测量从传感器到表面的距离的激光位移传感器取代了传统的位移传感器，主要是百分表和LVDT（线性可变位移传感器）。这些传统传感器基于在被测表面上使用机械接触的技术。接触式测量技术对于许多常见应用非常有效且成本低廉，但对于在线和高速应用，接触式传感器具有严重的局限性。

　模拟和数字位移传感器依靠激光束和三角测量来确定距离。模拟激光位移传感器为了克服接触式传感器的局限性，第一个基于激光的位移传感器于1970年代初在商业上推出，实现了激光三角测量原理。早期的位移传感设备采用模拟固态位置传感检测器(PSD)作为成像器。

　在当今几乎完全数字化的世界中，大多数人会认为模拟传感器是古董，仅适用于博物馆展示。相反，基于PSD的位移传感器因其高分辨率、高测量数据速率（70 kHz或更高）以及实时调整激光功率以保持不同表面反射率的精度。

　基于激光的位移传感器通过高速非接触操作克服了接触传感器的局限性。基于激光的传感的另一个优点是激光束可以聚焦到非常小的“探头尺寸”，低至0.025毫米。这种微小的探头尺寸允许精确测量极小的特征，例如表面粗糙度或涡轮叶片的临界边缘半径。

　然而，模拟三角测量传感器确实有一些限制。它们通常体积庞大，并且仅在成像器上形成单个激光点时才起作用。例如，当使用基于PSD的传感器时，来自反射或外部光的多个点会产生无效结果。

　一、数字激光位移传感器

　为了克服PSD的限制，下一步是开发基于数字成像的位移传感器，最常见的是使用具有单行像素的线性阵列成像器。这些数字传感器现在可以从大量供应商处广泛获得，具有广泛的规格和价格。当今的大多数数字位移传感器（以及模拟传感器）仅是数据采集设备，采集的数据与主机或PLC通信，在此使用系统集成商开发的特定应用软件进行分析。通常需要外部PC或其他处理设备来控制传感器操作，提供触发、曝光控制和数据处理。

　模拟位移传感器仅提供图像中所有光的质心位置的模拟输出，无法处理或显示图像。用户无法确定图像是否正确聚焦，或者外部光是否影响测量。使用基于数字的传感器，可以获得完整图像的视频输出，可以对其进行处理和过滤以消除二次反射或图像的其他不需要的部分，或隔离成像点中的特定感兴趣区域。最新一代的数字位移传感器具有位于传感器封装内的图像处理和过滤功能。由于视频输出功能，图像可以在显示屏上可视化，这对于设置和诊断目的非常有用。

　位移传感器的持续发展利用了最新的高速数字成像技术，具有易于实施的一体化操作。这些智能传感器提供了一个内置的网络服务器，可连接到常见的网络浏览器，以便于设置和实施，支持多种语言。传感器可以从任何计算机和操作系统进行配置和集成。一体机操作的另一个特点是包含内置测量工具来计算距离数据、计算差异、应用传感器偏移和行程校准、做出通过/失败决定以及以数字或模拟格式传达信息——所有这些都来自内部传感器。不需要添加软件，也不需要机器视觉专业知识。

　曝光时间的控制对于准确的数据非常重要，特别是当被测表面的特性具有不同的反射率或粗糙度时。数字一体式传感器具有内置动态曝光控制，可在每帧后自动调整曝光，提供最大动态范围和精确测量。

　在应用需要多个传感器的情况下，当今的一体化位移传感器能够轻松同步多个传感器并将来自多个传感器的数据组合成测量值，例如厚度差或高度差。主集线器可以提供配电、激光安全联锁、I/O处理和微秒级数据同步。

　二、将位移传感器变成轮廓仪

　当今最新一代的位移传感器可实现高达32 kHz的数据速率，分辨率达到微米级。通过利用高速和板载智能处理，位移传感器可以对沿行进方向快速移动的产品进行二维轮廓分析，其速度远远超过当今高端激光线轮廓传感器的速度。这种将32kHz位移传感器转变为32kHz线轮廓仪的新功能为扫描应用提供了独特的数据采集解决方案，并为成熟技术注入了新的活力。