激光位移传感器在零件圆度公差检测中的应用
激光位移传感器三角法位移测量原理的流程讲解
文章标题：深度探讨激光位移传感器三角法位移测量原理激光位移传感器是一种常用的高精度位移测量设备，其原理基于三角法。
在工业生产和科学研究中，激光位移传感器被广泛应用于各种需要精密测量的领域，如机械加工、材料测试、建筑工程等。
本文将从深度和广度的角度对激光位移传感器三角法位移测量原理进行全面探讨，旨在帮助读者全面理解和掌握这一重要原理。
一、激光位移传感器的工作原理激光位移传感器是通过激光束测量目标物体表面到传感器本体的距离，从而实现对目标物体位移的测量。
激光位移传感器内部包含激光器、接收器和信号处理器等关键部件，其工作原理基于激光的反射和回波时间的测量。
激光位移传感器能够实现高精度的位移测量，其原理基于三角法。
二、激光位移传感器三角法位移测量原理的流程讲解2.1 发射激光束当激光位移传感器开始工作时，激光器内的激光束被发射出去，同时记录下发射的时间t1。
2.2 激光束照射目标物体激光束照射到目标物体表面后，被反射回激光位移传感器，同时记录下接收的时间t2。
2.3 计算激光束的传播时间利用激光发射和接收的时间差Δt=t2-t1，结合光速c，可以计算出激光束的传播时间。
根据传播时间和光速的关系，可以得到激光束从传感器到目标物体表面再返回传感器的距离。
2.4 计算目标物体的位移通过测量激光束的传播时间和目标物体的距离，可以计算出目标物体的位移。
激光位移传感器利用三角法原理，通过测量激光束的传播时间和目标物体的距离，实现对目标物体位移的精确测量。
三、总结回顾激光位移传感器的三角法位移测量原理是基于激光的反射和回波时间的测量，通过测量激光束的传播时间和目标物体的距离，实现对目标物体位移的精确测量。
这一原理在工业生产和科学研究中具有重要的应用价值，对于提高生产效率和实现精密测量起着至关重要的作用。
对激光位移传感器三角法位移测量原理进行深入的了解和掌握，对于工程技术人员和科研人员来说是至关重要的。
个人观点与理解经过对激光位移传感器三角法位移测量原理的深入研究和思考，我认为这一原理的实现过程虽然复杂，但其基本原理是相对简单的。
激光跟踪仪在测量工件尺寸及形位误差上的应用
激光跟踪仪在测量工件尺寸及形位误差上的应用文章通过对TrackerCal 4型激光跟踪仪的基本结构和工作原理的简单介绍，结合其对工件尺寸及形位误差的测量方法、测量结果分析以及误差补偿分析，从而掌握了激光跟踪仪在测量中的使用技巧，进而达到提高测量效率和测量精度的目的。
标签：激光跟踪仪；形位误差；尺寸；误差补偿引言目前我国机械加工单位用来检测工件尺寸及形位误差的工具大都还是使用千分尺，游标卡尺等配合使用数控机床打表的传统方法来测量。
传统方法虽然也能很好的检测工件误差精度，但有很多检测问题是用传统方法解决不了的，且费时费力，效率低下。
随着对工件加工精度要求的提高，传统的检测方法在提高检测精度上有一定的局限性，因此使用激光跟踪仪检测工件不仅可以提高测量精度而且简便快捷，大大的节省了人力物力。
1 基本结构和工作原理TrackerCal 4型激光跟踪仪由Radian 跟踪头和控制箱、5米接线电缆、气象站（含1根1.5米连接线、1个空气温度传感器、1个材料温度传感器、一个大气压力传感器）、连接网线、SMR-1.5英寸直径空心靶球、电缆包、防尘盖、校准三脚架、系统软件等构成。
激光跟踪仪是在激光干涉仪的基础上结合先进的伺服控制技术得到目标点相对于跟踪头的位置，工作基本原理是在工件被测位置上放置靶球（充当反射器），跟踪头发射出来的激光射到靶球上，并返回到跟踪头，当靶球移动时，跟踪头实时的转动来对准目标，与此同时，返回光束被检测系统所接收，以此来测算目标的空间位置。
注：1-跟踪头和控制箱；2-连接网线；3-电源线；4-5米接线电缆；5-电缆包；6-SMR-1.5英寸直径空心靶球；7-靶球清洁套装；8-气象站；9-防尘盖。
图12 工件尺寸的测量以测量加工孔的直径为例：（1）首先把激光跟踪仪各部件连接起来布置好位置，摆放位置必须保证被测加工孔能够接收跟踪头发出的光束且光束不中断。
如图2所示。
（2）打开控制器上的电源开关，对激光跟踪仪进行预热，预热时间大约半个小时。
激光位移传感器测量表面粗糙度的实验装置和方法
Abstract: In order to realize the nondestructive measurement of surface roughness, a roughness measurement system based on a laser displacement sensor is designed. The hardware system consists of a laser displacement sensor, X-Y cross slide table, step motor, driver and PLC controller, and the software system is composed of a laser displacement sensor upper computer software and Matlab program. Firstly, the cross slider drives the measured object to move along the X or Y axis, and he laser displacement sensor measures Z-direction displacement data. The upper computer software derives the collected data and calculates the roughness value with the Matlab. The plane tests of aluminium alloy and plastic parts show that the experimental device and method are effective. Key words: roughness; laser displacement sensor; Matlab
