發布日期：2022-10-09 點擊率：160
激光位移傳感器測量：使用創想智控激光位移傳感器進行精確的2D／3D測量 第1張" title="激光位移傳感器測量：使用創想智控激光位移傳感器進行精確的2D／3D測量 第1張-傳感器知識網"/>
使用激光線三角測量可以在各種表面上非常精確地測量幾何形狀。創想智控激光位移傳感器基于此原理，可用于多種應用。
激光位移傳感器將激光束聚焦到目標上，與激光束成固定角度傾斜的高空間分辨率傳感器陣列可檢測表面上的漫反射。傳感器與目標之間的距離的變化還改變了反射光投射到傳感器陣列上的角度，因此也改變了反射光在傳感器陣列上的位置。使用三角形中的角度關系，可以計算目標表面和傳感器之間的距離。這種測量方法可實現亞微米范圍內的測量精度。又因為當激光線投射到成形表面上時，直線激光線成為表面輪廓，因此也被稱為激光輪廓傳感器。
激光位移傳感器根據反射光的強度值來計算該表面輪廓，該反射光的強度值被傳輸到位置敏感的傳感器元件上。即使增加了三維尺寸，目標也可以在垂直于激光線的方向上移動，創建表面的三維圖像。
激光輪廓傳感器的性能取決于幾個因素。當所有必要的組件（包括用于激光線的聚焦透鏡、激光源、傳感器元件和接收光學器件）被封裝在一個整體中時，這種條件被認為是理想的。此外，目標與傳感器之間的距離以及照明會影響測量結果的質量。為了抑制光干擾，激光輪廓傳感器一般在接收光學元件的前面安裝有一個濾光鏡，該濾光鏡僅允許所施加激光的波長通過。那么，激光二極管和所用透鏡的質量也決定了可以聚焦到目標上的線條的清晰度。
激光的波長在確定測量結果的精度中起著作用。與傳統的紅色激光二極管相比，藍色激光二極管的激光線可以更清晰地聚焦到目標上。由于藍色激光不會太深地穿透表面，因此可以進一步提高測量結果。藍色激光位移傳感器可用于檢測使用傳統紅色激光位移傳感器難以測量的表面，例如半透明材料或有機材料（例如食物和木材）。
激光位移傳感器可以非常精確且非常快速地測量表面。
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激光位移傳感器被稱為機器人的眼睛，在焊接、毛坯制造、機械加工、熱處理、上下料、裝配等作業中，都具有不可替代的作用。那么，什么是激光位移傳感器呢？
激光位移傳感器是利用激光技術進行測量的傳感器，由激光器、激光檢測器和測量電路組成。作為新型測量設備，激光位移傳感器能夠精確非接觸測量被測物體的位置、位移等變化，還可測量位移、厚度、振動、距離、直徑等精密的幾何測量。
目前，激光位移傳感器按照原理可分為激光三角測量法和激光回波分析法兩種，其中激光三角測量法適用于高精度、短距離的測量，激光回波分析法則用于遠距離測量。在當前的工業機器人應用中，通常采用三角測量法，這種方法最高線性度可達1um，分辨率可達到0.1um的水平。
三角測量法的原理是通過鏡頭將可見紅色激光射向被測物體表面，經物體反射的激光通過接收器鏡頭，被內部的CCD線性相機接收，根據不同的距離，CCD線性相機可以在不同的角度下“看見”這個光點。根據這個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，光束在接收元件的位置通過模擬和數字電路處理，并通過微處理器分析，計算出相應的輸出值，并在用戶設定的模擬量窗口內，按比例輸出標準數據信號。如果使用開關量輸出，則在設定的窗口內導通，窗口之外截止。另外，模擬量與開關量輸出可獨立設置檢測窗口。
回波分析法則是通過激光發射器每秒發射一百萬個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間，以此計算出距離值，該輸出值是將上千次的測量結果進行的平均輸出，即所謂的脈沖時間法測量的。激光回波分析法適合于長距離檢測，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
新特光電的這款傳感器采用了全球專利技術—錐光偏振全息技術，此技術相較于各種工業應用的標準距離測量方法明顯更具優勢，此傳感器無運動部件所以產品的穩定和精度更好。
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激光位移傳感器
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激光位移傳感器是利用激光技術進行測量的傳感器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表。能夠精確非接觸測量被測物體的位置、位移等變化?？梢詼y量位移、厚度、振動、距離、直徑等精密的幾何測量。激光有直線度好的優良特性，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，激光的產生裝置相對比較復雜且體積較大，因此會對激光位移傳感器的應用范圍要求較苛刻。
中文名
激光位移傳感器
外文名
Laser displacement sensor
檢測距離
40~60mm（量程20mm）
分辨率
7um
目錄
1
基本原理
?
