激光位移传感器的工作原理和应用场景

从名字就可以看出来，激光位移传感器就是利用激光技术进行测量的传感器，目前激光位移传感器按照原理分成两种，分别是激光三角法和激光回波分析法。激光三角法主要用作高精度短距离测量，激光回波分析法则不同，它主要应用在远距离测量方面。如今的工业机器人中，大多是采用三角测量法，三角测量法的最高线性度能达到1um,分辨力高达0.1um的水准。

三角测量法的原理是将可见红色激光通过透镜射到被测物体表面，被物体反射的激光通过接收透镜，被内部的CCD线阵相机接收。根据不同的距离，CCD线阵相机能够从不同的角度进行操作。接下来“看到”这个光点。从这个角度和已知的激光和相机之间的距离，数字信号处理器可以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经过模拟和数字电路处理，并由微处理器分析测量出相应的输出值，并在用户设定的模拟窗口内按比例输出标准数据信号。如果使用开关量输出，将在设置的窗口内打开，在窗口外关闭。另外，模拟量和开关量输出的检测窗口可以独立设置。

回波分析的规律是激光发射器每秒向检测对象发射一百万个激光脉冲并返回接收器。处理器计算激光脉冲到达检测对象并返回接收器所需的时间。距离值，输出值是数千次测量结果的平均输出，采用所谓的脉冲时间法测量。激光回波分析法适用于远距离检测，但测量精度低于激光三角法，最长检测距离可达250m。

激光位移传感器能精确地测量出被测物体位置、长度、距离、振动、速度和方向等的变化，也被广泛地应用到了各种场景，较为常见的有尺寸测定、金属薄片和薄板的厚度测量、气缸筒的测量、工件高度的对比，筛选出不合格工件、微小零件的位置识别、传送带上有无零件的监测和厚度的测量、振动分析、碰撞试验测量、汽车相关试验等等。

审核编辑：汤梓红