激光位移傳感器是利用激光技術(shù)進(jìn)行測量的傳感器，由激光器、激光檢測器和測量電路組成。作為新型測量設(shè)備，激光位移傳感器能夠精確非接觸測量被測物體的位置、位移等變化，還可測量位移、厚度、振動、距離、直徑等精密的幾何測量。
目前，激光位移傳感器按照原理可分為激光三角測量法和激光回波分析法兩種，其中激光三角測量法適用于高精度、短距離的測量，激光回波分析法則用于遠(yuǎn)距離測量。在當(dāng)前的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用中，通常采用三角測量法，這種方法最高線性度可達(dá)1um，分辨率可達(dá)到0.1um的水平。
三角測量法的原理是通過鏡頭將可見紅色激光射向被測物體表面，經(jīng)物體反射的激光通過接收器鏡頭，被內(nèi)部的CCD線性相機(jī)接收，根據(jù)不同的距離，CCD線性相機(jī)可以在不同的角度下“看見”這個光點。根據(jù)這個角度及已知的激光和相機(jī)之間的距離，數(shù)字信號處理器就能計算出傳感器和被測物體之間的距離。
同時，光束在接收元件的位置通過模擬和數(shù)字電路處理，并通過微處理器分析，計算出相應(yīng)的輸出值，并在用戶設(shè)定的模擬量窗口內(nèi)，按比例輸出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號。如果使用開關(guān)量輸出，則在設(shè)定的窗口內(nèi)導(dǎo)通，窗口之外截止。另外，模擬量與開關(guān)量輸出可獨立設(shè)置檢測窗口。
回波分析法則是通過激光發(fā)射器每秒發(fā)射一百萬個激光脈沖到檢測物并返回至接收器，處理器計算激光脈沖遇到檢測物并返回至接收器所需的時間，以此計算出距離值，該輸出值是將上千次的測量結(jié)果進(jìn)行的平均輸出，即所謂的脈沖時間法測量的。激光回波分析法適合于長距離檢測，但測量精度相對于激光三角測量法要低，最遠(yuǎn)檢測距離可達(dá)250m。
激光位移傳感器常用于長度、距離、振動、速度、方位等物理量的測量，還可用于探傷和大氣污染物的監(jiān)測等。
1、尺寸測定：微小零件的位置識別；傳送帶上有無零件的監(jiān)測；材料重疊和覆蓋的探測；機(jī)械手位置(工具中心位置)的控制；器件狀態(tài)檢測；器件位置的探測(通過小孔)；液位的監(jiān)測；厚度的測量；振動分析；碰撞試驗測量；汽車相關(guān)試驗等。
2、金屬薄片和薄板的厚度測量：激光傳感器測量金屬薄片(薄板)的厚度。厚度的變化檢出可以幫助發(fā)現(xiàn)皺紋，小洞或者重疊，以避免機(jī)器發(fā)生故障。
3、氣缸筒的測量，同時測量：角度，長度，內(nèi)、外直徑偏心度，圓錐度，同心度以及表面輪廓。
4、長度的測量：將測量的組件放在指定位置的輸送帶上，激光傳感器檢測到該組件并與觸發(fā)的激光掃描儀同時進(jìn)行測量，最后得到組件的長度。
5、均勻度的檢查：在要測量的工件運動的傾斜方向一行放幾個激光傳感器，直接通過一個傳感器進(jìn)行度量值的輸出，另外也可以用一個軟件計算出度量值，并根據(jù)信號或數(shù)據(jù)讀出結(jié)果。
6、電子元件的檢查：用兩個激光掃描儀，將被測元件擺放在兩者之間，最后通過傳感器讀出數(shù)據(jù)，從而檢測出該元件尺寸的精確度及完整性。
