激光传感器简介和特点
激光传感器是使用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光探测器和测量电路组成。激光传感器是一种新型测量仪器,其优点是可实现非接触远距离测量、速度快、精度高、测量范围大、抗光、电干扰能力强等。
激光传感器工作时,激光发射二极管首先向目标发射激光脉冲。激光被目标反射后,向各个方向散射。部分散射光返回传感器接收器,被光学系统接收,并成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种具有内部放大功能的光学传感器,因此它可以检测极微弱的光信号并将其转换为相应的电信号。
最常见的是激光测距传感器,它可以通过记录和处理光脉冲从发送到返回和接收的时间来测量目标距离。由于光传播速度如此之快,激光传感器必须极其准确地测量传输时间。
例如,光速约为3x108m/s,为了达到1mm的分辨率,传输时间测距传感器的电子电路必须能够解析以下极短的时间:
0.001m/(3x108m/秒)=3ps
要区分3ps的时间,这对电子技术要求过高,而且实现成本太高。但如今的激光测距传感器巧妙地避开了这一障碍,利用简单的统计原理,即平均法则,实现了1mm的分辨率并保证了响应速度。
利用激光高方向性、高单色性、高亮度等特点,可以实现非接触式远距离测量。激光传感器常用于测量长度、距离、振动、速度、方位等物理量,还可用于探伤和空气污染物的监测。
延伸阅读:
激光传感器具有许多独特的特性,这使得它们在许多领域得到广泛应用。以下是激光传感器的一些主要特点:
1.高精度:激光传感器可以达到微米级的测量精度,因此可以非常准确地获取目标物体的位置、尺寸等信息。
2.高速测量:激光传感器具有毫秒级的响应速度,这使得它在快速移动物体的测量中非常有用,例如自动化生产线上的物体检测和测量。
3.非接触式测量:激光传感器利用光电效应原理进行测量,无需接触被测物体,因此可以避免测量过程中的干扰和损坏。这非常适合一些对测量对象非常敏感的测量场景,例如珍贵文物的保护、医药生产等领域。
4.精确距离测量:通过测量激光脉冲的往返时间,激光传感器可以精确计算出物体与传感器之间的距离。
5.测量范围广:激光传感器可以在几厘米到数百米的较远距离内进行精确测量。
6.抗干扰能力强:激光传感器能够在复杂环境下保持稳定的测量性能,具有良好的抗干扰能力。
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