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激光测距传感器:测量距离的理想选择

【摘要】:激光测距传感器先由激光二极管对准目标发射激光脉冲,经目标物体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。激光测距虽然原理和结构都较简单,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价太高,一般在几千美元。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。

激光检测的应用十分广泛,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、单色性好等优点。激光测距传感器先由激光二极管对准目标发射激光脉冲,经目标物体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。

激光测距传感器必须极其精确地测定传输时间,因为光速太快,约为3×108 m/s,要想使分辨率达到1 mm,则激光测距传感器的电子电路必须能分辨出以下极短的时间:0.001/(3×108)=3(ps);要分辨出3 ps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,利用一种简单的统计学原理,即平均法则实现了1 mm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。

激光测距虽然原理和结构都较简单,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。