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激光位移傳感器的原理及應(yīng)用案例
點(diǎn)擊次數(shù)：194 發(fā)布時(shí)間：2020/9/11
激光位移傳感器是利用激光技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的傳感器，由激光器、激光檢測(cè)器和測(cè)量電路組成。作為新型測(cè)量設(shè)備，激光位移傳感器能夠精確非接觸測(cè)量被測(cè)物體的位置、位移等變化，還可測(cè)量位移、厚度、振動(dòng)、距離、直徑等精密的幾何測(cè)量。
激光位移傳感器原理
目前，激光位移傳感器按照原理可分為激光三角測(cè)量法和激光回波分析法兩種，其中激光三角測(cè)量法適用于高精度、短距離的測(cè)量，激光回波分析法則用于遠(yuǎn)距離測(cè)量。在當(dāng)前的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用中，通常采用三角測(cè)量法，這種方法線性度可達(dá)1um，分辨率可達(dá)到0.1um的水平。
三角測(cè)量法的原理是通過(guò)鏡頭將可見紅色激光射向被測(cè)物體表面，經(jīng)物體反射的激光通過(guò)接收器鏡頭，被內(nèi)部的CCD線性相機(jī)接收，根據(jù)不同的距離，CCD線性相機(jī)可以在不同的角度下“看見”這個(gè)光點(diǎn)。根據(jù)這個(gè)角度及已知的激光和相機(jī)之間的距離，數(shù)字信號(hào)處理器就能計(jì)算出傳感器和被測(cè)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(shù)字電路處理，并通過(guò)微處理器分析，計(jì)算出相應(yīng)的輸出值，并在用戶設(shè)定的模擬量窗口內(nèi)，按比例輸出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號(hào)。如果使用開關(guān)量輸出，則在設(shè)定的窗口內(nèi)導(dǎo)通，窗口之外截止。另外，模擬量與開關(guān)量輸出可獨(dú)立設(shè)置檢測(cè)窗口。
回波分析法則是通過(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(cè)物并返回至接收器，處理器計(jì)算激光脈沖遇到檢測(cè)物并返回至接收器所需的時(shí)間，以此計(jì)算出距離值，該輸出值是將上千次的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行的平均輸出，即所謂的脈沖時(shí)間法測(cè)量的。激光回波分析法適合于長(zhǎng)距離檢測(cè)，但測(cè)量精度相對(duì)于激光三角測(cè)量法要低，*遠(yuǎn)檢測(cè)距離可達(dá)250m。
激光位移傳感器常用于長(zhǎng)度、距離、振動(dòng)、速度、方位等物理量的測(cè)量，還可用于探傷和大氣污染物的監(jiān)測(cè)等。
應(yīng)用案例
為了維持玻璃的平坦性，必須在更寬廣的范圍內(nèi)，進(jìn)行精確的控制溫度，這是因?yàn)槿绻诓ＡЩ鍍?nèi)產(chǎn)生溫度差，那么將會(huì)產(chǎn)生殘留應(yīng)力，而造成為彎曲等玻璃變形的，或者在切割時(shí)讓玻璃出現(xiàn)變形，影響了玻璃基板的穩(wěn)定性，并且還有可能因?yàn)闅埩魬?yīng)力的結(jié)果，在制程中貼付偏光板之后，會(huì)產(chǎn)生光的相位差，造成LCD模組出現(xiàn)漏光的現(xiàn)象。并且應(yīng)力作用會(huì)造成于玻璃表面的傷痕，也會(huì)讓基板產(chǎn)生破損的結(jié)果。
通過(guò)使用激光位移傳感器可以成功測(cè)量透明材質(zhì)的平坦度，從而彌補(bǔ)了傳統(tǒng)激光位移傳感器在透明材質(zhì)或鏡面反射測(cè)量上的不足，增加了激光位移傳感器新的應(yīng)用領(lǐng)域。
武漢新特光電的這款光學(xué)錐光全息傳感器基于獨(dú)特的錐光全息技術(shù)，優(yōu)于現(xiàn)有各種工業(yè)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)距離測(cè)量方法。該傳感器可靠、準(zhǔn)確，不包含運(yùn)動(dòng)部件。與標(biāo)準(zhǔn)的三角法相比，我們的技術(shù)在測(cè)量系統(tǒng)中有共線性和低電子噪聲依賴性兩大優(yōu)勢(shì)。非接觸式距離傳感器用于激光打標(biāo)、焊接、鉆孔和切割系統(tǒng)的自動(dòng)對(duì)焦。
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