激光位移传感器

传感器设计——激光位移传感器
背景介绍
随着21世纪的到来，人们开始进入了以知识经济为特征的信息时代。

此时各国航空航天、船舶等军事领域，及工业控制和农业现代化的不断发展，对位移传感器的需求量也不断上升，同时要求位移传感器不断地进行技术革新，不断地有新技术、新材料的运用，用以满足不同场合、不同环境条件的需求。

其中激光位移传感器等作为工业自动化技术工具的自动化仪表及装置正向数字化、智能化、网络化发展。

激光器作为一种新型光源，与普通光源有显著的不同。

它利用受激发射原理和激光腔的滤波效应，使所发光波具有一系列新的特点
同时，目前的激光检测技术可实现高精度、高效率、非接触在线检测。

在科学研究、工业生产、空间技术、国防等领域得到了广泛应用，是一种非常先进的测量技术。

目前需求量最多的激光位移传感器要数基于三角测量法的激光位移传感器，适用于检测各种回转体、箱体零件的尺寸和形位误差。

在零件的尺寸测量，三维轮廓测量，产品质量检测等领域极大地提高了测量效率和精度。

主要用途
激光位移传感器可精确非接触测量被测物体的位置、位移等变化，主要应用于检测物体的位移、厚度、振动、距离、直径等几何量的测量。

特点
激光位移传感器它是一种非接触式的精密激光测量系统,具有适应性强、速度快、效率高，精度高等特点
激光位移传感器系统的构成
系统主要由激光自准直发射、激光接收光学系统、CCD接收、光电运算处理电路和数据传输与显示等部分组成。

激光位移传感器的测量原理—三角测量法
激光位移传感器采用激光三角法测量原理测量系统发出的激光束经过聚焦后照射到被测物体表面，经漫反射后光线由成像透镜成像到光敏元件接受面上，通过光电转换器转换为电信号，电信号的输出大小仅与被测点的位置有关，当被测点高度发生变化，像点位置随之改变，引起传感器输出信号发生变化。

该传感器可与快速的反馈跟踪系统配合使用，能够准确快速地测出表面的形状与轮廓。

三角测量法优点
快速的反馈跟踪系统配合使用，能够准确快速地测出表面的形状与轮廓。

既提高了检测速度，又保护了被测工件表面免受划伤及防止测量头变形。

应用介绍
---在列车车轮直径动态测量上的应用
此模型对应的车轮半径公式为：
2211
11(L )2sin tan l L R l αα+=-
激光位移传感器主要技术指标和参数主要技术指标如下：
（1）测量误差：≤±0.5mm
（2）测量范围：90mm~390mm
（3）工作光源：激光波长650nm出瞳功率小于1mW工作指示光源：LED蓝光工作模式指示光源：红黄双色
（4）响应时间：＜0.1s
（5）最小分辨率：＜0.1mm
（6）数据输出：a LED数码显示；b RS-232标准数据输出
C标准模拟输出：0—﹢5v
（7）线性度：＜0.15%
（8）工作电压：DC15v—24v
（9）外形尺寸：100mm*50mm*26mm
主要参数如下：
量程：0.05-40米、70米、100米、200米
精度：±1毫米
输出频率：1-15Hz（取决于目标表面的反射率）激光：620-690nm红色可视激光；
激光等级：CLASS2
电压：4.8V-28V（标准5V）
数据接口：标配RS232（4-20mA、RS485、0-10V、RS422、0-5V、开光量输出可选）
工作温度：-10℃-50℃（温度范围可扩展至-40℃-70℃）
存储温度：-30℃-70℃
产品尺寸：153*87*38mm
重量：约400g。