三角測量法
?
回波分析法
2
測量應用
3
性能參數
4
其他
激光位移傳感器基本原理
編輯
語音
激光位移傳感器可精確非接觸測量被測物體的位置、位移等變化，主要應用于檢測物體的位移、厚度、振動、距離、直徑等幾何量的測量。按照測量原理,激光位移傳感器原理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，下面分別介紹激光位移傳感器原理的兩種測量方式。
激光位移傳感器三角測量法
激光發射器通過鏡頭將可見紅色激光射向被測物體表面，經物體表面散射的激光通過接收器鏡頭，被內部的CCD線性相機接收，根據不同的距離，CCD線性相機可以在不同的角度下“看見”這個光點。根據這個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，光束在接收元件的位置通過模擬和數字電路處理，并通過微處理器分析，計算出相應的輸出值，并在用戶設定的模擬量窗口內，按比例輸出標準數據信號。如果使用開關量輸出，則在設定的窗口內導通，窗口之外截止。另外，模擬量與開關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性度可達1um，分辨率更是可達到0.1um的水平。比如ZLDS100類型的傳感器，它可以達到0.01%高分辨率，0.1%高線性度，9.4KHz高響應，適應惡劣環境。
激光位移傳感器回波分析法
激光位移傳感器采用回波分析原理來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、激光發射器、激光接收器等部分組成。激光位移傳感器通過激光發射器每秒發射一百萬個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間，以此計算出距離值，該輸出值是將上千次的測量結果進行的平均輸出。即所謂的脈沖時間法測量的。激光回波分析法適合于長距離檢測，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。
激光位移傳感器測量應用
編輯
語音
激光位移傳感器常用于長度、距離、振動、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;器件狀態檢測;器件位置的探測(通過小孔);液位的監測;厚度的測量;振動分析;碰撞試驗測量;汽車相關試驗等。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現皺紋，小洞或者重疊，以避免機器發生故障。3.氣缸筒的測量，同時測量：角度，長度，內、外直徑偏心度，圓錐度，同心度以及表面輪廓。4.長度的測量：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的激光掃描儀同時進行測量，最后得到組件的長度。5.均勻度的檢查：在要測量的工件運動的傾斜方向一行放幾個激光傳感器，直接通過一個傳感器進行度量值的輸出，另外也可以用一個軟件計算出度量值，并根據信號或數據讀出結果。6.電子元件的檢查：用兩個激光掃描儀，將被測元件擺放在兩者之間，最后通過傳感器讀出數據，從而檢測出該元件尺寸的精確度及完整性。7.生產線上灌裝級別的檢查：激光傳感器集成到灌裝產品的生產制造中，當灌裝產品經過傳感器時，就可以檢測到是否填充滿。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品填充是否合格以及產品的數量。8.傳感器測量物體的直線度：首先你需要2-3個激光位移傳感器來進行組合式的測量。然后將3個激光位移傳感器安裝在于產線平行的一條直線上，并根據你所需要的測量精度來確定三個激光位移傳感器之間的間距。最后，你需要讓這一個物體以平行于激光位移傳感器安裝線上的方向前進。當產線與傳感器的安裝線是平行的情況下，三個傳感器測出來的距離差別越大則此物體的直線度越差，三個傳感器測出來的距離差別越小，說明此物體的直線度越好，你可以根據你所要測量物體的長度，以及三個傳感器安裝間的間距等數據來確立一個直線度的百分比，從而得到量化的信號輸出，已達到檢測物體直線度的目的。
激光位移傳感器性能參數
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語音
