激光测距传感器的设计与研制
第
期S
仪表技术与传感器中心位被测量位置量与入射光强度无关、 ..
置到电极间的距离成反比假如
.
置为零点则,`: 1
,
:。、 .,、了、 .了人 .产、,ù
一一
合梦 )1`+ 0音警(1 1 I一+I:
),
少
二激光测距基本原理及系统结构我们采用的是激光三角法测距其基本,
原理基于平面三角几何( 3),
.
其方法是让一束激
I。~
光经发射透镜准直后照射到被测物体表面上由物体表面散射的光线通过接收透镜会聚到高分辨率的位敏器件 P S D上形成一个,
式中
XL
由(x二
1
—— ) (、.
光斑中心位置对零点的偏移P S D两电极间距离、
2)
( 3 )可得
:
光斑光斑的中心位置由传感器与被测物体之间的距离决定而(4)I,、
,
,
二2
1:一,
入,
PSD
输出的电信号准确
1十 I,
地反映了传感器与被测物体之间的距离信
通过 (4 )式便可由输出电流
I
:
计算
息
.
激光三角法测距分直射光三角法和斜射.
出光斑的中心位置 X
,
进而可检测出相关的
光三角法 (如图 2 )
由于直射光三角法与斜
困,,
艺
(a )车于法牛月
激尤三角法浏距原理图 ( b)直』于法
射光三角法相比光斑较小光强集中不会因传感器与被测物体表面不垂直而扩大光照面上的亮斑对于被测面较粗糙处于振动和左,,
理电路激光驱动电路为激光器提供恒定的.
,
、
无浪涌的驱动电流信号处理电路对传感头
输出信号进行解韧运
算处理最后放大输出此外信号处理电路还具有自动控制监.,、
,
,
右倾斜不定的物体受干扰引起的误差较小,,
,
。
另外直射法的传感头在结构上也易做得小而紧凑。
视等功能
。
因此我们采用直射法,
,
.
在图 Z b中从激光器发射出来的激光通过发射透镜后入射到被测物体上和入射光.`
驱动电路
束有一定倾角的散射光通过接收透镜会聚在高分辨率的位敏器件。
激光器
谈导『
传感头前t.
PSD
上由
,
P SD
输出.
「
,
黔
信号处愉出
该光斑的位置信息由于光斑在
PS D
上的位
门理电路『
置由传感器与被测物体之问的距离决定
当
发射进镜
被测物体的距离变化PSD上产PSD
△X
时将相应地在,
,
生位置变化△X.
△y,
所以通过检测
输出的位置信息,
△Y
便可获得相应的困3、
距离变化量
从而得到传感器与被测物。
距传感尽水忱祖图浪尤沮礴
体之问的距离
激光测距传感器系统组成如图 3所示传
三光路系统设计与实现由于测量范围大 (100士 50m m ),
感头主要包括光路系统和
PS D
信号一级处
因此采
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