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激光三角反射式传感器原理

时间:2019-01-11      来源:苏州迪森特      关键词:激光三角反射式传感器原理      浏览量:364

激光三角反射式测量原理基于简单的几何关系。激光二极管发出的激光束被照射到被测物体表面。反射回来的光线通过一组透镜,投射到感光元件矩阵上,感光元件可以是CCD/CMOS或者是PSD元件。反射光线的强度取决于被测物体的表面特性。为此,模拟元件PSD的敏感度需要进行调节。而对数字元件CCD传感器,使用德国米铱公司提供的实时表面补光技术(RTSC, Real Time Surface Compensation) 可以瞬时改变接收光强。
 
传感器探头到被测物体的距离可以由三角计算法则精确得到。采用这种方法能够得到微米级的分辨率。根据不同型号,测量得到的数据会由外置或内置控制器通过多种接口进行评估。


点激光传感器投射到被测物体上形成一个可见光斑,通过这个光斑可以非常简便的安装调试探头,因此点激光传感器被应用到非常多的领域,成为精密距离测量的热门选择。根据不同设计,光学测量原理允许测量距离达到1m。根据测量任务的需要,可以选择非常小的量程,但是具有极高测量精度。或者选择大量程,但是测量精度会有所下降。目前市面上有很多传感器型号可以快速补偿反射光的光强,但只有德国米铱公司的激光传感器成功实现了实时光强补偿。


快速表面补光技术 Rapid surface compensation
直接使用激光传感器测量,需要采样若干测量点。而这些测量点所处表面反射特性如果发生变化,就需要对反射光的光强进行调节,以达到信号稳定性。
 
而调节的速度取决于传感器制造商。如果传感器需要越多时间来调节光强,就意味着越多测量值在被测表面颜色发生变化时,不可用于判断测量结果。德国米铱公司提供的实时表面补光技术(RTSC)可以实现补光效果。此外,测量要确保激光传感器的测量范围内不存在异物干扰。灰尘或者其他小颗粒进入光路,会明显影响测量结果。另外,被测物体所处位置或移动方向对于传感器探头安装的影响不可低估。根据上述测量理论,反射光必须能够直达感光原件。如果反射光被阴影遮挡,则测量不可完成。因此,传感器安装位置必须与被测物体运动方向十字交叉。
 
虽然近些年激光传感器的尺寸日趋小型化,但与电磁类位移传感器相比,激光传感器的尺寸仍然偏大。