激光位移

激光位移(三角法)是最常见的激光测位移的方法之一，20世纪70年代用于热轧带钢板形测量，由于这种板形测量方法简单，响应速度快，在线数据处理容易实现，现已广泛用于板形测量领域。激光测位移系统由激光光源和接收器(PSD和CCD)两部分组成。激光器LD发出的光经透镜L1汇聚照射在被测带钢表面的点O，其散射光由透镜L2接收汇聚到线性光电元件(CCD)上的点O'，O与O'点共轭。当被测带钢表面相对激光器LD发生位移x，而使物光点偏离零点O,像光点X'也将产生位移而偏离光电元件的零点(O')。由几何关系可推得x=aX'/(bsinβ十X'cosβ)。实际应用中调量系统结构可能略有不同，但测量原理基本相同。同时，光束在接收元件的位置通过模拟和数字电路处理，并通过微处理器分析，计算出相应的输出值，并在用户设定的模拟量窗口内，按比例输出标准数据信号。如果使用开关量输出，则在设定的窗口内导通，窗口之外截止。另外，模拟量与开关量输出可独立设置检测窗口。

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。

激光位移法只是测量带钢因浪形而上下摆动的位移量，而要得到对应平直度的参数计算出带钢宽度方向不同位置纵向纤维长度差异。因此，通常要沿带钢宽度方向设置三台以上激光位移传感器。

按照测量原理,激光位移技术原理分为激光三角测量法和激光回波分析法,激光三角测量法一般适用于高精度、短距离的测量，而激光回波分析法则用于远距离测量。

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。

光纤位移传感器

光纤位移传感器的测量原理为通过测量物体因位移导致其表面反射回来的光通量和光强度的变化来测量物体的位移情况，其探头由发射光纤和接收光纤两部分组成。对于尺寸很小的物体的位移和振动情况，常规的非接触式位移传感器收到反射面积的限制导致测量效果不是很理想，而光纤位移传感器则可以做成很小的探头（最小0.2mm直径），此外还可以做成直线发射和接收的形式，通过测量物体在位移过程中对光纤的遮挡程度来计算位移的数值，精度可达0.01um，量程最大4mm。

激光位移传感器FT50 RLA-20系列为例：

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■ 工作电源：18~30V DC

■ 光 源：激光 红色 670nm

■ 开关频率：40Hz

■ 连接方式：接插件 M12 4针

■ 模拟量输出：0~10v

■ 响应时间：0.6ms

■ 光斑尺寸：<0.8mm

■ 防护等级：IP67

■ 外形尺寸：50×50×17mm

■ 工作温度：0~ 50 °C

OPTIMESS® 2D二维激光位移传感器

激光位移传感器可精确非接触测量被测物体的位置、位移等变化，主要应用于检测物体的位移、厚度、振动、距离、直径等几何量的测量。

按照测量原理,激光位移传感器原理分为激光三角测量法和激光回波分析法,激光三角测量法一般适用于高精度、短距离的测量，而激光回波分析法则用于远距离测量，下面分别介绍激光位移传感器原理的两种测量方式。

激光位移传感器三角测量法

激光发射器通过镜头将可见红色激光射向被测物体表面，经物体表面散射的激光通过接收器镜头，被内部的CCD线性相机接收，根据不同的距离，CCD线性相机可以在不同的角度下“看见”这个光点。根据这个角度及已知的激光和相机之间的距离，数字信号处理器就能计算出传感器和被测物体之间的距离。

同时，光束在接收元件的位置通过模拟和数字电路处理，并通过微处理器分析，计算出相应的输出值，并在用户设定的模拟量窗口内，按比例输出标准数据信号。如果使用开关量输出，则在设定的窗口内导通，窗口之外截止。另外，模拟量与开关量输出可独立设置检测窗口。

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。

激光位移传感器回波分析法

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，最远检测距离可达250m。