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类型激光测距传感器.doc

  • 上传人:gnk289057
  • 文档编号:12324289
  • 上传时间:2021-12-10
  • 格式:DOC
  • 页数:4
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    激光测距传感器.doc
    资源描述:

    1、激光测距传感器 百科名片激光测距传感器激光测距传感器:先由激光二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器,被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器,因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间,即可测定目标距离。 目录隐藏工作原理 激光距离传感器的发展 解决其它技术无法解决的问题 在自动化领域的广泛用途 激光测距传感器和激光测距仪的区别: 应用实例 工作原理 激光距离传感器的发展 解决其它技术无法解决的问题 在自动化领域的广泛用途 激光测距传感器和激光测距仪的区别: 应用

    2、实例 编 辑 本 段 工 作 原 理激 光 测 距 传 感 器 : 激 光 测 距 传 感 器先 由 激 光 二 极 管 对 准 目 标 发 射 激 光 脉 冲 。 经 目 标 反 射 后 激 光 向 各 方 向 散 射 。 部 分 散 射光 返 回 到 传 感 器 接 收 器 , 被 光 学 系 统 接 收 后 成 像 到 雪 崩 光 电 二 极 管 上 。 雪 崩 光 电 二 极管 是 一 种 内 部 具 有 放 大 功 能 的 光 学 传 感 器 , 因 此 它 能 检 测 极 其 微 弱 的 光 信 号 。 记 录 并 处理 从 光 脉 冲 发 出 到 返 回 被 接 收 所 经 历

    3、的 时 间 , 即 可 测 定 目 标 距 离 。 激 光 传 感 器 必 须 极 其 精 确 地 测 定 传 输 时 间 , 因 为 光 速 太 快 。 如 , 光 速 约 为 3X108m/s, 要 想 使 分 辨 率 达 到 1mm, 则 测 距 传 感 器 的 电 子 电 路必 须 能 分 辨 出 以 下 极 短 的 时 间 : 0.001m(3X108m/s)=3ps 要 分 辨 出 3ps 的 时 间 , 这 是 对 电 子 技 术 提 出 的 过 高 要 求 , 实 现 起 来 造 价 太 高 。 但 是 如 今 的 激 光 传 感 器 巧 妙 地 避 开 了 这 一 障 碍 ,

    4、 利 用 一 种 简 单 的 统 计 学 原 理 , 即 平均 法 则 实 现 了 1mm 的 分 辨 率 , 并 且 能 保 证 响 应 速 度 。 远 距 离 激 光 测 距 仪 在 工 作 时 向 目 标 射 出 一 束 很 细 的 激 光 , 由 光 电 元 件 接 收 目 标 反 射的 激 光 束 , 计 时 器 测 定 激 光 束 从 发 射 到 接 收 的 时 间 , 计 算 出 从 观 测 者 到 目 标 的 距 离 ; LED 白 光 测 速 仪 成 像 在 仪 表 内 部 集 成 电 路 芯 片 CCD 上 , CCD 芯 片 性 能 稳 定 , 工 作 寿命 长 , 且

    5、基 本 不 受 工 作 环 境 和 温 度 的 影 响 。 因 此 , LED 白 光 测 速 仪 测 量 精 度 有 保 证 ,性 能 稳 定 可 靠 。 编 辑 本 段 激 光 距 离 传 感 器 的 发 展激 光 在 检 测 领 域 中 的 应 用 十 分 广 泛 , 技 术 含 量 十 分 丰 富 , 对 社 会 生 产 和 生 活 的 影 响也 十 分 明 显 。 激 光 测 距 是 激 光 最 早 的 应 用 之 一 。 这 是 由 于 激 光 具 有 方 向 性 强 、 亮 度 高 、单 色 性 好 等 许 多 优 点 。 1965 年 前 苏 联 利 用 激 光 测 地 球 和

    6、 月 球 之 间 距 离 ( 384401km) 误 差 只 有 250m。 1969 年 美 国 人 登 月 后 置 反 射 镜 于 月 面 , 也 用 激 光 测 量 地 月 之 距 ,误 差 只 有 15cm。 利 用 激 光 传 输 时 间 来 测 量 距 离 的 基 本 原 理 是 通 过 测 量 激 光 往 返 目 标 所 需 时 间 来 确 定目 标 距 离 。 激 光 测 距 虽 然 原 理 简 单 、 结 构 简 单 , 但 以 前 主 要 用 于 军 事 和 科 学 研 究 方 面 , 在 工 业自 动 化 方 面 却 很 少 见 。 因 为 激 光 测 距 传 感 器 售

