激光位移传感器的精度

激光位移传感器具有结构小巧、测量速度快、精度高、测量光斑小、抗干扰能力强和非接触式的测量特点，因此在微位移测量领域广泛应用。其测量原理是利用激光单色和准直特性将垂直入射测距面上的激光点通过光学系统将其缩小的实像成像在接收光敏面上。通过计算光斑实际的位移大小，就可以实现对物件位移量的测量。激光位移传感器主要由激光发射、光学成像系统、图像传感器、驱动电路、信号放大处理电路、单片机处理电路和数据输出部分组成。研究激光位移传感器的系统特点和工作原理对于提高其测量精度和稳定性具有重要意义。激光位移传感器的精度高达亚微米级别，并且响应速度快，适用于高速运动物体的测量。激光位移传感器的精度

压缩机在承受载荷时会发生微小变形，变形的大小将直接影响零部件之间的装配以及余隙容积等，因此准确测试结构的变形对结构设计验证至关重要。测试与分析结构微变形的方法有很多种[1-8]，传统常用的是千分表（如图1所示）测试，通过机械探针接触被测物体表面，读取表盘的指针获得结构的变形量，该方法的精度可以达到1um，但是千分表在使用过程中存在一些缺陷：首先，探针必须与被测物体接触，而对某些复杂结构的待测表面，不太容易将探针伸进去；其次，千分表是靠人工读数，当结构变形比较快时（如振动），人工读数是很难实现的。因此，在这样的背景下，需要开发新的测试方法来解决这些问题。本文应用激光三角位移传感器（如图2所示）一套位移测试系统，该系统很好地解决了千分表存在的缺陷，实现了非接触式快速测试，同时通过数据采集卡和软件系统可以快速记录测试数据，并且在软件里面快速进行数据处理，提取有价值的信息。国内位移传感器的原理激光位移传感器通常用于机器人控制、精密加工、工业自动化控制等领域。

激光位移传感器是一种非接触式测量设备，主要用于非标检测设备中，国内使用的激光测量仪器几乎完全依赖国外进口。该传感器具有同步功能，可用于差动测厚、测长等，特别适用于工业自动化生产。激光位移传感器的测量性能可用于在线测量位移、三维尺寸、厚度、表面轮廓、物体形变、振动、液位、工件分拣等应用。此外，该传感器还可用于大型构件如桥梁、飞机和舰船骨架、机床导轨的定位安装，以及动态监测重要构件在承载时发生微量变形。

二维激光位移传感器是一种用于测量物件位移大小及对动态物件位移量进行实时测量的光、机、电一体化系统口]。高精度的二维激光传感器采用的是激光三角反射式原理，采集不同材质表面的二维轮廓信息，通过特殊的透镜组，激光束被放大形成一条静态激光线投射到被测物体表面上。激光线在被测物体表面形成漫反射，反射光透过高质量光学系统，被投射到敏感感光矩阵上。除了传感器到被测表面的距离信息(Z轴)，控制器还可以通过图像信息计算得出沿着激光线的位置信息(x轴)。二维激光位移传感器测量输出一组二维坐标值，可通过转动被测物体或轮廓仪探头得到一组三维测量值。本文的目标是利用二维激光位移传感器，通过传感器绕转轴的旋转，线扫描圆柱孔内表面来实现圆柱孔内表面信息的测量，进而求得同轴度。如图3所示，二维激光位移传感器有X轴小、大量程，以及Z轴小、大量程。用传感器测量减速器两端轴承孑L内表面信息时，需保证传感器到孔内表面的距离在传感器的Z轴测量范围内，并且对应着该Z轴测量量程的X轴测量范围应大于孔的高度，即激光线旋转一周应能包含轴承孑L内表面。激光位移传感器可以通过多种反射板、透镜、精密磁盘、刀具等配套组件实现不同的测量要求。

   位移传感器测量频率是指在一定时间内测量到的位移次数。激光位移传感器测量频率的定义是单位时间内测量到的位移次数。通常，激光位移传感器的测量频率与其采样率相关，采样率越高，测量频率越高。测量频率是激光位移传感器重要的性能参数之一，其测试方法主要包括两种：一是采用外部振动台进行实验测量，通过改变振动台的频率从而得到激光位移传感器的测量频率；二是利用计算机模拟实验方法，通过模拟不同频率的位移信号，计算激光位移传感器的测量频率。为了优化激光位移传感器的测量频率，需要从多个方面入手。一是优化激光发射光源的频率稳定性，保证激光发射的稳定性和一致性；二是优化激光位移传感器的光学系统，使其能够更好地接收被测物体的反射光；三是提高激光位移传感器的信号处理技术，通过优化信号处理算法，提高测量精度和测量频率；四是改进激光位移传感器的机械结构，提高测量速度和稳定性，从而实现更高的测量频率。激光位移传感器基于激光干涉的原理进行测量，可达亚微米级的精度水平。光电位移传感器招商加盟

激光位移传感器通常用于工业生产自动化控制、质量检测、机器人、医疗等领域。激光位移传感器的精度

智能车系统以飞思卡尔16位单片机MC9S12XSl28为重要管控器，该款处理器标称40MHz总线频率，片内集成128KB的FLASH，8KB的RAM，集成8信道脉宽调制模块(PWM)，10位模／数转换器(ADC)，周期性中断定时器(PIT)，增强型捕捉定时器(ECT)以及SCI、SP|等多种通信接口，工作温度范围大，为n]一40～125℃，管控器性能优越，能够满足本设计的需求。智能车系统主要包括单片机樶小系统、路径识别模块(激光传感器阵列)、舵机管控模块，电机驱动模块、测速模块、电源管理模块等，硬件总体设计方案如图】所示。其中MC9S12XSl28管控器是智能车的重要部件，负责接收激光传感器阵列获取的路径信息、小车速度、拨码开关等输入信息，进行数据处理后依据管控策略，输出相应管控量对舵机和直流驱动电机进行管控，完成智能车的转向、前进、减速等功能。激光位移传感器的精度