非接触式光学倾斜传感器对比传统型号准直仪，日本Katsura倾角传感器系列提供多款高速型/超广角型倾角传感器

日本KATSURA Opto是一家以先进光学测量技术为专长的研发制造企业。其推出的倾斜传感器产品系列齐全，包括超小型、一体型、带显示屏型、高速型、超广角型、三轴变位倾斜型及多轴传感器等多种类型，共有十余款标准型号，并可提供灵活的定制方案，能够覆盖从消费电子、汽车制造到航空航天、精密机械等各行业的多元化测量需求。这些产品均采用先进的自动准直技术、三角测量技术或多种技术融合的方案，在确保测量精度的前提下，实现了小型化、高速化和高集成度的设计突破，为工业自动化和精密检测等领域提供了高效、稳定的测量工具。

本文介绍KATSURA Opto领先的激光自准直仪全系列产品。我们提供从外形尺寸仅为38×42×18mm的超小型TM系列、一体型ST系列、采样频率10000次/秒的高速AT系列到测定范围为±5度到±15度的超广角WT系列等十余款标准型号，覆盖倾角传感器的广泛需求。产品基于先进的激光自准直仪原理，融合三角测量技术，实现高精度、高速的非接触式光学倾斜传感器测量解决方案。

1. 一体型倾斜传感器系列：ST-3100(小型Type)/ST-3200(广角Type)

一体型光学倾斜传感器系列（ST 系列）采用 “传感器与处理器一体” 的设计方案，无需额外配备控制单元，简化了系统集成流程，同时兼顾了高速测定与紧凑尺寸的双重优势，是工业自动化场景的理想选择。

（1）一体化设计，安装便捷：传感器与信号处理单元高度集成，无需复杂的接线与组装，可直接装入装置或治具中，大幅缩短了设备调试周期，降低了系统集成成本。

（2）高速测定性能：两款型号的输出更新率均达到1600次/秒，能够快速捕捉被测物的倾斜变化，适用于动态测量场景或高速生产线的实时检测需求。

（3）差异化测量范围：ST-3100（小型Type）聚焦常规角度范围测量，ST-3200（广角Type）则实现±5度的超大倾斜测量范围，满足不同场景下的角度检测需求。

*1：ST-3100为标准样品在静止状态下测定16次的平均离散偏差(6σ)，ST-3200为标准样品在W.D.65mm位置、静止状态下测得值的离散偏差(6σ)。

*2：基于标准样品在 W.D.140mm 位置的测定数据。

*3：光斑直径采用1/e²宽度标准，刚射出传感器时为Φ1mm。

左图：ST-3100；右图：ST-3200

2.KATSURA Opto激光自准直仪与传统自准直仪的关键对比

市面上传统自准直仪是基于目视或CCD成像，通过测量反射十字像的偏移量计算角度（α=Δx/2f）。Katsura 激光自准直仪：采用激光三角法+自准直原理融合，通过位置敏感探测器（PSD）或CMOS/CCD阵列实时捕捉光斑位移，结合高速DSP算法输出数字角度值。

Katsura的激光自准直仪牺牲了部分极限静态精度（如Nikon可达±0.1″），但换取了工业级的鲁棒性、速度和集成便利性，更适合现代智能制造需求。

3. 超小型倾斜传感器系列：TM-2070和TM-2090

作为KATSURA Opto的标杆产品之一，超小型光学倾斜传感器系列（TM系列）以“世界最小级、轻量紧凑”为核心亮点，同时具备高灵敏度、操作简便等优势，重新定义了小型化倾斜测量设备的技术标准。

（1）极致小型化设计：产品外形尺寸仅为W38×D42×H18mm（去除突起部），重量轻、体积小，可轻松集成到空间受限的小型装置、精密治具或电子设备中，无需占用大量安装空间，极大提升了设备设计的灵活性。

（2）超高灵敏度：TM-2070和TM-2090可对反射率0.5%以上的光学平面进行精准测定，而TM-2070-C001 更是将灵敏度提升至反射率0.005%以上，即使是低反射率的被测物，也能实现稳定测量，拓宽了产品的适用范围。

（3）稳定可靠的测量性能：倾角传感器采用650±10nm波长的光源，输出更新率达60次/秒，具备优良的重复性和线性度，可长期稳定运行，满足工业场景下的连续测量需求。

*1：测定范围为圆形范围。

*2：重复性指标基于Katsura标准样品在W.D.50mm位置、静止状态下的测定结果(6σ)，且Camera亮度(PK)设置为180。该指标反映了传感器在相同条件下多次测量结果的一致性，数值越小，测量稳定性越高。

*3：线性度表示测量结果相对理想直线的误差，基于标准样品在W.D.50mm位置的测定数据。需注意，该误差可能因被测物的材质、表面状态等因素发生变化，实际使用时建议对特定被测物进行校准。