激光位移传感器
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, 微电子技术、计算机技术、通讯网络技术及自动化技术高速发展的同时, 作为工业自动化技术工具的自动化仪表及装置也向数字化、智能化、网络化发展。
传感器技术、计算机技术和通讯技术一起构成了现代信息的三大基石。
而非接触检测可以克服接触式检测的不足，对于各种测量目标都可以提供高灵敏度、高精度、高效率的数据采集，从而实现对被测物各种参数的非接触测量。
它不会造成被测表面的划伤和损坏，对各种材料制成的工件皆可实现测量。
非接触检测的最大优点是在被检测物体加工过程中便可实现测量。
非接触检测的最大优点是在被测物体加工过程中便可对其进行测量，即在线实时检测，从而实现对加工过程的控制，降低废品率，可大大节省检测时间，提高生产效率，这是接触式检测方式所无法比拟的。
目前，非接触检测主要以激光检测和红外探测为为代表，而激光检测技术是最先进应用最广泛的检测技术之一。
可实现高精度、高效率、非接触在线检测。
对于解决国防及民用工业生产中的产品零件检测难题起到了及其重要的作用。
传感器是利用某种转换原理, 将物理的、化学的、生物的等外界信号变成可以直接测量的电信号的装置。
在实现生产自动化的过程中,采用适当的传感器(能满足系统要求的长期稳定性、可靠性、精确度等性能指标) 是十分重要的。
传感器是现代检测与控制系统中必不可少的组成部分,它的好坏直接关系到整个系统的成败。
在传感器测量技术中, 越来越广泛地运用了超声、微波、激光等声、光、电技术来解决不同工业领域中遇到的特殊测量问题和提高性能的要求。
激光器作为一种新型光源, 与普通光源有显著的不同。
他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。
激光检测技术是最先进应用最广泛的检测技术之一。
可实现高精度、高效率、非接触在线检测。
2 激光位移传感器的测量原理激光位移传感器是一种非接触式的精密激光测量系统, 它具有适应性强、速度快、精度高等特点,适用于检测各种回转体、箱体零件的尺寸和形位误差。
利用激光位移传感器高精度测量圆柱齿轮齿距方法
利用激光位移传感器高精度测量圆柱齿轮齿距方法摘要：齿轮广泛应用于汽车、发动机和航空航天等领域，齿距精度是保证齿轮生产质量的关键。
为了提高圆柱齿轮质量标准和生产工艺,应采用高精度的齿距测量方法。
通过使用非接触式测量技术,精确的圆柱齿轮齿距提高了准确性和多功能性，检查相应齿距的测量方法对于提高效率至关重要。
关键词:激光位移传感器;高精度;测量;圆柱齿轮;齿距激光是一种新型的光源，它与普通光源非常不同。
它利用激发发射原理和激光室的滤波效果,为发射波提供新的特性。
激光检测技术是最先进、应用最广泛的检测技术之一，它可以实现高精度,高效和非接触式在线检测。
一、激光位移传感器的测量原理激光位移传感器利用激光三角测量的原理来测量系统发射的激光束。
聚焦后,它照射被测物体的表面,经漫反射,并使用图像透镜将光线反射到光敏元件的接收表面。
通过将光电转换器转换为电信号,电信号的输出功率仅与测量点的位置相关,当测量点的高度发生变化,图像点的位置发生变化,导致传感器输出信号发生变化。
该传感器可与快速跟踪系统相结合,快速准确地确定表面形状和轮廓。
它克服了接触测试的许多缺点,提高了检测速度,保护了被测部件表面免受划痕,防止了测头变形。
激光束以一定角度聚焦在测量物体表面,然后以不同角度观察物体表面上的激光点。
激光束点在物体表面的位置发生变化,接收到的散射或反射光的角度也发生变化。
CCD或PSD(位置灵敏度检测器)可用于计算激光束点在物体表面的位置。
当物体沿激光线移动时,测量结果会发生变化,因此可以用激光测量物体位移。
二、激光位移传感器的应用研究进展高精度激光位移传感器的主要应用是偏移,间隙,厚度,弯曲,变形,尺寸,公差测量,生产过程质量控制和尺寸检测。
然而,随着计算机技术的发展,科学家们探索了其他更复杂的形状测量方法,通过使用激光位移传感器测量零件上方点的二维坐标。
激光运动传感器使用一维位移平台扫描物体表面,然后处理测量数据以获得物体表面的形状。
激光位移传感器原理
激光位移传感器原理
激光位移传感器是一种通过测量激光光束在目标物体上反射或散射后的光信号来实现位移测量的传感器。
其原理基于激光光束在空间中传播时的光路变化，通过测量激光光束的位置和光束散射或反射的特性来确定目标物体与传感器之间的位移。
激光位移传感器通常由光源、光电二极管（或光敏电阻）、信号放大电路和位移测量计算单元组成。
首先，激光光源产生一束光束，经过透镜聚焦形成一条细的光束。
然后，该光束照射到目标物体上，部分光束被目标物体散射或反射回传。
光电二极管或光敏电阻接收到反射或散射的光信号，并将其转换为电信号。
根据激光的光路变化以及目标物体反射或散射光的特性，传感器可以通过测量接收到的光信号的强度、方向和位置来计算目标物体与传感器之间的位移。
通常，传感器会在不同位置下进行多次测量，以提高测量的准确性和稳定性。
激光位移传感器具有高精度、高灵敏度和无接触式测量等特点，广泛应用于工业自动化、机器人技术、精密加工和测量等领域。