激光位移傳感器FT50 RLA-20系列為例：■■■■ 工作電源：18~30V DC■ 光 源：激光 紅色 670nm■ 開關頻率：40Hz■ 連接方式：接插件 M12 4針■ 模擬量輸出：0~10v■ 響應時間：0.6ms■ 光斑尺寸：<0.8mm■ 防護等級：IP67■ 外形尺寸：50×50×17mm■ 工作溫度：0~+ 50 °COPTIMESS? 2D二維激光位移傳感器技術參數計量單位基本參數
量程mm安裝距離mm
測量區域
起始位置線寬21.659.8114.8mm中間位置線寬mm終點位置線寬24.484.2185.2mm
精度.分辨率
縱向分辨率0.0070.0250.067mm精度0.0140.0510.133mm橫向分辨率0.0220.0710.146mm
測量頻率
測量區域最大像素1280*..527.500Hz500*500像素Ca.120Ca.120Ca.120Hz100*100像素Ca.3000Ca.3000Ca.3000Hz
激光位移傳感器其他
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語音
電渦流位移傳感器分辨率：電渦流傳感器的分辨率最高也可達到0.1um，與激光位移傳感器基本相當線性度：電渦流傳感器的線性度一般較低，為量程的1%左右，高端激光位移傳感器則一般為0.1%測量條件：電渦流傳感器要求被測體為導體而且非導磁，即不導磁的導體，例如鋁、銅等，鐵則不行；激光位移傳感器則對無論被測體是否導磁、是否導電都能測。電容位移傳感器電容式位移傳感器精度非常高，遠高于激光位移傳感器，但是電容位移傳感器的量程很小一般小于1mm，激光位移傳感器的量程最大可做到2m。光纖位移傳感器光纖位移傳感器的測量原理為通過測量物體因位移導致其表面反射回來的光通量和光強度的變化來測量物體的位移情況，其探頭由發射光纖和接收光纖兩部分組成。對于尺寸很小的物體的位移和振動情況，常規的非接觸式位移傳感器收到反射面積的限制導致測量效果不是很理想，而光纖位移傳感器則可以做成很小的探頭（最小0.2mm直徑），此外還可以做成直線發射和接收的形式，通過測量物體在位移過程中對光纖的遮擋程度來計算位移的數值，精度可達0.01um，量程最大4mm。
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參考資料
1.
光纖位移傳感器
．MTI instruments[引用日期2013-03-28]
原標題：激光位移傳感器測量方法和原理
激光位移傳感器可以測量位移、厚度、振動、距離、直徑等精密的幾何測量。激光有直線度好的優良特性，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，激光的產生裝置相對比較復雜且體積較大，因此會對激光位移傳感器的應用范圍要求較苛刻。
激光位移傳感器原理
一般激光位移傳感器采用的基本原理是光學三角法：
半導體激光器被鏡片聚焦到被測物體。反射光被鏡片收集，投射到CMOS陣列上；信號處理器通過三角函數計算陣列上的光點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
激光發射器通過鏡頭將可見紅色激光射向被測物體表面，經物體反射的激光通過接收器鏡頭，被內部的CCD線性相機接收，根據不同的距離，CCD線性相機可以在不同的角度下“看見”這個光點。根據這個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，光束在接收元件的位置通過模擬和數字電路處理，并通過微處理器分析，計算出相應的輸出值，并在用戶設定的模擬量窗口內，按比例輸出標準數據信號。如果使用開關量輸出，則在設定的窗口內導通，窗口之外截止。另外，模擬量與開關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性度可達1um，分辨率更是可達到0．1um的水平。
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、激光發射器、激光接收器等部分組成。激光位移傳感器通過激光發射器每秒發射一百萬個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間，以此計算出距離值，該輸出值是將上千次的測量結果進行的平均輸出。即所謂的脈沖時間法測量的。激光回波分析法適合于長距離檢測，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。
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