激光測(cè)距傳感器的工作原理是什么？在應(yīng)用方面具有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

激光測(cè)距儀因手持測(cè)距儀的普及而家喻戶曉，手持激光測(cè)距儀器具有操作方便、價(jià)格親民的特點(diǎn)，被應(yīng)用于工業(yè)和非工業(yè)，所以除了手持式激光測(cè)距儀之外，在行業(yè)之中還有更精確、更小巧的激光測(cè)距傳感器，也因?yàn)槠錅y(cè)距方便的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于行業(yè)的大小角落。

今天就帶大家了解激光測(cè)距儀的原理、應(yīng)用及優(yōu)缺點(diǎn)選擇等因素，下一篇文章還將帶來(lái)實(shí)用案例，即激光測(cè)距儀器與PLC的連接及如何編程等。

三角法原理。

如上圖所示，半導(dǎo)體激光器發(fā)出的激光光束照射在靶上。接收器透鏡收集來(lái)自目標(biāo)的反射光并將其聚焦在傳感器之上。當(dāng)與目標(biāo)的距離發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)接收透鏡的反射光的角度發(fā)生變化，光聚焦在光敏元件之上的位置也不同。

時(shí)間測(cè)量的原則。

測(cè)量發(fā)光激光擊之中物體并返回時(shí)的距離。不影響工件表面狀態(tài)，可穩(wěn)定檢查。檢測(cè)時(shí)間接收到的激光反射光在正確的數(shù)字，并計(jì)算距離Y。

公式：2Y(往返距離)=C(光速)×T(接收反射光的時(shí)間)。

共焦測(cè)量原理。

測(cè)量部里有攝像頭。每個(gè)鏡頭都有固定的焦距，鏡頭的焦距設(shè)為F。用透鏡聚光時(shí)，高度為F時(shí)焦點(diǎn)重合，光線集中到一點(diǎn)。當(dāng)高度偏離F時(shí)，光線逐漸變得模糊。

確定了反射光最強(qiáng)時(shí)音叉(透鏡)的高度，并明確了目標(biāo)物體是否位于離光斑的焦距F處。與目標(biāo)的距離可以通過(guò)讀取音叉(鏡頭)的位置在這個(gè)時(shí)候通過(guò)外部傳感器的高精度測(cè)量。由于測(cè)量了焦點(diǎn)高度，因此可以在不受目標(biāo)材料、顏色、傾斜度等影響的情況之下實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量。

激光傳感器的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

在工業(yè)應(yīng)用之中，除了激光傳感器之外，還有一種功能類似的傳感器，那就是超聲波位移傳感器雖然制作工藝簡(jiǎn)單，所以價(jià)格便宜很多，但卻有著致命的缺點(diǎn)。超聲波無(wú)光斑，響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)。

熟悉超聲波傳感器的人都知道，當(dāng)超聲波信號(hào)以擴(kuò)散的形式發(fā)出時(shí)，范圍越大，面積越大。一旦一個(gè)點(diǎn)被屏蔽，信號(hào)就被傳輸回來(lái)，所以它的使用是有限的。

但是激光傳感器只是一個(gè)光斑，無(wú)論是一個(gè)很小的孔，還是一個(gè)遙遠(yuǎn)的物體，它都可以使用，而且激光的響應(yīng)時(shí)間非常快，所以可以進(jìn)行快速測(cè)量。

不過(guò)光傳感器有一個(gè)致命的缺點(diǎn)，就是怕水怕灰，有些激光傳感器本身就能做到IP65。但是，在使用時(shí)，如果發(fā)射器表面有水和灰，光就會(huì)被反射回來(lái)，產(chǎn)生假信號(hào)，此時(shí)激光器的性能顯然不如超聲波。

激光傳感器在工業(yè)之中的應(yīng)用。

1、大型車輛或目標(biāo)的移動(dòng)距離。工業(yè)之上最精確的運(yùn)動(dòng)控制是伺服系統(tǒng)，但正如我們后面所說(shuō)，伺服系統(tǒng)具有固有的局限性。既不能長(zhǎng)距離使用，變頻器和編碼器可以長(zhǎng)距離的使用但編碼器不容易安裝，容易損壞。然后激光測(cè)距儀的數(shù)值。

在直線行駛的車輛之上安裝反光鏡，將激光測(cè)距傳感器固定在地面之上，對(duì)準(zhǔn)反光鏡之上的點(diǎn)，即可測(cè)量距離。很多重工業(yè)都這樣做。

2 、檢測(cè)行業(yè)的核心。在檢測(cè)行業(yè)之中它也是不可缺少的測(cè)量手段，激光測(cè)距傳感器是最精確的點(diǎn)傳感器，在手機(jī)行業(yè)、汽車行業(yè)等，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行精確測(cè)量的需求可見一斑，在這些行業(yè)之中，激光測(cè)距的傳感器主要檢測(cè)產(chǎn)品的表面、厚度、間隙和磨損等。

激光測(cè)距傳感器的選擇。激光測(cè)距傳感器本身的精度與射程有很大關(guān)系，范圍越大，精度越低，高精度傳感器的范圍非常昂貴。

激光術(shù)語(yǔ)表示受激輻射的光放大。它是特殊的光發(fā)射或紅外輻射。它具有以下屬性或特性。激光是一種小工具，它可以激活微量元素或原子，以特定頻率發(fā)出光并增強(qiáng)光，定期發(fā)出極薄的光發(fā)射。輻射基本上涵蓋了非常有限的明顯、紅外或明亮頻率范圍。

