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急求激光测距传感器原理图,几种测距方式的原理图是否一样的?

来源:www.zuowenzhai.com    作者:编辑   日期:2024-05-18
激光测距传感器的工作原理是怎样的?真尚有的激光测距传感器好不好?

 激光位移传感器的工作原理:
  激光位移传感器可精确非接触测量被测物体的位置、位移等变化,主要应用于检测物体的位移、厚度、振动、距离、直径等几何量的测量。
  按照测量原理,激光位移传感器原理分为激光三角测量法和激光回波分析法,激光三角测量法一般适用于高精度、短距离的测量,而激光回波分析法则用于远距离测量,下面分别介绍激光位移传感器原理的两种测量方式。
  1、三角测量法
  激光发射器通过镜头将可见红色激光射向被测物体表面,经物体反射的激光通过接收器镜头,被内部的CCD线性相机接收,根据不同的距离,CCD线性相机可以在不同的角度下“看见”这个光点。根据这个角度及已知的激光和相机之间的距离,数字信号处理器就能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通过模拟和数字电路处理,并通过微处理器分析,计算出相应的输出值,并在用户设定的模拟量窗口内,按比例输出标准数据信号。如果使用开关量输出,则在设定的窗口内导通,窗口之外截止。另外,模拟量与开关量输出可独立设置检测窗口。
  采取三角测量法的激光位移传感器最高线性度可达1um,分辨率更是可达到0.1um的水平。比如ZLDS100类型的传感器,它可以达到0.01%高分辨率,0.1%高线性度,9.4KHz高响应,适应恶劣环境。
  2、回波分析法
  激光位移传感器采用回波分析原理来测量距离以达到一定程度的精度。传感器内部是由处理器单元、回波处理单元、激光发射器、激光接收器等部分组成。激光位移传感器通过激光发射器每秒发射一百万个激光脉冲到检测物并返回至接收器,处理器计算激光脉冲遇到检测物并返回至接收器所需的时间,以此计算出距离值,该输出值是将上千次的测量结果进行的平均输出。即所谓的脉冲时间法测量的。激光回波分析法适合于长距离检测,但测量精度相对于激光三角测量法要低,最远检测距离可达250m。

激光测距传感器根据原理的不同可分为脉冲式激光测距和相位式激光测距,工业用的激光测距传感器较一般的测距仪主要区别是:1、 性能稳定:利用激光的光源优势和优化的电路设计,使产品整体结构简单,性能更稳定,技术更先进,真正实现无误报。能全天候使用和各种环境通用,尤其适应野外复杂的自然环境。2、抗干扰:通过使用激光光源,对激光束编码和独有的电路设计,提高了探测器抗杂光干扰和强电磁干扰能力,环境适应性好。3、数字定位:应用了林 阳智 能有的数字编解码技术,使每付探测器具有独立的位置编码功能(选配),即使大量应用于超大范围周界。4、能耗极低:利用了激光的光源优势和采用国际尖端的微耗芯片,使能耗极低,仅为红外对射、栅栏的1/3,而探测距离更远。低能耗降低了使用成本,使探测器更容易进入普通家居大量使用。5、安装简便:激光扩散角小,通过指示灯校准简便,无需聚焦调整安装,只需串接使用即可。采用总线制安装,布线简单,节省成本,减少维护。

激光测距传感器原理图如下图

远距离激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光,由光电元件接收目标反射的激光束,计时器测定激光束从发射到接收的时间,计算出从观测者到目标的距离;LED白光测速仪成像在仪表内部集成电路芯片CCD上,CCD芯片性能稳定,工作寿命长,且基本不受工作环境和温度的影响。

基本原理是光学三角法:

半导体激光器被镜片聚焦到被测物体。反射光被镜片收集,投射到CMOS阵列上;信号处理器通过三角函数计算阵列上的光点位置得到距物体的距离。

这种原理的测距仪一般是用来测量2000mm以下短程距离(行业称之为位移),精度更高,最高可达1um,常用在铁轨、产品厚度、平整度、尺寸等方面。比如激光位移传感器ZLDS100,在上述方面的应用就非常多。



扩展资料

激光传感器工作时,先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器,被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器,因此它能检测极其微弱的光信号,并将其转化为相应的电信号。

常见的为激光测距传感器,它通过记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间,即可测定目标距离。激光传感器必须极其精确地测定传输时间,因为光速太快。

参考资料来源:百度百科-激光传感器

参考资料来源:百度百科-激光测距传感器



1、基本原理是光学三角法:采用激光三角原理和或回波分析原理 进行  非接触位置、位移测量的精密传感器。 广泛应用于位置、位移 、厚度、半径、形状、振动、距离等几何量的工业测量。半导体激光器1被镜片2聚焦到被测物体6。反射光被镜片3收集,投射到CCD阵列4上;信号处理器5通过三角函数计算阵列4上的光点位置得到距物体的距离。

2、脉冲法或时分法:脉冲法测距的过程是这样的:测距仪发射 出的激光经被测量物体的反射后又被测距仪接收,测距仪同时记录激光往返的时间。光速和往返时间的乘积的一半,就是测距仪和被测量物体之间的距离。脉冲法测 量距离的精度是一般是在+/- 1米左右。另外,此类测距仪的测量盲区一般是15米左右。随着光电子技术的发展,精度在不断提高,盲区也在不断的缩小。

3、相位式激光测距仪: 相位式激光测距仪是用无线电波段的频率,对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟,再根据调制光的波长,换算此相位延迟所代表的距离。即用间接方法测定出光经往返测线所需的时间,如图所示。

相位式激光测距仪一般应用在精密测距中。由于其精度高,一般为毫米级,为了有效的反射信号,并使测定的目标限制在与仪器精度相称的某一特定点上,对这种测距仪都配置了被称为合作目标的反射镜。 

   


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(编辑:韩供姚)
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