激光位移传感器
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半导体激光器1被镜片2聚焦到 被测物体6。反射光被镜片3收集， 投 射 到 CCD 阵 列 4 上 ; 信 号 处 理 器 5 通过三角函数计算阵列4上的光点 位置得到距物体的距离。
激光发射器通过镜头将可见红 色激光射向物体表面，经物体反射 的激光通过接受器镜头，被内部的 CCD线性相机接受，根据不同的距 离，CCD线性相机可以在不同的角 度下“看见”这个光点。
-16- 2020年7月15日星期三 16
四化、学激工光业位在移国传民感经器济应中注的意地的位问和题作用
PSD以进入光线元件的 整个光点分布来决定光点 的中心，并以此作为目标 物体的位置。CCD则会对 每个像素点检测光点的光 量分布之峰值，并将其识 别为目标物体的位置。因 此，CCD可以不管光点的 光量分布，而提供稳定且 高精度的位移测量。
-12- 2020年7月15日星期三 12
四化、学激工光业位在移国传民感经器济应中注的意地的位问和题作用
化二学、工激业光在位国移民传经感济器中的测地量位原和理作用
激光位移传感器通过激光发射器每秒发射一百万个脉冲到检测物并返回至 接收器，处理器计算激光脉冲遇到检测物并返回接收器所需时间，以此计算出 距离值，该输出值是将上千次的测量结果进行的平均输出。即所谓的脉冲时间 法测量的。激光回波分析法适合于长距离检测，但测量精度相对于激光三角测 量法要低，最远检测距离可达250m。
-6-
2020年7月15日星期三 6
化三学、工CD业5系在列国激民光经位济移中传的感地器位简和介作用
1.最长工作距离 2000mm 2.最高线性度 0.05% 3.最大量程 1000mm 4.满量程最高采样 10KHZ
-7-
2020年7月15日星期三 7
化三学、工CD业5系在列国激民光经位济移中传的感地器位简和介作用
5.各种不同CD5系列位移传感器及参数
-8-
2020年7月15日星期三 8
化三学、工CD业5系在列国激民光经位济移中传的感地器位简和介作用
-9-
2020年7月15日星期三 9
化学四工、业激在光国位民移经传济感中器的应地用位和作用
1.测旋转体跳动 2.仿生肌肉形变 3.冲击试验 4.材料变形
-10- 2020年7月15日星期三 10
3.激光位移传感器在测量厚度中的方法及应该 注意的问题
方法1：在激光探头的检测过 程，先扫描标准块，将上下表面 标定为零点基准面，再用激光探 头测量出板材厚度与标准样块(量 块)的差值，该差值信号由传感器 的扩展模块(控制器)采集后，通过 和差运算，得到板材厚度的绝对 值。
-15- 2020年7月15日星期三 15
化学四工、业激在光国位民移经传济感中器的应地用位和作用
5.板材厚度 6.机械臂定位 7.振动台试验 8.磨损量测量 9.铁路检测 10.涂胶厚度 11.形状测量
-11- 2020年7月15日星期三 11
化四学、工激业光在位国移民传经感济器中应的注地意位的和问作题用
1.激光位移传感器中接收器件PSD和CCD对比
-4-
2020年7月15日星期三 4
化二学、工激业光在位国移民传经感济器中的测地量位原和理作用
2.激光回波分析法测Fra Baidu bibliotek原理
激光位移传感器采用回波分析原理来测量距离可以达到一定程度的 精度。传感器内部是由处理器单元、回波处理单元、激光发射器、激光 接收器等部分组成。
-5-
2020年7月15日星期三 5
化学工业在国民经济中的地位和作用
激光位移传感器
—CD5系列
郑耀涛
-1-
2020年7月15日星期三 1
化学一工、业激在光国位民移经传济感中的器地简位介和作用
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。
激光
位移传感器是利用激光的高方向性、高单色性和高
四化、学激工光业位在移国传民感经器济应中注的意地的位问和题作用
接收透镜与光点 检测器所组成的整形 系统中，作用是将激
光器发出的光束汇聚 在工作范围内，使汇 聚的光斑尽量小而均 匀。一般接收透镜选 用柱面镜或者非球面 镜。
α越小，成像透 镜接收到的散射光强-14-
2020年7月15日星期三 14
四化、学激工光业位在移国传民感经器济应中注的意地的位问和题作用
