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标题: 激光测距传感器 [打印本页]
作者: 526810162    时间: 2017-3-10 09:18
标题: 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。


中文名激光测距传感器外文名Laser Distance Sensor量    程0.02-300m精    度±1.5-5mm工作原理相位式数据接口RS232/RS485/电流环激光等级class 2工作电压12-15V
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工作原理[url=]编辑[/url]
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3X10^8m/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(3X10^8m/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，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。[1]

传输方式[url=]编辑[/url]
ZYT-0100数据传输方式采用RS232/RS422.该型传感器可实现区域检测控制，输出开关量或电平信号。[1]

产品特点[url=]编辑[/url]
测量范围广，响应速度快；
远距离测量无需反光板；
测量精度高量程大；
905纳米安全激光对人眼无伤害；
体积小安装调试方便；
在线式连续测量达到无人值守连续监测；[1]

主要应用[url=]编辑[/url]
运动物体位置监控；
铁路接触网测量、建筑物限界测量；
不宜接近的物体测量；
工业自动化和生产智能管理；
汽车车速、流量统计；
工业监控信号触发控制；
塔吊行吊XY定位；
靶距自动控制；
船舶安全停靠位置监控；
集装箱定位；
汽车安全车距测量；
高架电缆测量、限高测量；
测量传送带上箱子的宽度；[1]

分类[url=]编辑[/url]
按照测量频率可分为：
ZYT-0100-1 10Hz RS232/RS422
ZYT-0100-2 50Hz RS232/RS422
ZYT-405 50Hz 该型属于区域测距检测控制传感器；输出开关量或电平信号[1]

测量原理[url=]编辑[/url]
基本原理是光学三角法：
半导体激光器①被镜片②聚焦到被测物体⑥。反射光被[2] 镜片③收集，投射到CMOS阵列④上；信号处理器⑤通过三角函数计算阵列④上的光点位置得到距物体的距离。
这种原理的测距仪一般是用来测量2000mm以下短程距离（行业称之为位移），精度更高，最高可达1um，常用在铁轨、产品厚度、平整度、尺寸等方面。比如激光位移传感器ZLDS100，在上述方面的应用就非常多。

ZYT-0100激光测距传感器


技术参数[url=]编辑[/url]
测量精度：±2mm
分辨率：0.1mm
重复性：0.5mm
测量距离：0.1~30m任何物体表面
30~150m需要加反射器
供电电压：10~24V
功率消耗：1W
激光等级：650nm红色可见
2级安全激光≤1mW
开关量：报警输出
模拟量：4~20mA
防护等级：IP65
使用寿命：≥50000h
重量：2.0KG[1]

发展[url=]编辑[/url]
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。[1]

解决问题[url=]编辑[/url]
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，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，在目标角度不超声波传感器
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。
①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。
②需要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。
③需要可见光斑进行位置校准的场合。
④多风的场合。
⑤真空场合。
⑥温度梯度较大的场合。因为这种情况下会造成声速的变化。
⑦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。[1]

广泛用途[url=]编辑[/url]
自动检测和控制的方法中，除了超声波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：
①设备定位。
②测量料包的料位。
③测量传送带上的物体距离和物体高度。
④测量原木直径。
⑤保护高架起重机免于碰撞。
⑥无误差检查场合。[3]

区别[url=]编辑[/url]
激光测距传感器
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。[3]

应用实例[url=]编辑[/url]

传送带箱子宽度
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。[2]
激光测距传感器


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参考资料
作者: 526810162    时间: 2017-3-10 09:21
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