激光位移傳感器可以測量位移、厚度、振動(dòng)、距離、直徑等精密的幾何測量。激光有直線(xiàn)度好的優(yōu)良特性，同樣激光位移傳感器相對于我們已知的超聲波傳感器有更高的精度。但是，激光的產(chǎn)生裝置相對比較復雜且體積較大，因此會(huì )對激光位移傳感器的應用范圍要求較苛刻。

 

 

先給大家分享一個(gè)激光位移傳感器原理圖，一般激光位移傳感器采用的基本原理是光學(xué)三角法：

 

半導體激光器①被鏡片②聚焦到被測物體⑥。反射光被鏡片③收集，投射到CMOS陣列④上；信號處理器⑤通過(guò)三角函數計算陣列④上的光點(diǎn)位置得到距物體的距離。

 

 

 

按照測量原理， 激光位移傳感器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，下面分別介紹激光三角測量原理和激光回波分析原理。

 

1．激光位移傳感器原理之激光三角測量法原理

 

激光發(fā)射器通過(guò)鏡頭將可見(jiàn)紅色激光射向被測物體表面，經(jīng)物體反射的激光通過(guò)接收器鏡頭，被內部的CCD線(xiàn)性相機接收，根據不同的距離，CCD線(xiàn)性相機可以在不同的角度下“看見(jiàn)”這個(gè)光點(diǎn)。根據這個(gè)角度及已知的激光和相機之間的距離，數字信號處理器就能計算出傳感器和被測物體之間的距離。

 

同時(shí)，光束在接收元件的位置通過(guò)模擬和數字電路處理，并通過(guò)微處理器分析，計算出相應的輸出值，并在用戶(hù)設定的模擬量窗口內，按比例輸出標準數據信號。如果使用開(kāi)關(guān)量輸出，則在設定的窗口內導通，窗口之外截止。另外，模擬量與開(kāi)關(guān)量輸出可獨立設置檢測窗口。

 

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

 

 

 

 

2．激光位移傳感器原理之激光回波分析原理

 

激光位移傳感器采用回波分析原理來(lái)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(fā)射器、激光接收器等部分組成。激光位移傳感器通過(guò)激光發(fā)射器每秒發(fā)射一百萬(wàn)個(gè)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(shí)間，以此計算出距離值，該輸出值是將上千次的測量結果進(jìn)行的平均輸出。即所謂的脈沖時(shí)間法測量的。激光回波分析法適合于長(cháng)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。

 

 

激光位移傳感器常用于長(cháng)度、距離、振動(dòng)、速度、方位等物理量的測量，還可用于探傷和大氣污染物的監測等 。

 

1.尺寸測定：微小零件的位置識別;傳送帶上有無(wú)零件的監測;材料重疊和覆蓋的探測;機械手位置（工具中心位置）的控制;器件狀態(tài)檢測;器件位置的探測（通過(guò)小孔）;液位的監測;厚度的測量;振動(dòng)分析;碰撞試驗測量;汽車(chē)相關(guān)試驗等。

 

2.金屬薄片和薄板的厚度測量：激光傳感器測量金屬薄片（薄板）的厚度。厚度的變化檢出可以幫助發(fā)現皺紋，小洞或者重疊，以避免機器發(fā)生故障。

 

3.氣缸筒的測量，同時(shí)測量：角度，長(cháng)度，內、外直徑偏心度，圓錐度，同心度以及表面輪廓。4.長(cháng)度的測量：將測量的組件放在指定位置的輸送帶上，激光傳感器檢測到該組件并與觸發(fā)的激光掃描儀同時(shí)進(jìn)行測量，最后得到組件的長(cháng)度。

 

5.均勻度的檢查：在要測量的工件運動(dòng)的傾斜方向一行放幾個(gè)激光傳感器，直接通過(guò)一個(gè)傳感器進(jìn)行度量值的輸出，另外也可以用一個(gè)軟件計算出度量值，并根據信號或數據讀出結果。

 

6.電子元件的檢查：用兩個(gè)激光掃描儀，將被測元件擺放在兩者之間，最后通過(guò)傳感器讀出數據，從而檢測出該元件尺寸的精確度及完整性。

 

7.生產(chǎn)線(xiàn)上灌裝級別的檢查：激光傳感器集成到灌裝產(chǎn)品的生產(chǎn)制造中，當灌裝產(chǎn)品經(jīng)過(guò)傳感器時(shí)，就可以檢測到是否填充滿(mǎn)。傳感器用激光束反射表面的擴展程序就能精確的識別灌裝產(chǎn)品填充是否合格以及產(chǎn)品的數量。

 

8.傳感器測量物體的直線(xiàn)度：首先你需要2-3個(gè)激光位移傳感器來(lái)進(jìn)行組合式的測量，然后將3個(gè)激光位移傳感器安裝在于產(chǎn)線(xiàn)平行的一條直線(xiàn)上，并根據你所需要的測量精度來(lái)確定三個(gè)激光位移傳感器之間的間距。最后，你需要讓這一個(gè)物體以平行于激光位移傳感器安裝線(xiàn)上的方向前進(jìn)。當產(chǎn)線(xiàn)與傳感器的安裝線(xiàn)是平行的情況下，三個(gè)傳感器測出來(lái)的距離差別越大則此物體的直線(xiàn)度越差，三個(gè)傳感器測出來(lái)的距離差別越小，說(shuō)明此物體的直線(xiàn)度越好，你可以根據你所要測量物體的長(cháng)度，以及三個(gè)傳感器安裝間的間距等數據來(lái)確立一個(gè)直線(xiàn)度的百分比，從而得到量化的信號輸出，已達到檢測物體直線(xiàn)度的目的。