-3-
2020年7月15日星期三 3
化二学、工激业光在位国移民传经感济器中的测地量位原和理作用
根据这个角度即得知激光和相 机之间的距离，数字信号处理器 就能计算出传感器和被测物之间 的距离。
同时，光束在接收元件的位置 通过模拟和数字电路处理，并通 过微处理器分析，计算出相应的 输出值，并在用户设定的模拟量 窗口内，按比例输出标准数据信 号。如果使用开关量输出，则在 设定的窗口内导通，窗口之外截 止。另外，模拟量与开关量输出 可设置独立检测窗口。
亮度等特点实现无接触测量。激光位移传感器就是
利用激光的这些优点制成的新型测量仪表，它的出
现，使位移测量的精度、可靠性得到极大的提高，
也为非接触位移测量提供了有效的测量方法。
-2-
2020年7月15日星期三 2
化二学、工激业光在位国移民传经感济器中的测地量位原和理作用
1. 激 光 三 角 法 测 量 原理
四化、学激工光业位在移国传民感经器济应中注的意地的位问和题作用
和其它传感器测厚一样，要实 现精密测厚需要注意以下条件，否 则再好的传感器也测不准。保证测 量准确性的条件是：两个传感器发 射光束必须同轴，以及两个传感器 扫描必须同步。同轴是靠安装实现 ，而同步要靠选择有同步端激光传 感器。安装使两个激光同轴，不但 确保被测体同一位置上的厚度，同 时降低了被测体倾斜带来的误差。 精密测厚，选精密激光位移传感器 很重要，但如果两个传感器不能同 步工作，安装不同轴，则根本测不 准。
2.激光位移传感器中各角度问题
如图，α为垂直线与接收透镜光轴 的夹角,β为接收透镜光轴与光点检 测器之间的夹角。θ为接收透镜光学 系统的横向放大率。应满足 Scheimpfly条件： tan α = θ tan β α一般取30度到60度 β一般取30度到50度
-13- 2020年7月15日星期三 13
激光发射器通过镜头将可见红 色激光射向物体表面，经物体反射 的激光通过接受器镜头，被内部的 CCD线性相机接受，根据不同的距 离，CCD线性相机可以在不同的角 度下“看见”这个光点。
-16- 2020年7月15日星期三 16
四化、学激工光业位在移国传民感经器济应中注的意地的位问和题作用
PSD以进入光线元件的 整个光点分布来决定光点 的中心，并以此作为目标 物体的位置。CCD则会对 每个像素点检测光点的光 量分布之峰值，并将其识 别为目标物体的位置。因 此，CCD可以不管光点的 光量分布，而提供稳定且 高精度的位移测量。
-12- 2020年7月15日星期三 12
四化、学激工光业位在移国传民感经器济应中注的意地的位问和题作用
化二学、工激业光在位国移民传经感济器中的测地量位原和理作用
激光位移传感器通过激光发射器每秒发射一百万个脉冲到检测物并返回至 接收器，处理器计算激光脉冲遇到检测物并返回接收器所需时间，以此计算出 距离值，该输出值是将上千次的测量结果进行的平均输出。即所谓的脉冲时间 法测量的。激光回波分析法适合于长距离检测，但测量精度相对于激光三角测 量法要低，最远检测距离可达250m。
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化三学、工CD业5系在列国激民光经位济移中传的感地器位简和介作用
1.最长工作距离 2000mm 2.最高线性度 0.05% 3.最大量程 1000mm 4.满量程最高采样 10KHZ
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2020年7月15日星期三 7
化三学、工CD业5系在列国激民光经位济移中传的感地器位简和介作用
5.各种不同CD5系列位移传感器及参数
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化三学、工CD业5系在列国激民光经位济移中传的感地器位简和介作用
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2020年7月15日星期三 9
化学四工、业激在光国位民移经传济感中器的应地用位和作用
1.测旋转体跳动 2.仿生肌肉形变 3.冲击试验 4.材料变形
-10- 2020年7月15日星期三 10
3.激光位移传感器在测量厚度中的方法及应该 注意的问题
