激光傳感器是新型測(cè)量?jī)x表,不用接觸物體就能夠感應(yīng)到所需要丈量的數(shù)值。作為一種智能化的丈量設(shè)備,它的優(yōu)點(diǎn)就是能實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸遠(yuǎn)距離測(cè)量,速度快,精度高,量程大,抗光、電干擾能力強(qiáng)等。
激光與普通光不同,需要用激光器產(chǎn)生。激光器的工作物質(zhì),在正常狀態(tài)下,多數(shù)原子處于穩(wěn)定的低能級(jí)E1,在適當(dāng)頻率的外界光線(xiàn)的作用下,處于低能級(jí)的原子吸收光子能量激發(fā)而躍遷到高能級(jí)E2。光子能量E=E2-E1=hv,式中h為普朗克常數(shù),v為光子頻率。反之,在頻率為v的光的誘發(fā)下,處于能級(jí)E2的原子會(huì)躍遷到低能級(jí)釋放能量而發(fā)光,稱(chēng)為受激輻射。激光器首先使工作物質(zhì)的原子反常地多數(shù)處于高能級(jí)(即粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布),就能使受激輻射過(guò)程占優(yōu)勢(shì),從而使頻率為v的誘發(fā)光得到增強(qiáng),并可通過(guò)平行的反射鏡形成雪崩式的放大作用而產(chǎn)生大的受激輻射光,簡(jiǎn)稱(chēng)激光。
激光傳感器工作時(shí),先由激光發(fā)射二極管對(duì)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(cè)極其微弱的光信號(hào),并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)。
常見(jiàn)的是激光測(cè)距傳感器,它通過(guò)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(cè)定目標(biāo)距離。激光傳感器必須極其精確地測(cè)定傳輸時(shí)間,因?yàn)楣馑偬臁?/div>
要分辨出3ps的時(shí)間,這是對(duì)電子技術(shù)提出的過(guò)高要求,實(shí)現(xiàn)起來(lái)造價(jià)太高。但是如今的激光測(cè)距傳感器巧妙地避開(kāi)了這一障礙,利用一種簡(jiǎn)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。