全国服务热线:0755-26993877
当前位置: 首页 > 自动化问答自动化问答

激光位移传感器三种不同工作原理的新型测量方式

发布时间:2024-05-07 17:40:38点击量:

 激光位移传感器的工作原理:激光位移传感器可精确非接触测量被测物体的位置、位移等变化,主要应用于检测物体的位移、厚度、振动、距离、直径等几何量的测量。按照测量原理,激光位移传感器原理分为激光三角测量法和激光回波分析法,激光三角测量法一般适用于高精度、短距离的测量,而激光回波分析法则用于远距离测量,下面分别介绍激光位移传感器原理的测量方式。

激光位移传感器三种不同工作原理的新型测量方式(图1)

 1、三角测量法:

 激光发射器通过镜头将可见红色激光射向被测物体表面,经物体反射的激光通过接收器镜头,被内部的CCD线性相机接收,根据不同的距离,CCD线性相机可以在不同的角度下“看见”这个光点。根据这个角度及已知的激光和相机之间的距离,数字信号处理器就能计算出传感器和被测物体之间的距离。同时,光束在接收元件的位置通过模拟和数字电路处理,并通过微处理器分析,计算出相应的输出值,并在用户设定的模拟量窗口内,按比例输出标准数据信号。如果使用开关量输出,则在设定的窗口内导通,窗口之外截止。另外,模拟量与开关量输出可独立设置检测窗口。采取三角测量法的激光位移传感器最高线性度可达1um,分辨率更是可达到0.1um的水平。比如ZLDS100类型的传感器,它可以达到0.01%高分辨率,0.1%高线性度,9.4KHz高响应,适应恶劣环境。


 2、回波分析法:

 激光位移传感器采用回波分析原理来测量距离以达到一定程度的精度。传感器内部是由处理器单元、回波处理单元、激 光发射器、激光接收器等部分组成。激光位移传感器通过激光发射器每秒发射一百万个激光脉冲到检测物并返回至接收器,处理器计算激光脉冲遇到检测物并返回至接收器所需的时间,以此计算出距离值,该输出值是将上千次的测量结果进行的平均输出。即所谓的脉冲时间法测量的。激光回波分析法适合于长距离检测,但测量精度相对于激光三角测量法要低,最远检测距离可达250m。


 激光位移传感器也可被称为外轮廓激光传感器。采用激光三角反射式原理,采集不同材质表面的二维轮廓信息。通过特殊的透镜组,激光束被放大形成一条静态激光线投射到被测物体表面上。激光线在被测物体表面形成漫反射,反射光透过高质量光学系统,被投射到敏感感光矩阵上。除了传感器到被测表面的距离信息(Z轴),控制器还可以通过图像信息计算得出沿着激光线的位置信息(X轴)。以传感器为原心的二维坐标系内,轮廓仪测量输出一组二维坐标值。移动被测物体或轮廓仪探头,就可以得到一组三维测量值。


 3、一种新型测量方法:

 非线性调频连续波调制解调(FMCW)技术结合光学相干接收原理的方法。基于世界领先的硅基光电集成技术,把相干检相光路和参考光路集成在微小的芯片里。由于采用相干接收,可在有烟雾、光、粉尘等环境干扰的情况下,仍然能达到很高精度的相位测量。采用非线性调制解调技术,使低成本且精确的光学调制成为可能,通过与精确控制的参考波导光路进行比对,可实现微米级的远距准确测距,这是非线性调频连续波及相干接收方法的原理图与三角法原理的对比。

地址:深圳宝安区新安街道67区甲岸科技园1号厂房1区5楼  电话:0755-26993877  手机:15012713703
Copyright © 2021 深圳市藤仓自动化有限公司版权所有 ICP备案编号:粤ICP备16008317号