears at the sensor output. Typically, this parameter is given by the manufacturer for a sensor that has an analog or digital measuring signal at the output.
н.д.  - “no data”, means that the manufacturer did not provide this parameter.

22).Indicators on the housing.
LED : The sensor has built-in dot indicators. The indicator glow algorithm differs significantly for different sensors from different manufacturers. Possible lighting options: the sensor is correctly connected to the power supply, the sensor has detected an object, the sensor has uncertainly detected an object, etc.
Display : The sensor has built-in 7-segment displays. Usually the display shows the distance measured by the sensor, various service modes are displayed.
No : There are no indicators on the sensor body.
н.д.  - “no data”, means that the manufacturer did not provide information.

23).Protection of the housing (the degree of tightness of the body).
Different manufacturers have differences in understanding the degrees of tightness of the housing. Approximately, it should be understood as follows.

no IP - structural elements are not protected from external influences.
IP5X – housing protected from dust.
IP65 - the case is protected from water drops falling at any angle.
IP66 - the case is protected from small water drops (splashes).
IP67 - the device can withstand immersion in water to a depth of 1 meter for 30 minutes.
IP68 - the device can withstand immersion in water to a depth of 1 meter for 24 hours.
IP69K - the device withstands the treatment of the body with water jets of a certain pressure according to a certain cyclo-time technique.
IP67 / IP69K and similar designations: Different parts of the device body are IP67 and IP69K protected respectively. Similarly, other similar designations.

When choosing a sensor for a responsible application, it is recommended to check with a specific manufacturer what the manufacturer guarantees under a specific “IP …” parameter.
Explanations on the degrees of protection of housings of one of the manufacturers:
https://www.bannerengineering.com.cn/cn/en/company/expert-insights/ip-ratings.html

24).Working temperatures.
There are 29 temperature ranges to choose from for long-term operation of the optical distance sensor.

25).Theoretical time between failures, MTTF, years.
Some manufacturers give this design and theoretical parameter in years, adopted in the English-language technical literature. The parameter does not take into account the aging of the elements of the product, which can be very noticeable, for example, when the ambient temperature rises.
н.д. - “no data”, means that the manufacturer did not provide this parameter.

26).Mass, g.
Product weight in grams
н.д. - “no data”, means that the manufacturer did not provide this parameter.

27). Estimated price euro, without VAT.
Rounded, indicative prices for most products are indicated. Prices are taken:
- from manufacturers' websites, if the manufacturer quotes prices,

- expert estimates of the price.
For ease of comparison, prices are given in one currency at an approximate exchange rate for October 2021. The indicated indicative price should not be considered as an official purchase offer by anyone.
н.д.  - “no data”, means that the price of the product could not be determined.

28).Manufacturer.
Our service lists the following quantities of products from the named manufacturers.

- Balluff                 :  36 pcs.
- Banner               : 181 pcs.
- Baumer              : 177 pcs.
- Benewake          :   20 pcs.
- Contrinex            :    9 pcs.
- ifm electronic      :   35 pcs.
- Lanbao               :   12 pcs.
- Leuze electronic : 173 pcs.
- Pepperl+Fuchs   : 130 pcs.
- Sick                     : 492 pcs.

Полезные ссылки:

Сайт разработан командой SESESE.org

Копирование материалов сайта возможно только с указанием ссылки на первоисточник.