由于激光光束的高方向性和聚焦性，激光位移传感器在测量微小位移和表面形貌时表现出良好的性能。
机械零件圆度误差多功能检测仪研制
91中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2019.04 （上）目前国内市场上的圆度检测仪功能单一，主要用于轴承的内外圈检测，且手动读数和人工处理居多。
国内外生产的圆度或圆柱度自动检测仪，一般采用高精度的气浮轴承，价格昂贵，动辄十几万、几十万，难以普及。
经文献检索，既有一定检测精度又能提高检测效率的圆度和圆柱度检测仪还未见报道。
本项目下位机的是以Arduino 单片机为核心，Arduino 能通过添加多种传感器来使用，通过控制灯光、电机和其他的装置来接收、影响环境，也可以通过串口通信来实时监测串口返回值对数据进行实时监控。
Arduino 的编程是利用 Arduino 编程语言（c 语言为基础）和Arduino 开发环境来实现的。
Arduino 和其他一些在PC 上运行的软件，他们之间进行通信来实现。
为了达到测量圆度的目的我们设计了如下装置（图1）。
设计的圆度仪为工作台旋转式，传感器固定不动，被测零件放置在回转工作台上随工作台一起回传。
传感器使用的是KTP 自恢复式位移传感器。
具有高精度，高寿命，线性优异的特点，并有众多不同精度规格，可以根据零件的特性选择不同规格传感器，并且使用方便简单。
整个系统分为上位机评定系统和下位机控制系统,下位机由微型位移传感器，回转工作台，Arduino 单片机等构成，上位机系统为基于 ：Windows 操作系统的评定软件，可以进行系统设置，控制指令，设置测量参数，数字滤波，放大倍率，圆度评价及历史数据记录等操作。
工作原理如下：理想状态下，零件为标准的圆，微型位移传感器测量头并不会发生偏移，当零件不圆时，微型位移传感器的测量头发生位移，产生电压信号通过串口通信返回给单片机，通过程序转化，成为距离信号，再发送给上位机，上位机对得到的信号进行后续消除异常，标定，评定等，得到需要的结果，并进行图形打印或储存。
对于程序流程设计（如图2），利用Arduino 的串口通信，通过调节通信频率，设置信号返回接收数量，接收到的数据传输给上位机的处理程序，上位机再进行统计判断。
圆度误差的激光扫描非接触测量方法
圆度误差的激光扫描非接触测量方法宋甲午张国玉安志勇李成志景红薇高玉军摘要：利用激光狭缝扫描原理和光电传感技术，提出了一种用于测量大型回转体类零件圆度误差的激光扫描非接触测量方法和测量系统。
本文详细论述了测量系统及其测量原理、工件安装偏心误差的分离技术和计算机实时数据处理系统，实验结果证实了这种测量方法的可行性。
关键词：圆度误差；激光狭缝扫描；非接触测量；偏心误差A LASER-SCANNING NON-CONTACT MEASURINGMETHOD FOR ROUNDNESS ERRORSSong Jiawu Zhang Guoyu An Zhiyong Li Chengzhi （Changchun Institute of Optics and Fine Mechanics, Changchun,130022)Jing Hongwei Gao Yujun（Changchun Institute of Optics and Fine Mechanics, The ChineseAcademy of Sciences)Abstract：A laser-scanning non-contact measuring method and a measuring system for the roundness errors of large-sized rotating parts are presented. The measuring system and its measuring principle, the technique of separation of the eccentricity error resulting from installing the parts， and computer real-time data processing system are described in some detail.The practicability of the measuring method is verified through experimental results. Key words：roundness error,laser slit scanning,non-contact measurement,eccentric error圆度误差是高精度回转体零件的一项重要精度指标，目前国内大多都用圆度仪对其进行接触式测量；日本采用多测头方法借助光学传感器测量工件的圆度［1］；英国开发了一种精密圆度测量系统，实现了轴对称物体表面的非接触式圆度测量［2］，而这些方法对大型回转体件的圆度是无法检测的。
KEYENCE基恩士激光位移传感器,适用同轴同点位的测量与加工需求
KEYENCE基恩士激光位移传感器，适用同轴同点位的测量与加工需求KEYENCE基恩士激光位移传感器，适用同轴同点位的测量与加工需求KEYENCE基恩士激光位移传感器是一种在激光位移测量中应用广泛的。
与传统的一体式激光位移传感器相比，分体式激光位移传感器在结构上有所不同，其重要特点是将发射端和接收端的机械结构去除，中心位置空缺，从而能够适配各种加工结构或视觉检测结构，实现同轴同点测量。
