激光位移傳感器的工作原理和應(yīng)用場景

從名字就可以看出來，激光位移傳感器就是利用激光技術(shù)進(jìn)行測量的傳感器，目前激光位移傳感器按照原理分成兩種，分別是激光三角法和激光回波分析法。激光三角法主要用作高精度短距離測量，激光回波分析法則不同，它主要應(yīng)用在遠(yuǎn)距離測量方面。如今的工業(yè)機(jī)器人中，大多是采用三角測量法，三角測量法的最高線性度能達(dá)到1um,分辨力高達(dá)0.1um的水準(zhǔn)。

三角測量法的原理是將可見紅色激光通過透鏡射到被測物體表面，被物體反射的激光通過接收透鏡，被內(nèi)部的CCD線陣相機(jī)接收。根據(jù)不同的距離，CCD線陣相機(jī)能夠從不同的角度進(jìn)行操作。接下來“看到”這個光點。從這個角度和已知的激光和相機(jī)之間的距離，數(shù)字信號處理器可以計算出傳感器和被測物體之間的距離。

同時，光束在接收元件的位置經(jīng)過模擬和數(shù)字電路處理，并由微處理器分析測量出相應(yīng)的輸出值，并在用戶設(shè)定的模擬窗口內(nèi)按比例輸出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號。如果使用開關(guān)量輸出，將在設(shè)置的窗口內(nèi)打開，在窗口外關(guān)閉。另外，模擬量和開關(guān)量輸出的檢測窗口可以獨立設(shè)置。

回波分析的規(guī)律是激光發(fā)射器每秒向檢測對象發(fā)射一百萬個激光脈沖并返回接收器。處理器計算激光脈沖到達(dá)檢測對象并返回接收器所需的時間。距離值，輸出值是數(shù)千次測量結(jié)果的平均輸出，采用所謂的脈沖時間法測量。激光回波分析法適用于遠(yuǎn)距離檢測，但測量精度低于激光三角法，最長檢測距離可達(dá)250m。

激光位移傳感器能精確地測量出被測物體位置、長度、距離、振動、速度和方向等的變化，也被廣泛地應(yīng)用到了各種場景，較為常見的有尺寸測定、金屬薄片和薄板的厚度測量、氣缸筒的測量、工件高度的對比，篩選出不合格工件、微小零件的位置識別、傳送帶上有無零件的監(jiān)測和厚度的測量、振動分析、碰撞試驗測量、汽車相關(guān)試驗等等。

審核編輯：湯梓紅