7、生產(chǎn)線上灌裝級別的檢查：激光傳感器集成到灌裝產(chǎn)品的生產(chǎn)制造中，當(dāng)灌裝產(chǎn)品經(jīng)過傳感器時，就可以檢測到是否填充滿。傳感器用激光束反射表面的擴(kuò)展程序就能精確的識別灌裝產(chǎn)品填充是否合格以及產(chǎn)品的數(shù)量。
8、傳感器測量物體的直線度：首先你需要2-3個激光位移傳感器來進(jìn)行組合式的測量。然后將3個激光位移傳感器安裝在于產(chǎn)線平行的一條直線上，并根據(jù)你所需要的測量精度來確定三個激光位移傳感器之間的間距。最后，你需要讓這一個物體以平行于激光位移傳感器安裝線上的方向前進(jìn)。當(dāng)產(chǎn)線與傳感器的安裝線是平行的情況下，三個傳感器測出來的距離差別越大則此物體的直線度越差，三個傳感器測出來的距離差別越小，說明此物體的直線度越好，你可以根據(jù)你所要測量物體的長度，以及三個傳感器安裝間的間距等數(shù)據(jù)來確立一個直線度的百分比，從而得到量化的信號輸出，已達(dá)到檢測物體直線度的目的。
實際應(yīng)用案例：
為了維持玻璃的平坦性，必須在更寬廣的范圍內(nèi)，進(jìn)行精確的控制溫度，這是因為如果在玻璃基板內(nèi)產(chǎn)生溫度差，那么將會產(chǎn)生殘留應(yīng)力，而造成為彎曲等玻璃變形的，或者在切割時讓玻璃出現(xiàn)變形，影響了玻璃基板的穩(wěn)定性，并且還有可能因為殘留應(yīng)力的結(jié)果，在制程中貼付偏光板之后，會產(chǎn)生光的相位差，造成LCD模組出現(xiàn)漏光的現(xiàn)象。并且應(yīng)力作用會造成于玻璃表面的傷痕，也會讓基板產(chǎn)生破損的結(jié)果。
通過使用激光位移傳感器可以成功測量透明材質(zhì)的平坦度，從而彌補(bǔ)了傳統(tǒng)激光位移傳感器在透明材質(zhì)或鏡面反射測量上的不足，增加了激光位移傳感器新的應(yīng)用領(lǐng)域。
目前，激光位移傳感器按照原理可分為激光三角測量法和激光回波分析法兩種，其中激光三角測量法適用于高精度、短距離的測量，激光回波分析法則用于遠(yuǎn)距離測量。在當(dāng)前的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用中，通常采用三角測量法，這種方法最高線性度可達(dá)1um，分辨率可達(dá)到0.1um的水平。
三角測量法的原理是通過鏡頭將可見紅色激光射向被測物體表面，經(jīng)物體反射的激光通過接收器鏡頭，被內(nèi)部的CCD線性相機(jī)接收，根據(jù)不同的距離，CCD線性相機(jī)可以在不同的角度下“看見”這個光點。根據(jù)這個角度及已知的激光和相機(jī)之間的距離，數(shù)字信號處理器就能計算出傳感器和被測物體之間的距離。
同時，光束在接收元件的位置通過模擬和數(shù)字電路處理，并通過微處理器分析，計算出相應(yīng)的輸出值，并在用戶設(shè)定的模擬量窗口內(nèi)，按比例輸出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號。如果使用開關(guān)量輸出，則在設(shè)定的窗口內(nèi)導(dǎo)通，窗口之外截止。另外，模擬量與開關(guān)量輸出可獨立設(shè)置檢測窗口。
回波分析法則是通過激光發(fā)射器每秒發(fā)射一百萬個激光脈沖到檢測物并返回至接收器，處理器計算激光脈沖遇到檢測物并返回至接收器所需的時間，以此計算出距離值，該輸出值是將上千次的測量結(jié)果進(jìn)行的平均輸出，即所謂的脈沖時間法測量的。激光回波分析法適合于長距離檢測，但測量精度相對于激光三角測量法要低，最遠(yuǎn)檢測距離可達(dá)250m。