以下将说明分体式激光位移传感器的原理和优势，分体式激光位移传感器的工作原理是发射一束激光，将其照射到被测物体表面，并接收端接收激光的反射信号，通过计算反射光的位移量来确定被测物体的位移。
其中，激光的发射端和接收端之间机械结构的干扰，使得传感器具备了更高的精度和稳定性。
KEYENCE基恩士激光位移传感器其次，分体式激光位移传感器的应用优势重要表现在以下几个方面：1. 实现同轴同点测量：传统的一体式激光位移传于结构限制，无法实现同轴同点测量，而分体式激光位移传感器通过去除中心的机械结构，可以方便地与各种加工结构或视觉检测结构搭配，实现同轴同点大大提高了测量的准确性和可靠性。
2. 适应多样化应用：由于分体式激光位移传感器可以作为一个通用的测量模块，将其与不同的加工结构如点胶头、激光加工器、机器视觉和喷嘴等结构相结合，可以行业和应用领域的要求，实现更广泛的功能。
3. 提高生产效率：分体式激光位移传感器的应用能够提高生产线的自动化程例如，在点胶制程中，传感器可以与点胶头搭配使用，实现对胶水加的精准明确定位，提高点胶质量和效率；在激光加工中，传感器可以与激光加工器结合，实现对加工位置和深度的精准明确掌控，提高加工精度和效率。
一般这种类型的KEYENCE基恩士激光位移传感器量程和检测距离都很小，约莫检测距离在810mm，测量量程约莫12mm。
精度可以做到微米以下。
且适用于检测镜面物体譬如晶圆类的物体。
上所述，分体式KEYENCE基恩士激光位移传感器通过去除发射端和接收端中心的机械实现了同轴同点测量的优势。
激光位移传感器在物体表面形状测量中的应用
Ｋ ｙ ｒ ｓ ｓｐ ｒｒｓ ｌｔ ｎ ｉ ｇ ｒｃ ｓｉｇ ｍａ ｉ ｍ ａｐ ｓｅｉ ｉ ｅ ｗｏ ｄ ： ｕ ｅ－ ｅｏｕｉ ；ｍａ ｅｐｏ ｅｓｎ ； ｘｍｕ ｏｔｒ ｒ ｏ ｏ
基 金 项 目 ：文 化 部科 技 创 新 资 助 项 目 （７ ２ ０）， ２ — ０ ９ 吉林 省科 技 厅 资 助 项 目 （０ ８ ３９ ２００３）
ａ ｄ ａ ｗｉ ｅ ｒ ｎ ｅ ｏ ｐ ｌ ａｉｎ ．Ｉ ｈｓ ｐ ｐ ｒ ａ ｅ ｉｐ ａ ｅ ｎ ｅ ｓ ｒｍｅ ｓ ｒ ｓｔ ｅ ｗｏ ｋ ｉｃ ｏｎ ｓ ｏ ｗｏ ｎ ｄ ａ ｇ ｆａ ｐ ｉ ｔｏ ｓ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ，ａ ｌｓ ｒｄ ｓ ｌｃ ｍｅ ｔｓ ｎ ｏ ａ ｕ ｅ ｈ ｒ ｐｅ ｅ ｐ ｉｔ ｎ ｔ — ｃ
ｆｒ ｅ，ｈ ｂｅｔｈ ｕ ａｅｍ ｒｈｌ ｙｉ ｒ ｏｅｅ ｃｏｄｎ ａａ ｒｃｓ． ｈ ｉ ｌ ｅ ｅｔ ｅｓｒ ｅｏ ｔ ｎ ｕｔ ｒｔｅｏｊｃ ｔｅｓｒ ｃ ｏｐ ｏ ｇ ｃｖｒｄａｃｒｉｇｔ ｄｔ ｐｏｅｓＴ ｅｄ ｐａ ｍ ｎ ｓｎｏ ｒ ｌ ｉ ｈ ｆ ｏ ｓｅ ｏ ｓ ｃ ｓ ｕｏ
卜
第２ 卷 ７
ห้องสมุดไป่ตู้第 ｌ期 ０
Ｖｏ ． Ｎｏ．Ｏ １ ２７ １
１ 引
言
所示 。
２ ． 形 状测 量 原 理 ２
物体 形状测量在工业制造领域有强烈 的需求， 特
激光位移传感器测量形状系统组成如 图 ２ 所示 ：
别是非接触式的测量 方式 ，在精 密制造 、航空航 天 、 军事等许多领 域都具 有广泛的应用 『 】 Ｊ 于物体形 状 。对
Ｃ ｉ ｓ Ａ ａ ｅ ｙ ｆ ｃ ｎｅ， ｈｎ ｃｕ ０ ３， ｈｎ） ｈｎ ｅ ｄｍ Ｓ ｉ ｃｓＣ ａｇｈ ｎ１ ０ ３Ｃ ｉ ｅ ｃ ｏ ｅ ３ ａ
激光位移传感器测量原理
激光位移传感器测量原理
激光位移传感器是一种新型的安全性监测系统，它能够帮助管理者实时监测机器的操作情况和安全状态。
激光位移传感器的核心元件就是激光器。
它被安装在探测器外，探测器将激光定向发射到指定的机器工作表面上。
激光器发出的激光会反射到探测器上，当探测到机器上物体发生位移时，反射激光会发生变化，探测到的位移值就通过激光反射器传递给探测器。
激光探测器能够反映出物体表面的位移，但是不能准确测量本身的尺寸。
为了得到准确的尺寸，就需要将探测器与激光源的距离作为参考，结合激光的反射角度和激光的衰减程度来计算出位移值。
这个计算公式就是激光位移传感器计算物体尺寸的核心。
激光位移传感器有以下几个主要特点：
（1）灵敏度高：反应能力强，提供了精确的位移信号。
（2）精度高：可以根据实际需要提供准确的位移数据，不受其他因素的影响。
（3）响应速度快：可以通过控制参数来提高响应速度，适用于各种快速变化的环境中。
（4）工作稳定性好：只要安装准确，系统的稳定性即可保证，可以实现长时间无故障运行。
（5）安装容易：可以根据使用场合易于安装，独立使用时无需多余的连接线。
激光位移传感器在安全性监测与控制方面发挥着重要作用，是机器安全监测的工具，具有高精度，安装简单，反应速度快的特点，深受工程师和使用者喜爱。
激光位移传感器的研究与应用
激光位移传感器的研究与应用摘要激光位移传感器，凭借其高精度测量与非接触操作的独特优势，在工业自动化及科学研究的广阔舞台占据了举足轻重的地位。
本研究深入剖析了激光位移传感器的工作原理、关键技术要素，及其在多领域应用的实例，并对该传感器的性能进行了全面审视与优化探索。
研究证实，该技术能够精准检测细微位移变化，为工业生产线的质量监控、物料精确定位，以及科研中微观形变的精密测量等提供了坚实的数据保障。
在技术升级的努力下，通过激光源的改良、光学系统优化及信号处理技术的增强，传感器的精确度与稳定性均实现了显著提升。
此外，激光位移传感器在智能机器人、交通监控等新兴应用领域的潜力逐渐显现，预示着其应用范围的不断拓展。
随着技术创新步伐的加快，激光位移传感器无疑将在更多领域绽放光彩，为相关行业的发展注入强劲动力。
