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激光位移传感器的简单介绍

2015-03-31 14:04:29

  “位移传感器”最近几年在生活中大量的使用,相信大家对它也并不陌生,那大家知道什么是激光位移传感器吗?接下来就简单的介绍他的原理及优缺点。

  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,主要应用于检测物的位移、厚度、振动、距离、直径等几何量的测量。

  激光位移传感器 – 激光位移传感器简介

  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两种测量方式。

  激光三角测量法原理

  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。

  激光回波分析法

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,与真尚有拥有全系列的远距离激光测距传感器,贝特威产品最远检测距离可达250m,真尚有可达3000m。

  激光位移传感器 – 应用中的优缺点

  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。

  激光位移传感器 – 其他位移传感器比较

  电涡流位移传感器

  分辨率:电涡流传感器的分辨率最高也可达到0.1um,与激光位移传感器基本相当

  线性度:电涡流传感器的线性度一般较低,为量程的1%左右,高端激光位移传感器则一般为0.1%

  测量条件:电涡流传感器要求被测体为导体而且非导磁,即不导磁的导体,例如铝、铜等。铁则不行。激光位移传感器则对无论被测体是否导磁、是否导电都能测。

  电容位移传感器

  电容式位移传感器精度非常高,远高于激光位移传感器,但是电容位移传感器的量程很小一般小于1mm,激光位移传感器的量程最大可做到2m。