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技術(shù)文章

德國HAWK激光傳感器S300型主要功能及原理

閱讀:808          發(fā)布時(shí)間:2021-9-14

    利用激光的高方向性、高單色性和高亮度等特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測量。激光傳感器常用于長度、距離、振動、速度、方位等物理量的測量,還可用于探傷和大氣污染物的監(jiān)測等。


    德國HAWK激光傳感器激光測長:精密測量長度是精密機(jī)械制造工業(yè)和光學(xué)加工工業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一?,F(xiàn)代長度計(jì)量多是利用光波的干涉現(xiàn)象來進(jìn)行的,其精度主要取決于光的單色性的好壞。激光是的光源,它比以往單色光源(氪-86燈)還純10萬倍。因此激光測長的量程大、精度高。由光學(xué)原理可知單色光的最大可測長度L與波長λ和譜線寬度δ之間的關(guān)系是L=λ/δ。用氪-86燈可測最大長度為38.5厘米,對于較長物體就需分段測量而使精度降低。若用氦氖氣體激光器,則最大可測幾十公里。一般測量數(shù)米之內(nèi)的長度,其精度可達(dá)0.1微米。


    德國HAWK激光傳感器激光測距:它的原理與無線電雷達(dá)相同,將激光對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射出去后,測量它的往返時(shí)間,再乘以光速即得到往返距離。由于激光具有高方向性、高單色性和高功率等優(yōu)點(diǎn),這些對于測遠(yuǎn)距離、判定目標(biāo)方位、提高接收系統(tǒng)的信噪比、保證測量精度等都是很關(guān)鍵的,因此激光測距儀日益受到重視。在激光測距儀基礎(chǔ)上發(fā)展起來的激光雷達(dá)不僅能測距,而且還可以測目標(biāo)方位、運(yùn)運(yùn)速度和加速度等,已成功地用于人造衛(wèi)星的測距和跟蹤,例如采用紅寶石激光器的激光雷達(dá),測距范圍為500~2000公里,誤差僅幾米。不久前,真尚有的研發(fā)中心研制出的LDM系列測距傳感器,可以在數(shù)千米測量范圍內(nèi)的精度可以達(dá)到微米級別。常采用紅寶石激光器、釹玻璃激光器、二氧化碳激光器以及砷化鎵激光器作為激光測距儀的光源。


    德國HAWK激光傳感器工作原理
    先由激光發(fā)射二極管對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目標(biāo)反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器,被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感器,因此它能檢測極其微弱的光信號,并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號。  常見的是激光測距傳感器,它通過記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被接收所經(jīng)歷的時(shí)間,即可測定目標(biāo)距離。激光傳感器必須極其精確地測定傳輸時(shí)間,因?yàn)楣馑偬臁?br/>    例如,光速約為3*10^8m/s,要想使分辨率達(dá)到1mm,則傳輸時(shí)間測距傳感器的電子電路必須能分辨出以下極短的時(shí)間:
    要分辨出3ps的時(shí)間,這是對電子技術(shù)提出的過高要求,實(shí)現(xiàn)起來造價(jià)太高。但是如今的激光測距傳感器巧妙地避開了這一障礙,利用一種簡單的統(tǒng)計(jì)學(xué)原理,即平均法則實(shí)現(xiàn)了1mm的分辨率,并且能保證響應(yīng)速度。

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