关键词：激光位移传感器；高精度测量；非接触式测量；工业自动化；科研实验；性能优化；新兴领域应用目录摘要 (1)第一章引言 (3)1.1 激光位移传感器的研究背景 (3)1.2 激光位移传感器的应用意义 (4)1.3 当前研究现状及研究方法 (5)第二章激光位移传感器原理与技术 (7)2.1 激光测距原理 (7)2.2 关键技术分析 (8)2.3 传感器特点 (9)第三章激光位移传感器的应用实例 (11)3.1 工业自动化领域的应用 (11)3.2 科研实验领域的应用 (12)3.3 其他领域的应用 (12)第四章激光位移传感器的性能评估与优化 (14)4.1 性能评估指标 (14)4.2 性能优化方法 (14)第五章激光位移传感器市场前景与挑战 (16)5.1 市场前景分析 (16)5.2 行业挑战与机遇 (16)第六章结论与展望 (18)6.1 研究结论 (18)6.2 未来研究方向与展望 (18)第一章引言1.1 激光位移传感器的研究背景激光位移传感器，凭借其高精度和非接触式的测量特性，近年来在工业界和科研领域均受到了广泛的关注和应用。
光电位移精密测量技术pdf
光电位移精密测量技术pdf光电位移精密测量技术是一种高精度的测量方法，广泛应用于各种科学研究和工业生产领域。
本文将从定义、应用、优缺点及发展方向等方面进行详细介绍，希望对广大读者有所启发和指导。
一、定义光电位移精密测量技术是通过光电传感器对目标物体进行位置、位移、速度和加速度等多维度测量的一种高精度测量方法。
其原理是利用激光或LED光源照射目标物体，测量物体反射或透射出的光信号，经过光电转换器转化为电信号，并由信号处理器进行数据处理和分析，最终得出目标物体的位移数据。
二、应用在生产制造领域，光电位移精密测量技术主要应用于机械加工、测绘、机器人、自动化控制等行业，用于精密测量各种机械零件的位置和位移量，以确保机器的稳定性和精度。
在医学领域，该技术可用于测量人体各种生物信号如呼吸、心跳等，同时也被广泛应用于神经科学、心理学等领域的研究中。
此外，在军事、环保等领域也有广泛应用。
三、优缺点相对于传统测量技术，光电位移精密测量技术有以下优点：1. 非接触式测量，避免了测量中对目标物体的影响；2. 高精度，可实现亚微米级的测量；3. 测量范围广，可测量多维度数据，具有多功能性；4. 快速反应，实现实时数据采集和处理。
但是，光电位移精密测量技术也存在一些缺点，如：1. 测量精度受环境因素影响，如温度、湿度、振动等；2. 高昂的成本，不适用于小型跨国企业和普通家庭使用；3. 对物体反射性能和光学特性有一定要求；4. 在测量距离较远或弱光照射下，可能会出现测量误差。
四、发展方向随着科技的发展，光电位移精密测量技术也在不断创新与进步。
未来该技术的发展将会从以下几个方向进行：1. 精准度提高：通过技术创新，提高测量的精准度和稳定性，进一步满足高精密度测量需求；2. 自动化和智能化：利用AI、机器学习等技术，实现光电位移精密测量技术的自动化、智能化，减少人力操作和误判；3. 小型化和便携化：将光电位移精密测量技术应用到小型装置中，实现便携式测量，为个人和特殊行业解决测量问题；4. 多功能性：结合多种传感技术，实现多功能性的光电位移精密测量系统，提高测量效率和准确性。
激光技术在精密测量中的应用研究
激光技术在精密测量中的应用研究1. 引言精密测量是现代科学研究和工程技术领域中不可或缺的一部分。
随着科技的不断进步和工程需求的增加，对精度和稳定性要求越来越高，因此需要借助先进的技术手段来实现更准确的测量。
激光技术作为一种重要的测量手段，具有较高的精度和灵敏度，因此在精密测量中得到了广泛的应用。
本文将探讨激光技术在精密测量中的应用研究。
2. 激光干涉测量激光干涉测量是一种基于干涉原理的精密测量技术。
它利用激光光源发出的单色、相干光经过光学系统的调制和分光，进一步通过干涉产生明暗交替的干涉图样，从而获得被测物体的形状、表面粗糙度等信息。
3. 光学测距方法激光技术在精密测量中的另一个应用是测距。
传统的测距方法常常受到环境因素的限制，精度不高。
而利用激光器发射一束激光束，通过接收激光波的回波时间来测算目标物体与测量设备之间的距离，可以实现高精度的测距。
这种方法在建筑工程、地质勘探和工业制造等领域中广泛应用。
4. 激光全息技术激光全息技术是一种借助激光技术记录和再现物体全息图像的方法。
它利用激光的相干性和干涉现象，可以记录物体的全部信息，包括形状、颜色和光的传播方向等。
通过再现全息图像，可以实现对物体的三维形状和光学特性的详细观察和分析。
激光全息技术在精密测量、光学显微镜和遥感等领域中有重要的应用价值。
5. 光纤传感器光纤传感器是一种利用光纤传输光信号，并通过测量光的传输特性来实现各种测量目的的传感器。
激光光源作为光纤传感器的光源可以提供稳定的激光信号，并经由光纤的传输，实现对温度、压力和形变等物理量的测量。
光纤传感器具有体积小、重量轻、抗干扰性强等优点，在工程领域中有广泛的应用。
6. 激光雷达测距激光雷达是一种通过发射激光波并接收其回波，通过测算时间差来测量目标物体与测量设备之间的距离的技术。
激光雷达利用激光束的走时和回波时间的差值，可以准确测量距离，并通过多次测量的数据处理，获得目标物体的位置和空间分布。
成形磨砂轮圆弧廓形关键参数在位检测方法及试验研究
doi: 10.11857/j.issn.1674-5124.2020020052成形磨砂轮圆弧廓形关键参数在位检测方法及试验研究师超钰1,2， 朱建辉1,2， 孙冠男1,2， 郭泫洋1,2， 王洁浩1,2， 包 华1,2(1. 超硬材料磨具国家重点实验室，河南 郑州 450001; 2. 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司，河南 郑州 450001)摘 要: 针对成形磨砂轮精密磨削加工中准确高效地检测砂轮形状精度的需求，提出砂轮廓形参数在位检测新方法。