激光位移傳感器常用于長度、距離、振動、速度、方位等物理量的測量，還可用于探傷和大氣污染物的監(jiān)測等。
1、尺寸測定：微小零件的位置識別；傳送帶上有無零件的監(jiān)測；材料重疊和覆蓋的探測；機(jī)械手位置(工具中心位置)的控制；器件狀態(tài)檢測；器件位置的探測(通過小孔)；液位的監(jiān)測；厚度的測量；振動分析；碰撞試驗測量；汽車相關(guān)試驗等。
2、金屬薄片和薄板的厚度測量：激光傳感器測量金屬薄片(薄板)的厚度。厚度的變化檢出可以幫助發(fā)現(xiàn)皺紋，小洞或者重疊，以避免機(jī)器發(fā)生故障。
3、氣缸筒的測量，同時測量：角度，長度，內(nèi)、外直徑偏心度，圓錐度，同心度以及表面輪廓。
4、長度的測量：將測量的組件放在指定位置的輸送帶上，激光傳感器檢測到該組件并與觸發(fā)的激光掃描儀同時進(jìn)行測量，最后得到組件的長度。
5、均勻度的檢查：在要測量的工件運動的傾斜方向一行放幾個激光傳感器，直接通過一個傳感器進(jìn)行度量值的輸出，另外也可以用一個軟件計算出度量值，并根據(jù)信號或數(shù)據(jù)讀出結(jié)果。
6、電子元件的檢查：用兩個激光掃描儀，將被測元件擺放在兩者之間，最后通過傳感器讀出數(shù)據(jù)，從而檢測出該元件尺寸的精確度及完整性。
7、生產(chǎn)線上灌裝級別的檢查：激光傳感器集成到灌裝產(chǎn)品的生產(chǎn)制造中，當(dāng)灌裝產(chǎn)品經(jīng)過傳感器時，就可以檢測到是否填充滿。傳感器用激光束反射表面的擴(kuò)展程序就能精確的識別灌裝產(chǎn)品填充是否合格以及產(chǎn)品的數(shù)量。
8、傳感器測量物體的直線度：首先你需要2-3個激光位移傳感器來進(jìn)行組合式的測量。然后將3個激光位移傳感器安裝在于產(chǎn)線平行的一條直線上，并根據(jù)你所需要的測量精度來確定三個激光位移傳感器之間的間距。最后，你需要讓這一個物體以平行于激光位移傳感器安裝線上的方向前進(jìn)。當(dāng)產(chǎn)線與傳感器的安裝線是平行的情況下，三個傳感器測出來的距離差別越大則此物體的直線度越差，三個傳感器測出來的距離差別越小，說明此物體的直線度越好，你可以根據(jù)你所要測量物體的長度，以及三個傳感器安裝間的間距等數(shù)據(jù)來確立一個直線度的百分比，從而得到量化的信號輸出，已達(dá)到檢測物體直線度的目的。
實際應(yīng)用案例：
為了維持玻璃的平坦性，必須在更寬廣的范圍內(nèi)，進(jìn)行精確的控制溫度，這是因為如果在玻璃基板內(nèi)產(chǎn)生溫度差，那么將會產(chǎn)生殘留應(yīng)力，而造成為彎曲等玻璃變形的，或者在切割時讓玻璃出現(xiàn)變形，影響了玻璃基板的穩(wěn)定性，并且還有可能因為殘留應(yīng)力的結(jié)果，在制程中貼付偏光板之后，會產(chǎn)生光的相位差，造成LCD模組出現(xiàn)漏光的現(xiàn)象。并且應(yīng)力作用會造成于玻璃表面的傷痕，也會讓基板產(chǎn)生破損的結(jié)果。
通過使用激光位移傳感器可以成功測量透明材質(zhì)的平坦度，從而彌補(bǔ)了傳統(tǒng)激光位移傳感器在透明材質(zhì)或鏡面反射測量上的不足，增加了激光位移傳感器新的應(yīng)用領(lǐng)域。
轉(zhuǎn)載請注明出處。
相關(guān)文章
熱門資訊
精彩導(dǎo)讀
關(guān)注我們
