激光位移传感器的测量方法及工作原理

一、定义

激光位移传感器（Laser displacement sensor）是利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表。能够精确非接触测量被测物体的位置、位移等变化。可以测量位移、厚度、振动、距离、直径等精密的几何测量。

二、激光位移传感器的工作原理

基本原理是光学三角法：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。激光传感器可用于其它技术无法应用的场合。例如，当目标很近时，计算来自目标反射光的普通光电传感器也能完成大量的精密位置检测任务。但是，当目标距离较远内或目标颜色变化时，普通光电传感器就难以应付了。虽然先进的背景噪声抑制传感器和三角测量传感器在目标颜色变化的情况下能较好地工作，但是，在目标角度不固定或目标太亮时，其性能的可预测性变差。此外，普通光电三角测量传感器一般量程只限于0.5m以内。

超声波传感器虽然也经常用于检测距离较远的物体，而且由于它不是光学装置，所以不受颜色变化的影响。但是，超声波传感器是依据声速测量距离的，因此存在一些固有的缺点，不能用于以下场合。

1、待测目标与传感器的换能器不相垂直的场合。因为超声波检测的目标必须处于与传感器垂直方位偏角不大于10°角以内。

2、需要光束直径很小的场合。因为一般超声波束在离开传感器2m远时直径为0.76cm。

3、需要可见光斑进行位置校准的场合。

4、多风的场合。

5、真空场合。

6、温度梯度较大的场合。因为这种情况下会造成声速的变化。

7、需要快速响应的场合。

而激光传感器能解决上述所有场合的检测。

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三、激光位移传感器选型方法

最近很多客户都咨询怎么选型、该怎么选、选哪款型号好？现在由我跟大家讲下激光位移传感器的选型方法，其实选型是很简单的，也没多什么技术的难题，选激光位移传感器只要知道以下几点就可以准确选出型号来了。

1、您要检测什么？

如：检测纸箱，检测玻璃瓶，检测电路板，检测…等等（要根据实际检测物体）

2、您要实现什么功能？

如：产品距离，产品高低差，产品的厚度，产品的平整度等等（根据实际要求）

3、检测距离（量程）是多少？（注意：这是以激光位移传感器的距离到检测物体的距离）

如：我要检测的10mm左右的产品平整度，我要检测20mm左右的产品的高度是多少等等应用。

4、检测精度是多少？（单位微米：μ）

如：我要检测我的产品不能相差3微米，超过3微米就是不合格产品。

5、响应速度（频率）是多少？（赫兹：Hz）

如：我的生产线流水线很快，每分钟能过500个产品等等

6、信号输出方式？（NPN/PNP、模拟量、通讯）

如：我是要npn输出的（国内大部分是npn输出的）

7、尺寸是否有特色要求？（产品尺寸）

如：我的安装地方很窄，需要一款很小的激光位移传感器。

8、电源是多少？（10-30VDC）

如：我要10V的

9、出线方式？（出线方式：电缆线/接插件）

如：我要直接出线的（电缆线）。（接插式的方便更换）

确定以上九点，一款激光位移传感器的型号就出来了。

四、激光位移传感器的输出方式

激光位移传感器的输出方式包括以下三种：

1.模拟量输出

激光位移传感器具有0-10V或者4-20mA的模拟量输出。

2.以太网数据串口输出

有部分的激光位移传感器可以与工业以太网直接相连，如FT50RLA-70激光位移传感它具有RS485(TYPES1)的输出接口，当使用串口数据线连接工业以太网时，传感器可以做到实时的有效数字数据输出。

3.开关量输出

大多数的位移传感器采用开关量输出，因为大多数的检测只需要检测距离有没有超过或过短于事先设定的临界值。

激光位移传感器外形尺寸小，便于安装，设置功能齐全，使用便利，可广泛应用于冶金工业，汽车工业，钢铁工业，印刷工业，食品工业，机器人控制，纺织工业，还用于产品厚度检测，相对距离位置检测，高度检测以及物体表面平整度检测等等场合。

五、激光位移传感器的常见应用

激光位移传感器使用激光检测被测物，可以实现高精度，快速响应，以及稳定检测。下面简单介绍激光位移传感器，应用于电子加工行业和饮料制造行业的高度检测。激光位移传感器的常见应用：

1、检测电子零部件高度

通过激光位移传感器测量电子零部件的高度。

2、检测食品包装盒的高度

激光位移传感器能够不受各种颜色的干扰，进行稳定测量食品包装盒的高度。

3、检测PCB板组件的高度

激光位移传感器可以不受不同材质的干扰，稳定测量PCB板上零部件的高度。

4、饮料瓶盖检测

通过激光位移传感器测量饮料瓶盖的高度来监视瓶盖是否盖紧。