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    三角测量法的激光位移传感器结构及减少误差的方法

    来源:www.hscgq.com    发布于:2016/4/11 11:19:53    点击量:

           位移传感器的类型繁多,为使广大的客户群体更了解哪款位移传感器更适用于客户的需要。今天,集传感器生产、销售于一体的恒神传感设备向大家介绍三角测量法的激光位移传感器的结构以及减少测量误差的方法。

    激光三角位移传感器是一种非接触式,高精度位移测量仪器,其采用激光三角法测量原理进行精密测量,测量精度可达微米级,可精确测量物体的位置、位移变化,广泛应用于工业生产线上的工件尺寸的检测,测量范围及工作距离比较小的位移精密测量,如物体的位移、厚度、振动等。这种激光位移传感器内部结构主要由激光发射器、CCD接收器及测量电路组成,光路按照三角法的原理设计组成激光发射器将红色的激光束聚集后射向被测物体表面,形成一个亮的光斑,当被测物体移动时,其表面上光斑的位置相对成像物镜发生改变,光敏器件上的光斑像点位置也相应地发生改变。经过散射的激光被线阵敏感面上所接受,根据CCD的特性和数字电路处理,通过微处理器分析,产生探测其光斑位置的标准电信号数据,如下图所示。

    测量之前首先必须得到传感器的输出电信号大小和传感器到测量物体距离之间的函数关系,然后根据电信号的大小通过反求的方式计算出被测物体的位移。目前有很多激光传感器如激光测距仪,激光测厚仪,激光测振仪,激光测速仪,测量原理大多采用激光三角测量法,激光三角测量法是最常见的位移测量方法。而基于激光三角法原理的传感器称为激光三角测量传感器及其典型应用。

    减少测量误差的方法:

    影响激光位移传感器的测量精度的因素有很多,光学系统中接受透镜若选用单透镜则存在各种像差,光源采用半导体激光器即光束为单色光,这样色差可以忽略,主要存在彗差、场曲、象散和畸变。

    背景光的存在会严重影响传感器的测量精度,实际测量中要想办法减少背景光对传感器的影响,通过以下几种方法可以减少背景光。

    1)采用滤光方法。滤光方法是指在传感器光信号接受面上加一块透过波长与光源发出的光相匹配的滤光片,信号光可以顺利通过,大部分的背景光则可以被滤除。

    2)直接减去背景光产生的信号大小,这种方法简单,但是在某些情况下不可靠。在其他条件不变的情况下关掉光源时传感器接受的光强大小时的信号,此时也就是背景光产生的信号。打开光源将检测到的输出信号减去只有背景光存在时的影响量,这种方法适合信号光强较小的情况下。

    3)利用双光路法。使用两个探测器,采用完全对称的光路,背景光对两条光路的影响相同,其中一条光路对另一条光路进行补偿,采用双光路测量的方法可以有效的克服背景光的影响。双光路的测量方法还可以减少由周围环境温度、湿度变化导致的折射率变化对测量精度的影响,提高测量系统的可靠性。这种方法严格要求两条光路对称。

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