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激光位移傳感器靠什么原理工作？
關(guān)鍵詞標(biāo)簽： 作者 上海亨沃
來(lái)源 上海亨沃
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發(fā)布時(shí)間 2025-07-25 08:55
激光位移傳感器主要基于兩種核心原理工作：激光三角測(cè)量法和激光回波分析法。以下是詳細(xì)解析：
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一、激光三角測(cè)量法(短距離高精度測(cè)量)
1. 工作原理
- 激光發(fā)射器通過(guò)鏡頭將激光束聚焦到目標(biāo)物體表面，形成光斑。
- 反射光經(jīng)接收鏡頭投射到線性探測(cè)器(如CCD/CMOS相機(jī))上。
- 當(dāng)物體位移時(shí)，反射光斑在探測(cè)器上的位置變化，形成角度偏移。
- 通過(guò)三角幾何關(guān)系計(jì)算距離
2. 技術(shù)特點(diǎn)
- 高精度：分辨率可達(dá)0.1μm，線性度≤1μm(適用于微米級(jí)測(cè)量)。
- 短距離優(yōu)化：最佳測(cè)量范圍通常≤1m，精度隨距離增加而下降。
- 非接觸式：避免磨損，適合測(cè)量柔軟或易損材料(如薄膜、電子元件)。
- 抗干擾性強(qiáng)：對(duì)顏色、材質(zhì)適應(yīng)性好，但需避免強(qiáng)反光表面。
3. 典型應(yīng)用
- 工業(yè)自動(dòng)化：精密零件尺寸檢測(cè)、3D輪廓掃描(如手機(jī)屏幕厚度測(cè)量)。
- 機(jī)器人定位：實(shí)時(shí)跟蹤機(jī)械臂末端位置偏差。
二、激光回波分析法(遠(yuǎn)距離測(cè)量)
1. 工作原理
- 激光發(fā)射器以高頻脈沖(如每秒百萬(wàn)次)發(fā)射激光束。
- 接收器捕獲反射脈沖，處理器計(jì)算往返時(shí)間(ToF)：
- 通過(guò)多次采樣平均化，提升抗噪能力。
2. 技術(shù)特點(diǎn)
- 遠(yuǎn)距離能力：最遠(yuǎn)可達(dá)250m(如戶外地形測(cè)繪)。
- 精度適中：分辨率約毫米級(jí)，低于三角法，但滿足大范圍檢測(cè)需求。
- 環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)：穿透煙霧、灰塵能力較強(qiáng)，適合惡劣工況(如礦山、港口)。
- 響應(yīng)速度快：支持動(dòng)態(tài)目標(biāo)測(cè)量(如振動(dòng)監(jiān)測(cè))。
3. 典型應(yīng)用
- 基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)：橋梁變形監(jiān)測(cè)、隧道斷面掃描。
- 物流自動(dòng)化：AGV避障、堆垛高度檢測(cè)。
三、其他補(bǔ)充原理
- 激光干涉法：通過(guò)光波相位差測(cè)量納米級(jí)位移(如半導(dǎo)體晶圓檢測(cè))，精度極高但易受振動(dòng)影響。
- 激光多普勒振動(dòng)測(cè)量(LDV)：利用多普勒效應(yīng)分析反射光頻率變化，專用于振動(dòng)速度/位移監(jiān)測(cè)(如機(jī)床刀具顫振分析)。
- 上一篇：機(jī)器視覺(jué)需要用到哪些傳感器？
- 下一篇：什么是總線溫控器？
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