方法1：在激光探头的检测过 程，先扫描标准块，将上下表面 标定为零点基准面，再用激光探 头测量出板材厚度与标准样块(量 块)的差值，该差值信号由传感器 的扩展模块(控制器)采集后，通过 和差运算，得到板材厚度的绝对 值。
-15- 2020年7月15日星期三 15
化学四工、业激在光国位民移经传济感中器的应地用位和作用
5.板材厚度 6.机械臂定位 7.振动台试验 8.磨损量测量 9.铁路检测 10.涂胶厚度 11.形状测量
-11- 2020年7月15日星期三 11
化四学、工激业光在位国移民传经感济器中应的注地意位的和问作题用
1.激光位移传感器中接收器件PSD和CCD对比
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2020年7月15日星期三 4
化二学、工激业光在位国移民传经感济器中的测地量位原和理作用
2.激光回波分析法测Fra Baidu bibliotek原理
激光位移传感器采用回波分析原理来测量距离可以达到一定程度的 精度。传感器内部是由处理器单元、回波处理单元、激光发射器、激光 接收器等部分组成。
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2020年7月15日星期三 5
化学工业在国民经济中的地位和作用
激光位移传感器
—CD5系列
郑耀涛
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2020年7月15日星期三 1
化学一工、业激在光国位民移经传济感中的器地简位介和作用
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。
激光
位移传感器是利用激光的高方向性、高单色性和高
四化、学激工光业位在移国传民感经器济应中注的意地的位问和题作用
接收透镜与光点 检测器所组成的整形 系统中，作用是将激
光器发出的光束汇聚 在工作范围内，使汇 聚的光斑尽量小而均 匀。一般接收透镜选 用柱面镜或者非球面 镜。
α越小，成像透 镜接收到的散射光强-14-
2020年7月15日星期三 14
四化、学激工光业位在移国传民感经器济应中注的意地的位问和题作用
-3-
2020年7月15日星期三 3
化二学、工激业光在位国移民传经感济器中的测地量位原和理作用
根据这个角度即得知激光和相 机之间的距离，数字信号处理器 就能计算出传感器和被测物之间 的距离。
同时，光束在接收元件的位置 通过模拟和数字电路处理，并通 过微处理器分析，计算出相应的 输出值，并在用户设定的模拟量 窗口内，按比例输出标准数据信 号。如果使用开关量输出，则在 设定的窗口内导通，窗口之外截 止。另外，模拟量与开关量输出 可设置独立检测窗口。
亮度等特点实现无接触测量。激光位移传感器就是
利用激光的这些优点制成的新型测量仪表，它的出
现，使位移测量的精度、可靠性得到极大的提高，
也为非接触位移测量提供了有效的测量方法。
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2020年7月15日星期三 2
化二学、工激业光在位国移民传经感济器中的测地量位原和理作用
1. 激 光 三 角 法 测 量 原理
四化、学激工光业位在移国传民感经器济应中注的意地的位问和题作用
和其它传感器测厚一样，要实 现精密测厚需要注意以下条件，否 则再好的传感器也测不准。保证测 量准确性的条件是：两个传感器发 射光束必须同轴，以及两个传感器 扫描必须同步。同轴是靠安装实现 ，而同步要靠选择有同步端激光传 感器。安装使两个激光同轴，不但 确保被测体同一位置上的厚度，同 时降低了被测体倾斜带来的误差。 精密测厚，选精密激光位移传感器 很重要，但如果两个传感器不能同 步工作，安装不同轴，则根本测不 准。
2.激光位移传感器中各角度问题
如图，α为垂直线与接收透镜光轴 的夹角,β为接收透镜光轴与光点检 测器之间的夹角。θ为接收透镜光学 系统的横向放大率。应满足 Scheimpfly条件： tan α = θ tan β α一般取30度到60度 β一般取30度到50度
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