激光测距仪原理(激光测距仪原理解释)
激光测距仪因为手持测距仪的普及而广为人知。手持式激光测距仪操作简单,价格接近,在工业和非工业领域都有广泛的应用。除了手持式激光测距仪,工业上还有精度更高、体积更小的激光测距仪,由于测距方便,广泛应用于工业的各个角落。
今天我们就带大家了解一下激光测距传感器的原理、应用场合、优缺点、选择等因素。下篇文章也会给大家带来实际案例,就是激光测距仪和PLC的连接方式以及如何编程。
三角测量原理
如上图所示,半导体激光器发出的激光束照射目标。透镜收集目标反射的光,并将其聚焦在光敏元件上。当与目标的距离发生变化时,反射光通过接收镜头的角度会发生变化,光聚焦在感光元件上的位置也会有所不同。
时间测量原理
在发光激光照射物体并返回的时间内测量距离。不会影响工件的表面状态,并且可以进行稳定的检测。查看右图中接收激光反射光的时间t,计算距离y。
计算公式:2Y(往返距离)= C(光速)× T(接收反射光的时间)。
共焦测量原理
测量部内部有一个镜头。透镜具有固定的焦距,并且透镜的焦距被设置为F..当这个透镜用来聚光时,当高度为F时,焦点重合,光线汇聚到1点。当高度偏离F时,光线逐渐变得模糊。
确定反射光最强时音叉(透镜)的高度,目标是否位于离它的焦距F处就一目了然了。通过内部传感器高精度读取音叉(透镜)位置,即可测出与目标的距离。因为它测量的是对焦高度,所以可以实现精确测量,不受目标的材质、颜色、倾斜度的影响。
激光传感器的优点、缺点和注意事项;
在工业应用中,除了激光传感器之外,还有另一种具有类似功能的传感器,即超声波位移传感器。尽管超声波位移传感器由于其简单的制造工艺而便宜得多,但是它具有致命的缺点,即:超声波束是非点的,并且具有长的响应时间。
众所周知在超声波传感器火热的年代,超声波信号是以扩散状传播的,测量范围越大,它的面积就越大,而一旦某个点被遮挡,信号就会被传回,所以它的用途非常有限。
但是激光传感器只是一个点,不管是小孔还是远处的物体都可以用,而且激光的响应时间很快,可以用来快速测量。
但是所有的光学传感器都有一个致命的缺点,就是怕水怕灰。有些激光传感器可以达到IP65,但在使用时,如果发射器表面有水和灰尘,光线就会被反射回来,产生错误信号。在这一点上,激光的性能明显不如超声波。
激光传感器在工业中的应用;
1一些大型车辆或目标的移动距离;伺服系统是工业运动控制中最精确的一个,但是我们之前说过,伺服系统有一个天然的局限性,就是不能远距离使用,而变频器加编码器可以远距离使用,但是编码器不容易安装,容易损坏。这时候激光测距仪就显示出它的价值了。
在直线运动的车辆上安装反射镜,将激光测距传感器固定在地面上,将光斑打在反射镜上测量距离;许多重工业用这种方法测量距离。
2.测试行业的核心;也是检测行业不可或缺的测量手段,激光测距传感器是最精确的测点传感器,在手机行业、汽车行业等需要对产品进行精确测量的场合都可以看到。在这些行业中,激光测距传感器主要检测产品的表面、厚度、间隙和磨损等。
激光测距传感器的选择:
激光测距传感器本身的精度和测量范围有很大的关系,就是测量范围越大精度越低,大范围高精度的传感器都很贵。