采取三角测量法的激光位移传感器最高线性度可达1um,分辨率更是可达到0.1um的水平。比如ZLDS100类型的传感器,它可以达到0.01%高分辨率,0.1%高线性度,9.4KHz高响应,适应恶劣环境。 激光回波分析法
激光位移传感器采用回波分析原理来测量距离以达到一定程度的精度。传感器内部是由处理器单元、回波处理单元、激光发射器、激光接收器等部分组成。激光位移传感器通过激光发射器每秒发射一百万个激光脉冲到检测物并返回至接收器,处理器计算激光脉冲遇到检测物并返回至接收器所需的时间,以此计算出距离值,该输出值是将上千次的测量结果进行的平均输出。即所谓的脉冲时间法测量的。激光回波分析法适合于长距离检测,但测量精度相对于激光三角测量法要低。 与其他位移传感器比较 电涡流位移传感器
分辨率:电涡流传感器的分辨率最高也可达到0.1um,与激光位移传感器基本相当
线性度:电涡流传感器的线性度一般较低,为量程的1%左右,高端激光位移传感器则一般为0.1%
测量条件:电涡流传感器要求被测体为导体而且非导磁,即不导磁的导体,例如铝、铜等。铁则不行。激光位移传感器则对无论被测体是否导磁、是否导电都能测。 电容位移传感器
电容式位移传感器精度非常高,远高于激光位移传感器,但是电容位移传感器的量程很小一般小于1mm,激光位移传感器的量程最大可做到2m。 车辆检测方面应用实例
轴承内径测量仪
轴承内径测量仪采用激光位移传感器作为核心测量部件,用来高精度地测量轴承内径,达到精确匹配轴颈的要求。要将对圆形内径的测量转换为线性测量,需要一套稳定定位机构实现。
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T型自动定心结构采用高硬度、高稳定材料构成,以确保长期稳定使用。T型结构和激光位移传感器紧密贴合,通过校正,保证激光线是T型横梁的垂直平分线。
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系统通过T型部件与圆形密贴时的几何关系和力学关系,确保激光位移传感器发射的激光线过轴承垂向截面(即圆)的圆心,可将轴承内径测量转换为传感器和待测轴承距离的测量,通过特定公式,可得出内径数值。结合工艺要求,系统综合误差可保证低于5微米。
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3、光截图测量
光截图测量是机器视觉的一个利用线激光结构光检测的一个特例,该方法也称为结构光图象检测。将线激光器和CCD结合在一起制作,通过特制CCD二值化自动取值的方法,可制作成二维或称2D激光位移传感器。
原理
当线激光发生器与相机位置固定时,我们得出相机上的每个像素点与线激光平面存在一一对应的映射关系。
使用激光器的目的是将成像上的其他反射光成像点与激光成像点通过简单的二值化处理就完全区别开来,也就是说,除了激光反射光能够成像外,其它反射光均不能成像。
激光平面对应的空间物理位置可通过事先的标定器确切的知道,通过对标定器的成像,经过标定运算,得出相机相素点与激光平面确切的对应关系公式。
当实际测量时,将光截图中每个激光成像点代入标定公式,即可得出光截图中每个激光点的空间位置,进而完成测量。
结构组成
线激光发生器、面阵相机、镜头、图象采集卡、图象识别软件、标定器和标定软件。
车辆检测方面应用实例 1、车轮尺寸动态检测系统
轮辋检测光学测量机构示意
轮缘检测光学测量机构示意