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技術(shù)文章

激光位移傳感器工作原理

作者:admin   發(fā)布時(shí)間:2015/11/12 15:30:08   瀏覽次數(shù):2426
激光位移傳感器工作原理
工作原理
激光位移傳感器可精確非接觸測(cè)量被測(cè)物體的位置、位移等變化,主要應(yīng)用于檢測(cè)物體的位移、厚度、振動(dòng)、距離、直徑等幾何量的測(cè)量。
按照測(cè)量原理,激光位移傳感器原理分為激光三角測(cè)量法和激光回波分析法,激光三角測(cè)量法一般適用于高精度、短距離的測(cè)量,而激光回波分析法則用于遠(yuǎn)距離測(cè)量,下面分別介紹激光位移傳感器原理的兩種測(cè)量方式。
三角測(cè)量法

激光發(fā)射器通過鏡頭將可見紅色激光射向被測(cè)物體表面,經(jīng)物體反射的激光通過接收器鏡頭,被內(nèi)部的CCD線性相機(jī)接收,根據(jù)不同的距離,CCD線性相機(jī)可以在不同的角度下“看見”這個(gè)光點(diǎn)。根據(jù)這個(gè)角度及已知的激光和相機(jī)之間的距離,數(shù)字信號(hào)處理器就能計(jì)算出傳感器和被測(cè)物體之間的距離。
同時(shí),光束在接收元件的位置通過模擬和數(shù)字電路處理,并通過微處理器分析,計(jì)算出相應(yīng)的輸出值,并在用戶設(shè)定的模擬量窗口內(nèi),按比例輸出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號(hào)。如果使用開關(guān)量輸出,則在設(shè)定的窗口內(nèi)導(dǎo)通,窗口之外截止。另外,模擬量與開關(guān)量輸出可獨(dú)立設(shè)置檢測(cè)窗口。
采取三角測(cè)量法的激光位移傳感器最高線性度可達(dá)1um,分辨率更是可達(dá)到0.1um的水平。比如ZLDS100類型的傳感器,它可以達(dá)到0.01%高分辨率,0.1%高線性度,9.4KHz高響應(yīng),適應(yīng)惡劣環(huán)境。
回波分析法

激光位移傳感器采用回波分析原理來測(cè)量距離以達(dá)到一定程度的精度。傳感器內(nèi)部是由處理器單元、回波處理單元、激光發(fā)射器、激光接收器等部分組成。激光位移傳感器通過激光發(fā)射器每秒發(fā)射一百萬個(gè)激光脈沖到檢測(cè)物并返回至接收器,處理器計(jì)算激光脈沖遇到檢測(cè)物并返回至接收器所需的時(shí)間,以此計(jì)算出距離值,該輸出值是將上千次的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行的平均輸出。即所謂的脈沖時(shí)間法測(cè)量的。激光回波分析法適合于長(zhǎng)距離檢測(cè),但測(cè)量精度相對(duì)于激光三角測(cè)量法要低,最遠(yuǎn)檢測(cè)距離可達(dá)250m。

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