如何选择色标传感器，色标传感器选型时需要注意什么

打开色标传感器的选型手册，都会看到这样一些技术规格参数选项，像什么RGB 单色、三色的光源类型，响应时间、开关频率、JITTER、灰度级别，单点、多点和自动的试教方式，NPN / PNP 、推挽式开关量或者模拟量输出等。那么，面对如此复杂的规格参数，怎样才能选出合适的色标传感器产品呢？任何产品的选型，都一定是从其基本应用需求开始的。而这一点，对于色标传感器来说，自然就是其色标定位检测性能，包括：色标辨识能力；定位测量性能；输出信号的兼容性。

1、色标辨识能力

选择色标传感器，首先要确定的就是被检测物体表面的样式，主要是背景图案的色彩和色标的颜色，如我们前文书所述，不同颜色的光在物体表面的反射特性是有差异的，因此，为了获得较好的色标检测性能，需要依据应用环境中背景和色标的颜色，选用合适的检测光源类型。在实际应用中，考虑到物体（材料）表面图案的多样性，为了方便选型设计和调试维护，并兼顾色标检测性能，使用RGB 三色光源，其实都是不错的选择；或者在遇到比较复杂的彩色图案背景时，还可以选用带有彩色模式的色标传感器，相应的，成本也会略微增加一些。

传感器的色彩辨识能力，除了和光源有关，同时也受其与物体表面间检测距离的影响。

通常，在色标传感器的规格表中，都会有关于其感应距离（如：13mm）和感应距离容差（如：±3mm）的标称值。前者指的是传感器能够达到灵敏度的检测距离；而后者则是检测距离的允许偏差值。有了这两个值，就能够了解到色标传感器的检测距离范围。同时，根据产品样本中关于感应距离的特性曲线，我们还能够了解到在不同检测距离时，传感器所能都达到的检测灵敏度。

我们知道，色标传感器测量和辨识的是物体（表面）色彩的灰度，因此体现其色标检测准确性的一个重要指标，就是“灰度等级”。灰度的通常表示方法是百分比，范围从纯白色的 0％ 到纯黑色的 100％，色标传感器在辨识色彩时，会将其灰度量程等分为若干级，用二进制的位数来表示，例如：KTM 系列的色标传感器具有 20 级的灰度级别，意思就是它的灰度等级共有 220 之多。色标传感器的灰度等级越高，说明其色彩辨识的精度越高，其对弱灰度差（对比度）色标图像的检测能力就越强。

不过，即使传感器自身色标辨识能力再强，在实际设备现场的复杂应用环境中，某些特殊异常情况的出现，还是有可能会影响到色标检测的稳定性，例如：物体（材料）表面褪色造成色标检测的对比度下降、现场粉尘或油渍污染导致反射光强度的减弱...

此时，为了避免类似状况的出现，可以选择使用带有诊断输出（如：IO-Link ）的色标传感器。这样，传感器在工作时，会基于调试设定参数，实时监测当前色标与背景之间的灰度差（对比度），若其低于一定水平，则会通过诊断输出端口向控制系统发出一个报警信号，提醒操作人员对设备现场应用环境采取相应的维护和处置措施，例如：调换物料、清理油污...等，以确保稳定色标检测性能和设备生产质量。

2、定位测量性能

色标检测的最终目的是为了定位，因此在色标传感器选型时也需要重点关注其响应特性。

一个是传感器输出的开关频率，单位是Hz，通俗的说就是每秒钟能够开闭的次数。一般情况下，我们希望这个频率远高于色标出现的频率，因为如果其接近或者低于色标出现的频率，就可能会出现在扫描到色标时传感器来不及响应输出的情况。市面上大部分的色标传感器都能做到 10 kHz 以上的开关频率，有些产品如 SICK 的新款 KTS/KTX 系列，能够达到 50~70 kHz 的开关频率。

另一个重要的特性指标就是响应时间，顾名思义，就是检测到色标（灰度值高于设定阈值）后，开关输出的延时反应时间，通常以μs 为单位。这个值通常会被当作色标检测的补偿量，在控制系统读取色标位置时，用于校准其开关触发的时间戳。

3、信号兼容性

为了能够让设备系统能够正常接收到传感器输出的色标检测信号，还需要在选型时注意控制系统的输入端口类型，并选用信号输出与之兼容的色标传感器产品。色标传感器的信号兼容性，一方面指的是其开关量输出的电压等级，和输出电平的类型（NPN、PNP 或者推挽式输出）；或者有时为了读取测得的灰度值，需要选用带有模拟量输出的产品。这和其他类型光电传感器产品的选型是类似的，应该并不难理解；

另一方面，基于物体（材料）表面背景和色标的灰度反差不同，在产品选型时需要确定传感器的导通方式，即：当背景为浅色、色标为深色时，需要选用暗通（检测到暗色调时输出“1”）型产品；反之，当背景为深色、色标为浅色时，需要选用亮通（检测到明色调时输出“1”）型产品。

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