單色例如包括一個(gè)頻率。這意味著激光可以進(jìn)入更溫和的區(qū)域以進(jìn)行更長(zhǎng)的距離，而不會(huì)降低激光柱的力功率。相干，例如所有部分都在舞臺(tái)上。這意味著激光釋放合理的光。因此，可以想象在切割和光刻中使用激光。例如，準(zhǔn)直所有部件以相同的方式行進(jìn)。這意味著激光在更突出的距離上跟隨細(xì)長(zhǎng)的方式。

什么是激光測(cè)距傳感器

激光測(cè)距傳感器利用激光精確測(cè)量目標(biāo)距離的傳感器。激光測(cè)距傳感器是一種利用調(diào)制激光的一定參數(shù)精確測(cè)量目標(biāo)距離的儀器。脈沖激光測(cè)距傳感器在操作過(guò)程中向目標(biāo)發(fā)射一束或一系列短脈沖激光束。光電元件的作用就是接收測(cè)量目標(biāo)反射出的激光束，定時(shí)器精準(zhǔn)測(cè)定從發(fā)射到接收激光束的時(shí)長(zhǎng)，并計(jì)算測(cè)量值。儀器到目標(biāo)的距離。大多數(shù)激光測(cè)距傳感器采用基于相位的測(cè)距方法，精度為1毫米，適用于各種高精度測(cè)量應(yīng)用。

當(dāng)激光測(cè)距傳感器的激光光點(diǎn)瞄準(zhǔn)目標(biāo)并發(fā)出時(shí)，測(cè)量往返時(shí)間，然后乘以光速獲得往返距離。雷達(dá)傳感器激光測(cè)距具有方向性強(qiáng)、單色度高、功率大等優(yōu)點(diǎn)。這些對(duì)于長(zhǎng)距離測(cè)量、確定目標(biāo)方位、提高接收系統(tǒng)的信噪比和保證測(cè)量精度都非常重要。

由于激光測(cè)距傳感器具備高方向性、高單色性以及高功率等特點(diǎn)，這些對(duì)于長(zhǎng)距離測(cè)量、確定目標(biāo)方位角以及保證測(cè)量精度等是非常關(guān)鍵的。添加激光雷達(dá)的激光測(cè)距傳感器裝置不僅可以測(cè)距，還可以測(cè)量目標(biāo)方位角以及移動(dòng)速度等，

激光測(cè)距傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)

通常激光測(cè)距傳感器主要的優(yōu)勢(shì)為其體積非常輕便且易于使用。激光位移傳感器是非接觸式的，它通過(guò)記錄和處理光脈沖從發(fā)出到接收到的時(shí)間來(lái)測(cè)量目標(biāo)距離。由于光速太快，激光傳感器必須極其精確地測(cè)量傳輸時(shí)間。

激光測(cè)距傳感器與其他技術(shù)比較，其運(yùn)行成本非常低且效率高，能夠解決小于一微米的測(cè)量結(jié)果。激光測(cè)距傳感器的測(cè)量范圍很大，因此它們能夠適應(yīng)非常廣泛的應(yīng)用要求。由于操作距離大，有足夠的距離來(lái)減少接觸移動(dòng)物體造成的潛在損壞。

但是，重要的是要確保激光系統(tǒng)清潔且沒(méi)有灰塵和其他異物，否則會(huì)影響精度。由于激光頭具有高度敏感的電子元件，因此它們的工作溫度受到一定的限制。此外，真空裝置不能在沒(méi)有外部冷卻的情況下進(jìn)行。

文章主要介紹了激光測(cè)距傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)，瀏覽文章可以了解到激光測(cè)距傳感器與其他技術(shù)比較，其運(yùn)行成本非常低且效率高，能夠解決小于一微米的測(cè)量結(jié)果。激光測(cè)距傳感器的測(cè)量范圍很大，因此它們能夠適應(yīng)非常廣泛的應(yīng)用要求。由于操作距離大，有足夠的距離來(lái)減少接觸移動(dòng)物體造成的潛在損壞。

激光測(cè)距傳感器是先由激光二極管對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖，經(jīng)目標(biāo)反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器，被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感器，因此它能檢測(cè)極其微弱的光信號(hào)。記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被接收所經(jīng)歷的時(shí)間，即可測(cè)定目標(biāo)距離。下面來(lái)聊一聊激光測(cè)距傳感器的原理及應(yīng)用剖析，一起來(lái)看看吧!

激光傳感器必須極其精確地測(cè)定傳輸時(shí)間，因?yàn)楣馑偬?。要分辨?ps的時(shí)間，這是對(duì)電子技術(shù)提出的過(guò)高要求，實(shí)現(xiàn)起來(lái)造價(jià)太高。

但是如今的激光傳感器巧妙地避開了這一障礙，利用一種簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，即平均法則實(shí)現(xiàn)了1mm的分辨率，并且能保證響應(yīng)速度。

遠(yuǎn)距離激光測(cè)距儀在工作時(shí)向目標(biāo)射出一束很細(xì)的激光，由光電元件接收目標(biāo)反射的激光束，計(jì)時(shí)器測(cè)定激光束從發(fā)射到接收的時(shí)間，計(jì)算出從觀測(cè)者到目標(biāo)的距離;LED白光測(cè)速儀成像在儀表內(nèi)部集成電路芯片CCD上，CCD芯片性能穩(wěn)定，工作壽命長(zhǎng)，且基本不受工作環(huán)境和溫度的影響。因此，LED白光測(cè)速儀測(cè)量精度有保證，性能穩(wěn)定可靠。