激光位移传感器的两种测量方法

• 时间：2023-09-14 15:28:50
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激光位移传感器是一种使用激光技术来测量物体位移或距离的传感器。它通常由激光发射器、接收器和处理器组成。激光位移传感器的工作原理基于激光的反射或散射，当激光脉冲从发射器发射到物体上时，它会被物体的表面反射或散射，并回到传感器的接收器。激光位移传感器有两种测量方法：激光三角测量法、激光回波分析法：

　　1、激光三角测量法原理

　　● 激光三角测量法是一种基于光学原理的位移测量方法。其原理是利用激光束在被测物体上的反射或散射现象来计算物体表面激光照射点的位置高度，并通过监测照射点的位置变化来测量物体的位移。具体原理如下：

　　● 激光照射：将一束激光以一定的角度照射在被测物体表面，该激光束在物体表面产生一个光斑。

　　● 光斑成像：从另一个角度对物体表面的光斑进行成像。通常使用CCD光电探测器来捕捉光斑的像，光斑像的位置可以反映出光线的入射角度。

　　● 角度计算：根据光斑像的位置，可以计算出主光线的入射角度。这可以通过测量光斑像相对于参考点的偏移或角度来实现。

　　● 位移计算：通过测量物体的位移前后光斑像的位置差或角度差，可以计算出物体的位移。通常可以使用相关性计算方法或三角函数计算方法。

　　激光三角测量法的优点是非接触式测量、高精度、快速响应以及适用于各种表面特性的物体。随着电子技术的发展和激光器、CCD等器件的改进，激光三角位移传感器在性能上不断提升，同时体积不断缩小，成本也不断降低，因此正逐渐实现从研究实验室到实际应用的转变。

　　2、激光回波分析法原理

　　● 激光回波分析法是一种使用激光脉冲的时间差来测量距离的方法。其原理如下：

　　● 发射激光脉冲：激光位移传感器通过激光发射器发送激光脉冲到被测物体上。

　　● 接收激光回波：激光脉冲在被测物体表面反射或散射，并且回到传感器的激光接收器。

　　● 计算时间差：处理器单元计算激光脉冲发射到接收器所需的时间，即激光回波的时间。

　　● 计算距离：根据激光在真空中的传播速度和激光回波的时间差，可以计算出激光从传感器到被测物体的距离。

　　● 平均输出：为了提高测量精度，通常会对上千次的测量结果进行平均输出，以消除噪声和随机误差。

　　激光回波分析法适用于长距离的位移测量，如建筑物的高度测量、桥梁的挠度检测等。但相对于激光三角测量法，激光回波分析法的测量精度相对较低，可能受到激光束扩散、表面反射特性变化等因素的影响。因此，在选择合适的位移测量方法时，需要综合考虑测量距离、精度要求以及环境条件等因素。

　　激光位移传感器有哪些应用?

　　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。