激光传感器

　　激光可用在非接触式位移传感器中。目前，在工业机械领域或在现场应用中，最常用的就是激光三角测量传感器，这种传感器同时结合了分辨率高和测量范围广的特性。
　　目前传感器厂家提供的型号大多是分辨率小于10mm，范围在1米之内的。高分辨率的定义是将较短距离的位移变化完全显示在相对的小窗口上。因此，1μm的分辨率和1m的探测距离不会同时出现。

三角测量原理：在激光传感器的可视范围内，如图所示，目标物体从左到右横向
移动，传感器和目标物体之间距离的增加，使得反射光线与传感器和目标物所在
直线的夹角逐渐变小，如图，角度从A 变化为B。光线在采集矩阵上形成的光斑
的位置也逐渐发生改变，测量结果也同时改变。

　　三角测量技术（如图所示），用激光源发射一条以绝对平行方向照射在目标物体上的光线，物体表面的反射光线穿过透镜，通过聚焦成像在采集矩阵上形成光斑。改变传感器和目标物体之间的距离，反射光线的夹角和采集矩阵上的光斑位置都会随之变化，典型使用的（光斑位移检测工具）是线阵电荷耦合器件（CCD）。电荷耦合器件将光线信号传入微处理器，通过转换后，将测量结果以模拟信号的形式输出。

　　传感器入门
　　为了适应不同应用场合，市面上有很多不同型号的传感器。为了更好地了解各种传感器的性能，Baumer Electric建议您首先了解描述传感器性能的几个重要参数：
　　分辨率，指传感器能测量的最小差异值，它的大小决定了在输出信号中可监测变化的范围；
　　重复性，指传感器在连续检测同一物理量时，每次测量的不一致程度,也叫稳定性。
　　非线性，指（变量）偏离（自变量）比例线性函数(拟合直线)的偏离度。一般是将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线。非线性度通常以测量范围的上限（即满量程）的百分比给出。
　　响应时间，指传感器的信号输出从最大信号范围的10%上升到90%，所需要的时间。对于有数字信号处理功能的传感器而言，响应时间是指计算出稳定测量值所需要的时间。
　　温度漂移，是指因环境温度变化而导致的测量结果上下浮动的值的范围。温度漂移和温度的变化几乎成正比。

　　为了避免信号干扰，激光测量传感器采用内部采样的方式，有时称之为积分采样或平均采样。在采样期间，为了使输出更加精确，设备会进行多次平均采样以保证测量数据的稳定性。样本越多，分辨率越高，测量周期也会增长。
　　快速处理、快速响应
　　先进的采集矩阵和高速微处理器能够在不降低分辨率的前提下，使响应时间减小到250ms。
　　有些传感器采用线光源代替点光源，这样会得到更多的测量数据，可以消除甚至避免单点的无规律性。
　　Stephen Petronio，Baumer electric光电产品经理
　　翻译：常嘉佳