傳感器測(cè)量方法及工作原理E+H

一、定義

激光位移傳感器（Laser displacement sensor）是利用激光技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的傳感器。它由激光器、激光檢測(cè)器和測(cè)量電路組成。激光傳感器是新型測(cè)量?jī)x表。能夠精確非接觸測(cè)量被測(cè)物體的位置、位移等變化?？梢詼y(cè)量位移、厚度、振動(dòng)、距離、直徑等精密的幾何測(cè)量。

二、激光位移傳感器的工作原理

基本原理是光學(xué)三角法：半導(dǎo)體激光器1被鏡片2聚焦到被測(cè)物體6。反射光被鏡片3收集，投射到CCD陣列4上；信號(hào)處理器5通過(guò)三角函數(shù)計(jì)算陣列4上的光點(diǎn)位置得到距物體的距離。激光傳感器可用于其它技術(shù)無(wú)法應(yīng)用的場(chǎng)合。例如，當(dāng)目標(biāo)很近時(shí)，計(jì)算來(lái)自目標(biāo)反射光的普通光電傳感器也能完成大量的精密位置檢測(cè)任務(wù)。但是，當(dāng)目標(biāo)距離較遠(yuǎn)內(nèi)或目標(biāo)顏色變化時(shí)，普通光電傳感器就難以應(yīng)付了。雖然先進(jìn)的背景噪聲抑制傳感器和三角測(cè)量傳感器在目標(biāo)顏色變化的情況下能較好地工作，但是，在目標(biāo)角度不固定或目標(biāo)太亮?xí)r，其性能的可預(yù)測(cè)性變差。此外，普通光電三角測(cè)量傳感器一般量程只限于0.5m以內(nèi)。

超聲波傳感器雖然也經(jīng)常用于檢測(cè)距離較遠(yuǎn)的物體，而且由于它不是光學(xué)裝置，所以不受顏色變化的影響。但是，超聲波傳感器是依據(jù)聲速測(cè)量距離的，因此存在一些固有的缺點(diǎn)，不能用于以下場(chǎng)合。

1、待測(cè)目標(biāo)與傳感器的換能器不相垂直的場(chǎng)合。因?yàn)槌暡z測(cè)的目標(biāo)必須處于與傳感器垂直方位偏角不大于10°角以內(nèi)。

2、需要光束直徑很小的場(chǎng)合。因?yàn)橐话愠暡ㄊ陔x開傳感器2m遠(yuǎn)時(shí)直徑為0.76cm。

3、需要可見光斑進(jìn)行位置校準(zhǔn)的場(chǎng)合。

4、多風(fēng)的場(chǎng)合。

5、真空?qǐng)龊稀?/span>

6、溫度梯度較大的場(chǎng)合。因?yàn)檫@種情況下會(huì)造成聲速的變化。

7、需要快速響應(yīng)的場(chǎng)合。

而激光傳感器能解決上述所有場(chǎng)合的檢測(cè)

三、激光位移傳感器選型方法

最近很多客戶都咨詢?cè)趺催x型、該怎么選、選哪款型號(hào)好？現(xiàn)在由我跟大家講下激光位移傳感器的選型方法，其實(shí)選型是很簡(jiǎn)單的，也沒(méi)多什么技術(shù)的難題，選激光位移傳感器只要知道以下幾點(diǎn)就可以準(zhǔn)確選出型號(hào)來(lái)了。

1、您要檢測(cè)什么？

如：檢測(cè)紙箱，檢測(cè)玻璃瓶，檢測(cè)電路板，檢測(cè)…等等（要根據(jù)實(shí)際檢測(cè)物體）

2、您要實(shí)現(xiàn)什么功能？

如：產(chǎn)品距離，產(chǎn)品高低差，產(chǎn)品的厚度，產(chǎn)品的平整度等等（根據(jù)實(shí)際要求）

3、檢測(cè)距離（量程）是多少？（注意：這是以激光位移傳感器的距離到檢測(cè)物體的距離）

如：我要檢測(cè)的10mm左右的產(chǎn)品平整度，我要檢測(cè)20mm左右的產(chǎn)品的高度是多少等等應(yīng)用。

4、檢測(cè)精度是多少？（單位微米：μ）

如：我要檢測(cè)我的產(chǎn)品不能相差3微米，超過(guò)3微米就是不合格產(chǎn)品。

5、響應(yīng)速度（頻率）是多少？（赫茲：Hz）

如：我的生產(chǎn)線流水線很快，每分鐘能過(guò)500個(gè)產(chǎn)品等等

6、信號(hào)輸出方式？（NPN/PNP、模擬量、通訊）

如：我是要npn輸出的（國(guó)內(nèi)大部分是npn輸出的）

7、尺寸是否有特色要求？（產(chǎn)品尺寸）

如：我的安裝地方很窄，需要一款很小的激光位移傳感器。

8、電源是多少？（10-30VDC）

如：我要10V的

9、出線方式？（出線方式：電纜線/接插件）

如：我要直接出線的（電纜線）。（接插式的方便更換）

確定以上九點(diǎn)，一款激光位移傳感器的型號(hào)就出來(lái)了

四、激光位移傳感器的輸出方式

激光位移傳感器的輸出方式包括以下三種：

1.模擬量輸出

激光位移傳感器具有0-10V或者4-20mA的模擬量輸出。

2.以太網(wǎng)數(shù)據(jù)串口輸出

有部分的激光位移傳感器可以與工業(yè)以太網(wǎng)直接相連，如FT50RLA-70激光位移傳感它具有RS485(TYPES1)的輸出接口，當(dāng)使用串口數(shù)據(jù)線連接工業(yè)以太網(wǎng)時(shí)，傳感器可以做到實(shí)時(shí)的有效數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出。

3.開關(guān)量輸出

大多數(shù)的位移傳感器采用開關(guān)量輸出，因?yàn)榇蠖鄶?shù)的檢測(cè)只需要檢測(cè)距離有沒(méi)有超過(guò)或過(guò)短于事先設(shè)定的臨界值。

激光位移傳感器外形尺寸小，便于安裝，設(shè)置功能齊全，使用便利，可廣泛應(yīng)用于冶金工業(yè)，汽車工業(yè)，鋼鐵工業(yè)，印刷工業(yè)，食品工業(yè)，機(jī)器人控制，紡織工業(yè)，還用于產(chǎn)品厚度檢測(cè)，相對(duì)距離位置檢測(cè)，高度檢測(cè)以及物體表面平整度檢測(cè)等等場(chǎng)合。

五、激光位移傳感器的常見應(yīng)用

激光位移傳感器使用激光檢測(cè)被測(cè)物，可以實(shí)現(xiàn)高精度，快速響應(yīng)，以及穩(wěn)定檢測(cè)。下面簡(jiǎn)單介紹激光位移傳感器，應(yīng)用于電子加工行業(yè)和飲料制造行業(yè)的高度檢測(cè)。激光位移傳感器的常見應(yīng)用：

1、檢測(cè)電子零部件高度

通過(guò)激光位移傳感器測(cè)量電子零部件的高度。

2、檢測(cè)食品包裝盒的高度

激光位移傳感器能夠不受各種顏色的干擾，進(jìn)行穩(wěn)定測(cè)量食品包裝盒的高度。

3、檢測(cè)PCB板組件的高度

激光位移傳感器可以不受不同材質(zhì)的干擾，穩(wěn)定測(cè)量PCB板上零部件的高度。

4、飲料瓶蓋檢測(cè)

通過(guò)激光位移傳感器測(cè)量飲料瓶蓋的高度來(lái)監(jiān)視瓶蓋是否蓋緊。

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