    7、 价 太 高 , 一 般 在 几 千 美 元 。 实 际 上 , 所 有 工 业 用 户 都 在 寻 找 一 种 能 在 较 远 距 离 实 现 精 密 距 离 检 测 的 传 感 器 。 因为 许 多 情 况 下 近 距 离 安 装 传 感 器 会 受 物 理 位 置 及 生 产 环 境 的 限 制 , 如 今 的 激 光 测 距 传 感器 将 为 这 类 场 合 的 工 程 师 排 忧 解 难 。 编 辑 本 段 解 决 其 它 技 术 无 法 解 决 的 问 题激 光 距 离 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 ,

    8、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 , 三 角测 量 传 感 器 一 般 量 程 只 限

    9、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 。 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 。 需 要

    10、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。 需 要 可 见 光 斑 进 行 位 置 校 准 的 场 合 。 多 风 的 场 合 。 真 空 场 合 。 温 度 梯 度 较 大 的 场 合 。 因 为 这 种 情 况 下 会 造 成 声 速 的 变 化 。 需 要 快 速 响 应 的 场 合 。 而 激 光 距 离 传 感 器 能 解 决 上 述 所 有 场 合 的 检 测 。 编 辑 本 段 在 自 动 化 领 域 的 广 泛 用 途自 动 检 测 和 控 制 的 方 法 中 , 除 了 超 声 波

    11、传 感 器 和 普 通 光 电 传 感 器 外 , 又 增 加 了 一个 能 解 决 长 距 离 测 量 和 检 验 的 新 方 法 激 光 距 离 传 感 器 。 它 为 各 种 不 同 场 合 提 供 了 应 用 的 灵 活 性 , 这 些 场 合 可 包 括 如 下 : 设 备 定 位 。 测 量 料 包 的 料 位 。 测 量 传 送 带 上 的 物 体 距 离 和 物 体 高 度 。 测 量 原 木 直 径 。 保 护 高 架 起 重 机 免 于 碰 撞 。 无 误 差 检 查 场 合 。 编 辑 本 段 激 光 测 距 传 感 器 和 激 光 测 距 仪 的 区 别 :激 光 测

    12、距 传 感 器激 光 距 离 传 感 器 为 工 控 产 品 , 完 全 采 用 工 业 标 准 设 计 、 生 产 和 检 测 , 可 在 线 24 小 时连 续 实 施 测 量 , 并 且 可 以 多 台 组 网 测 试 。 激 光 测 距 仪 完 全 是 民 用 标 准 , 不 能 实 施 工 业 测 量 。 编 辑 本 段 应 用 实 例测 量 传 送 带 上 箱 子 的 宽 度使 用 两 个 激 光 传 感 器 , 在 传 送 带 的 两 侧 面 对 面 安 装 。 因 为 尺 寸 变 化 的 箱 子 落 到 传送 带 上 的 位 置 是 不 固 定 的 , 这 样 , 每 个 传

    13、感 器 都 测 量 出 自 己 与 箱 子 的 距 离 , 设 一 个 距 离为 L1, 另 一 个 为 L2。 此 信 息 送 给 PLC, PLC 将 两 个 传 感 器 间 总 的 距 离 减 去 L1 和 L2, 从 而 可 计 算 出 箱 子 的 宽 度 W。 保 护 液 压 成 型 冲 模机 械 手 把 一 根 预 成 型 的 管 材 放 进 液 压 成 型 机 的 下 部 冲 模 中 , 必 须 保 证 每 次 放 的 位置 准 确 。 在 上 部 冲 模 落 下 之 前 , 一 个 发 散 型 传 感 器 测 量 出 距 离 管 子 临 界 段 的 距 离 , 这 样可 保 证

    14、 冲 模 闭 合 前 处 于 正 确 位 置 。 二 轴 起 重 机 定 位用 两 个 反 射 型 传 感 器 面 对 反 射 器 安 装 , 反 射 器 安 装 在 桥 式 起 重 机 的 两 个 移 动 单 元上 。 一 个 单 元 前 后 运 动 , 另 一 个 左 右 运 动 。 当 起 重 机 驱 动 板 架 辊 时 , 两 个 传 感 器 监 测各 自 到 反 射 器 的 距 离 , 通 过 PLC 能 连 续 跟 踪 起 重 机 的 精 确 位 置 。 有 了 这 种 新 式 廉 价 激 光 测 距 传 感 器 , 反 射 性 或 多 颜 色 的 目 标 长 距 离 位 置 检 测 即 使 在检 测 角 度 变 化 的 情 况 下 也 没 问 题 了 。

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