首先采用线状激光位移传感器采集砂轮表面微观形貌数据，构建测量矩阵模型，再通过滤波去噪、宏观轮廓线提取、非线性曲线拟合等算法分析处理出砂轮廓形曲率半径和圆度误差检测指标。
通过磨削验证试验分析和检测不确定度评定，证明该方法稳定可靠，检测结果可以准确反映工件加工精度，满足复杂圆弧廓形砂轮检测需求，具有较好的工程应用价值。
关键词: 成形磨削; 在位检测; 曲率半径; 圆度误差中图分类号: TG74+3文献标志码: A文章编号: 1674–5124(2021)03–0036–07In-situ measuring method and experimental research on key circular-arcprofile parameters of form grinding wheelSHI Chaoyu 1,2, ZHU Jianhui 1,2, SUN Guannan 1,2, GUO Xuanyang 1,2, WANG Jiehao 1,2, BAO Hua 1,2(1. State Key Laboratory of Superabrasives, Zhengzhou 450001, China; 2. Zhengzhou ResearchInstitute for Abrasive & Grinding Co., Ltd., Zhengzhou 450001, China)Abstract : Aiming at the requirement for accurate and efficient detection of grinding wheel profile parameters in forming precision grinding processing, an in-situ measuring method for wheel profile parameters was proposed without precedent. Firstly, the grinding wheel global surface micro-topography data was measured through a linear laser displacement sensor, which constructed the measurement matrix model. Secondly, the matrix model was analyzed and processed through the algorithms of filtering, contour line extracting, non-linear curve-fitting, etc. Finally, the curvature radius and roundness error of wheel profile was calculated. The detection results of grinding verification experiment and uncertainty evaluation show that the new method is stable, reliable and can predict grinding accuracy, which can satisfy the detection requirement for wheel circular-arc profile. It is of great significance for the engineering application.Keywords : form grinding; in-situ measurement; curvature radius; roundness error收稿日期: 2020-02-25；收到修改稿日期: 2020-04-08基金项目: 国家重点研发计划项目（2018YFB2000502）作者简介: 师超钰（1988-），男，河南郑州市人，工程师，硕士，研究方向为智能磨削监控与测试。
基于激光位移传感器的测试应用
基于激光位移传感器的测试应用振联科技有限公司从建华一、前言近日，“嫦娥三号”成为各大媒体最炙手可热的话题，“嫦娥三号”搭载“玉兔号”月球车成功实现月球软着陆以及“玉兔号”月球车与“嫦娥三号”的器件分离，承载了中华民族几千年的探月梦终得实现。
在“嫦娥三号”探测器由环月轨道进入预定的月面着陆准备轨道的整个过程中，由起初的100公里环月圆轨道，到近月15公里的椭圆轨道，到3公里高度时启动探测器底部的反推火箭，再到100米高度时的探测器悬停，最后到4米高度时关闭发动机进行软着陆，探测器到月球表面的距离参数贯穿了整个着陆过程，据专家介绍，“嫦娥三号”对于这个距离的测量方法有多种方式进行配合测量，其中就包括用激光位移传感器来检测探测器距离月面的距离及其轮廓。
自60年代激光产生以后，其高方向性和高亮度的优越性就一直吸引着人们不断探索它在各方面的应用，其中，工业生产中的非接触、在线测量是非常重要的应用领域，它可以完成许多用接触式测量手段无法完成的检测任务。
普通的光学测量在大地测绘、建筑工程方面有悠久的应用历史，其中距离测量的方法就是利用基本的三角几何学。
在80年代末90年代初，人们开始激光与三角测量的原理相结合，形成了激光三角测距器。
它的优点是精度高，不受被测物的材料、质地、形状、反射率的限制。
