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激光位移传感器的原理及使用

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  激光位移传感器,是位移传感器中的一种,适用于长距离检测,因而逐渐取代了拉线位移传感器,在工业自动化、交通、钢铁 、建筑、码头等需要进◁☆●•○△行自动距离▪▲□◆■◁位移测量和位置控★◇▽▼▲▼•制中应用。它可以○▲-•■□快速、准确的测量到目标地距离,测量结果可以通过各种接口传输到设备上,以便进行检测、控制等▷•●应用,同时激光位移传感器的控制也可通过计算机或其他与其相连的设备来完成。

  激光位移传感器可以测量位移、厚度、振动、距离、直径等精密的几何测量。激光有直线度好的优良特性,同样激光位移传感器相对于我们已知的超声波传感器有更高的精度。但是,激光的产生装置相对比较复杂且体积较大,因此会对激光位移传感器的应用范围要求较苛刻。

  先给大家分享一个激光位移传感器原理图,一般激光位移传感器采用的基本原理是光学三角法:

  半导体激光器①被镜片②聚焦到被测物体⑥。反射光被镜片③收集,投射到CMOS阵列④上;信号处理器⑤通过三角函数计算阵列④上的光点位置得到距物体的距离。

  按照测量原理, 激光位移传感器分为激光三角测量▲●…△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,下面分别介绍激光三角测量原理和激光回波分析原理。

  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um,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KHz高响应,适应●恶劣环境。

  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。

  激光位移传感器因为是发射激光来进行检测的,所以在使用过程中有很多事项需要注意,如

  激光位移传感器现在还没被广泛应用,一个最大的原因在与价格比较贵,一般都有几千的价格甚至◆●△▼●上万的价格,所以现在一些比较小的工厂还◆▼不愿▲★-●意花费那么昂贵的价格来选择激光位移传感器,但是可以相信随着传感器技术和激光技术的发展,激光位移传感器的价格会慢慢下降下来,下降到让客户能够接受的价格。

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