激光位移传感器应用说明 一、仪器的技术原理 自60年代激光产生以后，其高方向性和高亮度的优越性就一直吸引着人们不断探索它在各方面的应用，其中，工业生产中的非接触、在线测量是非常重要的应用领域，它可以完成许多用接触式测量手段无法完成的检测任务。普通的光学测量在大地测绘、建筑工程方面有悠久的应用历史，其中距离测量的方法就是利用基本的三角几何学。在80年代末90年代初，人们开始激光与三角测量的原理相结合，形成了激光三角测距器。它的优点是精度高，不受被测物的材料、质地、型状、反射率的限制。从白色到黑色，从金属到陶瓷、塑料都可以测量。 激光三角法位移测量的原理是，用一束激光以某一角度聚焦在被测物体表面，然后从另一角度对物体表面上的激光光斑进行成像，物体表面激光照射点的位置高度不同，所接受散射或反射光线的角度也不同，用CCD光电探测器测出光斑像的位置，就可以计算出主光线的角度，从而计算出物体表面激光照射点的位置高度。 当物体沿激光线方向发生移动时，测量结果就将发生改变，从而实现用激光测量物体的位移。过去，由于成本和体积等问题的限制，其应用未能普及。随着近年来电子技术的飞速发展，特别是半导体激光器和CCD等图象探测用电子芯片的发展，激光三角侧距器在性能改进的同时，体积不断缩小，成本不断降低，正逐步从研究走向实际应用，从实验室走向实际。 图2、激光三角测微仪（LT77d型）实物图
二、主要技术指标

型号	LT-10	LT-30	LT-100	LT-300	LT-77d
测量范围	L1=33mm	L1=56mm	L1=78mm	L1=291mm	L1=40mm
	L2=43mm	L2=86mm	L2=178mm	L2=591mm	L2=50mm
分辨率	0.01mm	0.03mm	0.1mm	0.3mm	0.001mm
精度	±0.02mm	±0.06mm	±0.2mm	±0.6mm	±0.005mm
光源波长	0.65mm	0.65mm	0.65mm	0.65mm
光针直径	~50mm	~80mm	~160mm	~270mm
频响	<50Hz	<50Hz	<50Hz	<50Hz
工作温度	0~40℃	0~40℃	0~40℃	0~40℃
激光防护等级			3B	3B
电源电压	220v	220v	220v	220v
优惠报价(人民币)	1．8	1．8	1．8	1．8	2．5

注：表中L1和L2的意义参见图1 注：可根据客户的特殊使用要求，为客户制造特殊量程，精度及形状的测感器 *用于电机轴测量的是LT77d型
三、仪器工作方式与功能： 1） 通过“RS-232”串行口接计算机工作 一般计算机显示测量数据界面如下图，也可按用户要求设计显示画面和数据处理功能。在下图中，有一个框是显示CCD波型的，它是一个向下的脉冲，它表示的意思是：被测表面对光的反射率的大小，脉冲宽大则表示反射率强，脉冲窄小则表示反射率弱，这可以通过控制器上的灵敏度来调节，顺时钟灵敏度大，逆时钟灵敏度小，最好把脉冲调节成一个窄脉冲，这样可以提高测量精度）、激光在电机轴上的照射点位置应可调节。 这可以用调节测微仪的高度y实现。调节的目的是改变电机轴表面对激光的反射方向，使进入测量窗中心的光强度合适。 如果激光正对电机轴，则大部分激光将按原方向反射，进入测量窗中心的光强度将太小，测微仪的曝光时间将不得不延长，从而降低了测量速度；反之，如果激光偏离电机轴中心并使反射光直射向测量窗中心，进入测量窗的光强度将太大，则测微仪的曝光时间即使调节到最短也可能仍存在信号强度饱和问题，导致测量误差。 因此，在测量装置的设计中，一定要考虑实现测微仪高度的调节，或电机轴高度的相对调节。同时，一旦调节好了，还应可以将位置锁定，以免在以后的生产中发生变动。 3）、电机定位块应可更换或可调节 由于在生产中，存在不同外壳尺寸的被测电机，当它们都定位于同一个“电机定位块”后，电机轴的表面到激光测微仪的距离必然不同，如果差距太大，就有可能导致被测表面离开有效测量区域，造成信号质量差甚至无信号，因此，当被测电机尺寸差别较大时，应更换“电机定位块”，或者调节激光测微仪的测距x（见上图）。 4）、激光测微仪的操作方法 激光测微仪的操作方法非常简单，在被测电机固定到位后，只需按电源面板上的‘F’键（见图4电源面板），大约1.1秒钟，测量结果将在LED上显示出来。之所以需要一定的时间测量，是因为激光测微仪需要在电机轴尽可能慢速旋转若干圈的过程中，采集足够多个轴表面位置的数据，然后利用这些数据计算出被测表面的振动量。 在实际生产中，‘F’键也可以用外接的开关代替。如果整个测量过程是计算机控制的，则也可以在被测电机自动固定到位后，由计算机发出开始测量的指令。 5)、电机转速的限制 由于激光测微仪的单次测量周期中的曝光时间大约是20毫秒，因此电机转速不能太快，以在20毫秒内不转过30度为好，即转速<(p/6弧度/20ms)=25/6转/秒@4转/秒。 （6）电机轴表面的清洁要求 由于光学测量是非接触测量，如果电机轴表面有异物，即使宏观上看是微小的颗粒或油膜，则也将被作为实际电机轴的轮廓被测量，导致误差。这一特点与传统触针式测量方法不同，因为触针的力可以将这些异物排开，基本不受影响。因此，光学测量时，电机轴表面要求没有异物污染。 。