从白色到黑色，从金属到陶瓷、塑料都可以测量。
二、激光位移传感器的原理介绍激光位移传感器分为激光三角测量法和激光回波分析法,激光三角测量法一般适用于高精度、短距离的测量，而激光回波分析法则用于远距离测量。
1、激光三角测量法原理如图1所示，激光三角测量法原理是，用一束激光以某一角度聚焦在被测物体表面，然后从另一角度对物体表面上的激光光斑进行成像，物体表面激光照射点的位置高度不同，所接受散射或反射光线的角度也不同，用CCD光电探测器测出光斑像的位置，就可以计算出主光线的角度，从而计算出物体表面激光照射点的位置高度。
当物体沿激光线方向发生移动时，测量结果就将发生改变，从而实现用激光测量物体的位移。
一种圆管类工件直线度激光测量系统
一种圆管类工件直线度激光测量系统杨凯;李振华;徐胜男;王明昱【摘要】设计了一种圆管类工件直线度激光测量系统,提出了一整套关于圆管类工件定心、内径获取和直线度计算的方法。
研制了高精度的自动定心机构,采用双锥体同轴定心法实现测量系统在圆管类工件内的高精度自动定心。
通过位置敏感探测器( PSD)和准直激光获得圆管各截面中心坐标,结合旋转扫描机构获得圆管内径测量值,并采用最小二乘椭圆拟合算法进行定心误差修正,最后进行数据处理,计算出工件直线度。
实验结果表明,该系统定心准确度可达20μm,内径测量准确度可达5μm,测量重复性稳定在7μm以内,直线度测量准确度在40μm以内。
%A laser based straightness measurement system for tube type workpieces is designed in this paper. The technologies about centering, diameter acquiring and straightness computing are also developed. The self-centering sub-system uses a double cone coaxial centering method to achieve high-precision centering. Center coordinates are obtained by PSD and collimated laser. A rotation scanning sub-system is used to obtain the tube type workpiece’s inner radius and angle measurements which are used to rectify the centering error by applying least squares circle fitting algorithm. The straightness of the tube type workpiece to be measured is finally calculated by using the above data obtained. Experimental results show that the system centering accuracy is up to 20μm, radial measurement accuracy up to 5μm, measurement repeatability up to 7μm, and straightness measurement ac-c uracy less than 40μm.【期刊名称】《计测技术》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】5页(P22-26)【关键词】圆管类工件;直线度;自动定心;位置敏感探测器(PSD);激光测量【作者】杨凯;李振华;徐胜男;王明昱【作者单位】山东大学控制科学与工程学院，山东济南250061;山东大学控制科学与工程学院，山东济南250061;济南幼儿师范高等专科学校，山东济南250307;山东省黄河计量研究院，山东济南250100【正文语种】中文【中图分类】TB92;TH744.5Key words：tube type workpieces；straightness；self-centering；position sensitive detector(PSD)；laser-based measurement在高精度加工制造业和国防工业等领域，圆管类工件直线度检测一直是个难题，国内外研究人员对此作了大量研究[1-5]，传统的圆管类工件直线度测量一般采用量规检验法、杠杆法和指示器法等，但是这些方法测量效率低，可重复性操作差，稳定性不高，而且操作过程复杂，容易受操作人员和测量环境影响，不满足现代化生产流水线的要求。
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激光位移传感器在零件圆度公差检测中的应用
作者：张忠捷韩焱
来源：《硅谷》2009年第15期
[摘要]CCD激光位移传感器以其高精度、高效率、高可靠性等优点,应用于精密零件的形位和位置公差的检测中。
由计算机控制,利用CCD激光位移传感器的三角测量法,采集被测零件数据后,然后根据最小二乘法拟合标定数据,最后得出零件精确的形位和位置公差。
目前可以实现精密零件的直线度、圆度、同轴度等形位和位置公差的精确测量。
[关键词]CCD激光位移传感器三角测量法形位和位置公差检测
中图分类号:TN2文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0810054-01
一、引言
