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激光位移传感器靠什么原理工作？
关键词标签： 作者 上海亨沃
来源 上海亨沃
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发布时间 2025-07-25 08:55
激光位移传感器主要基于两种核心原理工作：激光三角测量法和激光回波分析法。以下是详细解析：
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一、激光三角测量法(短距离高精度测量)
1. 工作原理
- 激光发射器通过镜头将激光束聚焦到目标物体表面，形成光斑。
- 反射光经接收镜头投射到线性探测器(如CCD/CMOS相机)上。
- 当物体位移时，反射光斑在探测器上的位置变化，形成角度偏移。
- 通过三角几何关系计算距离
2. 技术特点
- 高精度：分辨率可达0.1μm，线性度≤1μm(适用于微米级测量)。
- 短距离优化：最佳测量范围通常≤1m，精度随距离增加而下降。
- 非接触式：避免磨损，适合测量柔软或易损材料(如薄膜、电子元件)。
- 抗干扰性强：对颜色、材质适应性好，但需避免强反光表面。
3. 典型应用
- 工业自动化：精密零件尺寸检测、3D轮廓扫描(如手机屏幕厚度测量)。
- 机器人定位：实时跟踪机械臂末端位置偏差。
二、激光回波分析法(远距离测量)
1. 工作原理
- 激光发射器以高频脉冲(如每秒百万次)发射激光束。
- 接收器捕获反射脉冲，处理器计算往返时间(ToF)：
- 通过多次采样平均化，提升抗噪能力。
2. 技术特点
- 远距离能力：最远可达250m(如户外地形测绘)。
- 精度适中：分辨率约毫米级，低于三角法，但满足大范围检测需求。
- 环境适应性强：穿透烟雾、灰尘能力较强，适合恶劣工况(如矿山、港口)。
- 响应速度快：支持动态目标测量(如振动监测)。
3. 典型应用
- 基础设施检测：桥梁变形监测、隧道断面扫描。
- 物流自动化：AGV避障、堆垛高度检测。
三、其他补充原理
- 激光干涉法：通过光波相位差测量纳米级位移(如半导体晶圆检测)，精度极高但易受振动影响。
- 激光多普勒振动测量(LDV)：利用多普勒效应分析反射光频率变化，专用于振动速度/位移监测(如机床刀具颤振分析)。
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