前言
雷射位移傳感器能夠利用雷射的高方向性、高單色性和高亮度等特點可實現無接觸遠距離測量。雷射位移傳感器(磁致伸縮位移傳感器)就是利用雷射的這些優點製成的新型測量儀表,它的出現,使位移測量的精度、可靠性得到極大的提高,也為非接觸位移測量提供了有效的測量方法。
雷射位移傳感器因其較高的測量精度和非接觸測量特性,廣泛應用於高校和研究機構、汽車工業、機械製造工業、航空與軍事工業、冶金和材料工業的精密測量檢測。雷射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,主要應用於檢測物的位移、厚度、振動、距離、直徑等幾何量的測量。按照測量原理,雷射位移傳感器原理分為雷射三角測量法和雷射回波分析法,雷射三角測量法一般適用於高精度、短距離的測量,而雷射回波分析法則用於遠距離測量,下面分別介紹雷射位移傳感器的兩種測量原理。
雷射位移傳感器的測量原理
雷射三角法測量原理
圖1 雷射三角法測量原理圖
半導體雷射器1被鏡片2聚焦到被測物體6。反射光被鏡片3收集,投射到CCD陣列4上;信號處理器5通過三角函數計算陣列4上的光點位置得到距物體的距離。
雷射發射器通過鏡頭將可見紅色雷射射向物體表面,經物體反射的雷射通過接受器鏡頭,被內部的CCD線性相機接受,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。根據這個角度即知的雷射和相機之間的距離,數位訊號處理器就能計算出傳感器和被測物之間的距離。
同時,光束在接收元件的位置通過模擬和數字電路處理,並通過微處理器分析,計算出相應的輸出值,並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設置獨立檢測窗口。