随着科学技术的发展,不仅对某些精密零件的尺寸、粗糙度、形位和位置公差的要求都非常高,而且对它们的检测速度要求要快、效率要高。
一些传统的检测手段和圆度仪已不能满足这些高精度、高效率、高可靠性的精密零件的检测要求。
为实现精密零件形位和位置公差的高效、快速、可靠地检测,需要运用当今高科技的检测手段。
基于激光位移传感器的光电检测手段是包含光学技术、机械技术、微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术和通讯技术的当今最新的高科技一种检测方法[1]。
而且它具有以下优点:
1.与激光干涉仪相比,CCD激光位移传感器的优点在于:激光干涉仪利用干涉现象,以波长作为位移测量的单位基准。
而CCD激光位移传感器不利用干涉现象是以“激光腔镜移动半波长、激光频率移动一个纵横间隔”为工作原理的,激光器自身变成了位移传感器,不利用干涉现象,但以波长做尺子,比激光干涉仪简单得多,造价低得多[1]。
2.与电传感器相比,CCD激光位移传感器的优点在于:它是非接触式的检测,可以完全消除零件的径向跳动对测量结果的影响。
而且通过对各个传感器标定,并采用最小二乘法线性拟合标定数据,进一步提高系统的测量精度。
从而克服了传统圆度仪的测头接触式测量带来的弊端。
3.有较高的分辨率和精度。
对于633nm波长He-Ne激光,八分之一波长是0.079Mm。
4.线性度好,因为“激光腔镜移动半波长,频率移动一个纵模间隔”的规律在任何激光腔长下都成立,在任何测量范围内都成立,它没有原理上的非线性[2]。
5.可实现运动零件、非接触式的连续、快速的在线检测。
因此我们选择基于激光位移传感器技术来检测某些精密零件的形位和位置公差。
二、CCD激光位移传感器的测量原理[3~7]
CCD激光位移传感器测距原理是三角测量法原理。
CCD激光位移传感器可对几乎所有材料的被测物体进行点式位移测量。
图1为CCD激光位移传感器三角测量法的原理图。
激光二极管发出的光束经会聚透镜聚焦后垂直入射到被测物体表面上,当被测物体表面因运动而在该方向产生位移时,接收透镜接收被测物体表面入射光点处的散射光,将其成像在CCD敏感面上的不同位置,从而测量出物体的位移值。
再将这个位移值转换成光信号,然后应用光电转换器把光信号变成电信号,通过相应电路的过滤,放大,整流得到输出信号,从而算出被测量值。
若光点在CCD成像面上相对于基准点位移为x’,则被测面的位移x可按下式求出[2]:
式中:L为入射光束光轴和接收透镜光轴的交点到接收透镜中心的距离,L’为接收透镜后主面到CCD成像面的距离,1为入射激光束光轴和接收透镜光轴之间的夹角,2为CCD平面与接收透镜光轴之间的夹角。
三、基于CCD激光位移传感器零件检测的工作原理
系统检测的原理是:首先通过激光位移CCD传感器对被测物体进行扫描并进行数据采集,此时被测物体是在做匀速的旋转运动,而激光位移CCD传感器的探头(非接触式)是在做匀速的升降运动。
然后将采集到的数据利用最小二乘法误差拟合标定数据, 进行快速准确的处理,得到精确的形位和位置公差。
如图2所示。
基于CCD激光位移传感器精密零件形位和位置检测的测量装置框图如图3所示。
它由光、电、机和计算机四部分组成。
光学部分:应用CCD激光位移传感器;
机械部分:由回转工作台、立柱、测量架等组成;
电气部分:包括硬件系统及软件系统;
计算机:上述三部分运动及数据采集和数据处理以及误差评定都由计算机控制。
工作原理如图4所示。
它是一种非接触式的在线检测。
首先由计算机发出指令,激光位移
传感器开始工作,与此同时被测零件随工作台作匀速旋转运动,直线导轨带动激光位移传感器作升降运动。
计算机控制激光位
移传感器定时地采集零件不同位置处的数据,然后将这些数据由光信号变成电信号,传输到计算机中处理。
计算机运用最小二乘法拟合原理以及数学方法,建立被测参数求解的基本模型,结合定量标定参数,对数据进行误差评定,最终得出圆度的公差。
从而完成数据的采集、标量变换、形位和位置公差的运算,测量结果显示与存储、通信、打印等功能。
四、结束语
采用CCD激光位移传感器对精密零件的形位公差和位置公差测量是融合了光、机、电以及计算机和信号处理等高新技术一种检测手段。
它具有光电检测的精度高、测量范围大、检测时间短、非接触式等优点,并且CCD激光位移传感器结构又比激光干涉仪简单的多,造价低得多,而且CCD激光位移传感器是非接触式,因此它又比接触式的电传感器测量误差低。
基于上述原因,CCD激光位移传感器不但具有激光光栅传感器的精密、准确、快速、高效的特点,而且结构简单、成本低,是实现零件的形位公差和位置公差高效率、高精度、高可靠性检测和降低成本
的有效途径之一。
目前,基于CCD激光位移传感器对精密零件的形位公差和位置公差测量已经实现了直线度、圆度、同轴度、圆跳动的检测,效果良好。
参考文献:
[1]林宋、刘杰生、殷际英,光机电一体化技术产品实例[M].化学工业出版社,工业装备与信息工程出版中心,2003.11.
[2]北京机械工业局标准化站组编,形位公差专题汇编[M].北京机械工业局标准化站,1983.
[3]陈骥、王鑫、曹久大、周兆丰,高速CCD激光位移传感器[J].光学精密工
程,2008,Vol.16,No.4.
[4]陈琳,基于激光三角测距的三坐标测量系统研究[J].光学仪器,2004年4月,第24卷第二期.
[5]刘琪芳,数字合膛规系统设计[D].中北大学硕士论文,2008.
[6]宋开臣、张国雄,激光三角法扫描测头特性的研究[J].中国机械工程,2000,11(4):385-388.
[7]马荣贵、宋宏勋,CCD位移传感器结构参量计算方法[J].光子学报,2001,30(2):225-227.。