*4：光斑直径（Φ1mm）指刚射出传感器时的光束直径，采用1/e²宽度标准（即光强降至峰值1/e²时的光束宽度）。

*5：光斑直径为W.D.50mm处的测量值（Φ0.5mm），更细的光斑直径有助于提升对微小区域的测量精度，适用于高精度微小构件的倾斜检测。

4. 定制化小型倾斜传感器：RA-XXXX 系列

RA-XXXX 系列是KATSURA Opto针对客户特殊测量需求推出的定制化小型非接触式光学倾斜传感器，以“高度灵活的定制化能力” 为核心优势，可根据被测物特性、测量环境等因素优化产品参数，满足个性化测量需求。

（1）多波长光源可选：非接触式光学倾斜传感器支持从蓝光波长到红外波长的灵活选择，不同波长的光源适用于不同材质、不同透光性的被测物，例如红外光可透过部分非金属材料，蓝光则具备更高的测量精度，适用于高精度检测场景。

（2）光斑直径最适化：光斑直径可在Φ0.5~Φ8mm范围内根据需求变更，极细光斑(Φ0.5mm)适用于微小区域测量，较粗光斑(Φ8mm)则适用于大面积被测物或表面不平整的被测物，提升测量稳定性

*1：根据搭载波长等，型号会发生变化，详情请咨询。

*2：光斑直径也可以变更(Φ0.5～Φ8mm)。光斑直径、感光灵敏度的最适化在出厂时进行。

5. 附屏型倾斜传感器：KT-1530

KT-1530附屏型倾斜传感器是一款专为现场手动操作设计的产品，以“可视化操作、便携易用”为核心亮点，将测量功能与显示功能集成一体，无需连接电脑即可完成测量，极大提升了现场操作的便利性。

（1）搭载可视化屏幕，目视确认：内置专用显示屏幕，测量结果可实时显示，操作人员无需依赖外部设备，即可直观读取倾斜数据，方便现场快速判断。

（2）光斑直径可选，适配不同场景：光斑直径可从Φ1mm、1.5mm、3mm、4mm、5mm、6mm、6.5mm、8mm中选择，可根据被测物的尺寸和表面状态灵活调整，提升测量适用性。

*：可从Φ1，1.5，3，4，5，6，6.5，8mm中选择

6. 高速倾斜传感器：AT-2060

AT-2060高速倾斜传感器是Katsura针对动态测量场景研发的旗舰产品，以“10K采样率”,“高精度”,“模拟数据输出”为核心优势，倾角传感器能够快速捕捉被测物的瞬时倾斜变化，为高速生产线、动态过程监控等场景提供精准的测量支持。

（1）超高速测定性能：倾角传感器采样率达到10,000次/秒，是常规传感器的数十倍，能够实时捕捉被测物的动态倾斜变化，即使是高速运动的物体，也能精准记录其倾斜轨迹。

（2）卓越的测量精度：非接触式光学倾斜传感器重复性低至0.024分，线性度为满量程的±0.17%，在高速测量的同时，确保了测量结果的准确性和稳定性，适用于高精度动态检测场景。

*：基于标准样品在150mm位置的测定数据，根据Katsura检查规定，使用NI PCI-6221 AD板以25kS在1秒间读取后，通过3000Hz（-3db）的巴特沃斯滤波器处理后的3σ值（模拟信号输出），该测试方法严格，结果具有高度可靠性。

7. 超广角倾斜传感器系列：WT-7300/WT-2600/WT-2910

超广角倾斜传感器系列（WT系列）是KATSURA Opto针对大角度倾斜测量需求推出的专用产品，以“超大测量范围”“高速采样”,“模拟数据输出”为核心优势，填补了大角度高精度倾斜测量的市场空白。

（1）超广角测定范围：三款型号的测定范围分别达到±5度（WT-7300）、±10度（WT-2600）、±15度（WT-2910），覆盖了从常规大角度到超大角度的测量需求，是目前行业内测量范围较广的倾斜传感器之一。

（2）高速采样性能：WT-7300的采样率达到10,000次/秒，WT-2600和WT-2910也具备高效的采样能力，能够快速捕捉大角度倾斜变化，适用于动态大角度测量场景。

（3）双光源设计（WT-7300）：WT-7300内置双光源系统，光源1（波长658±10nm，光斑直径Φ1.5mm）用于倾斜测量，光源2（波长658±10nm，光斑直径Φ0.1mm）用于W.D.位置确认，提升了测量定位的准确性。

*1：WT-7300的工作距离为65±1mm（传感器端），内置W.D.位置确认用Z监视光学系（光源･2），且传感器端设置了20mm 的镜筒，故自镜筒端开始的W.D.为45±1mm，镜筒设计可减少外部干扰，提升测量稳定性。

*2：WT-7300的重复性指标基于标准样品在65mm位置的测定数据，根据Katsura检查规定，使用NI PCI-6221 AD板以25kS 在1秒间读取后，通过3000Hz（-3db）的巴特沃斯滤波器处理后的3σ值。

*3：WT-2600的重复性指标基于标准样品在48mm位置的测定数据，测试方法与WT-7300一致，0.4分的重复性在±10度的超广角测量中表现优异。

*4：WT-2910 的重复性指标基于标准样品在25mm位置、原点附近的测定数据，测试方法同上，满足超大角度测量的精度需求。