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  • 激光位移傳感器的原理

    作者:佚名 來源:網絡文檔 時間:2022-06-23 23:01 閱讀:484 [投稿]
    激光位移傳感器是利用激光技術進行測量的傳感器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。

    激光位移傳感器是利用激光技術進行測量的傳感器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。

    激光位移傳感器常用于長度、距離、振動、速度和方向等物理量的測量,以及用于探傷和監測大氣污染物。

    按照測量原理,激光位移傳感器原理分為激光三角測量法和激光回波分析法,激光三角測量法一般適用于高精度、短距離的測量,而激光回波分析法則用于遠距離測量,下面分別介紹激光位移傳感器原理的兩種測量方式。

    1.激光三角測量法原理

    如圖1所示,激光三角測量法原理是,用一束激光以某一角度聚焦在被測物體表面,然后從另一角度對物體表面上的激光光斑進行成像,物體表面激光照射點的位置高度不同,所接受散射或反射光線的角度也不同,用CCD光電探測器測出光斑像的位置,就可以計算出主光線的角度,從而計算出物體表面激光照射點的位置高度。當物體沿激光線方向發生移動時,測量結果就將發生改變,從而實現用激光測量物體的位移。過去,由于成本和體積等問題的限制,其應用未能普及。隨著近年來電子技術的飛速發展,特別是半導體激光器和CCD等圖像探測用電子芯片的發展,激光三角位移傳感器在性能改進的同時,體積不斷縮小,成本不斷降低,正逐步從研究走向實際應用,從實驗室走向實際。

    采取三角測量法的激光位移傳感器最高線性度可達1um,分辨率更是可達到0.1um的水平。比如ZLDS100類型的傳感器,它可以達到0.01%高分辨率,0.1%高線性度,9.4KHz高響應,適應惡劣環境。


    2.激光回波分析法原理

    如圖2所示,激光位移傳感器采用回波分析原理來測量距離以達到一定程度的精度。傳感器內部是由處理器單元、回波處理單元、激光發射器、激光接收器等部分組成。激光位移傳感器通過激光發射器每秒發射一百萬個激光脈沖到檢測物并返回至接收器,處理器計算激光脈沖遇到檢測物并返回至接收器所需的時間,以此計算出距離值,該輸出值是將上千次的測量結果進行的平均輸出。激光回波分析法適合于長距離檢測,但測量精度相對于激光三角測量法要低,最遠檢測距離可達250m。


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