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激光位移传感器的原理及信号处理方式

发布时间:2022-08-24 浏览:30次 责任编辑:立仪科技

  激光位移传感器是利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表。能够非接触测量被测物体的位置、位移等变化。可以测量位移、厚度、振动、距离、直径等精密的几何测量。



  激光有直线度好的优良特性,同样激光位移传感器相对于我们已知的超声波传感器有更高的精度。但是,激光的产生装置相对比较复杂且体积较大,因此会对激光位移传感器的应用范围要求较苛刻。


  信号处理方式有:


  1、辨向原理


  在实际应用中,位移具有两个方向,即选定一个方向后,位移有正负之分,因此用一个光电元件测定莫尔条纹信号确定不了位移方向。为了辨向,需要有π/2相位差的两个莫尔条纹信号。如图2,在相距1/4条纹间距的位置上安放两个光电元件,得到两个相位差π/2的电信号u01和u02,经过整形后得到两个方波信号u01’和u02’。光栅正向移动时u01超前u0290度,反向移动时u02超前u0190度,故通过电路辨相可确定光栅运动方向。


  2、细分技术


  随着对测量精度要求的提高,以栅距为单位已不能满足要求,需要采取适当的措施对莫尔条纹进行细分。所谓细分就是在莫尔条纹信号变化一个周期内,发出若干个脉冲,以减少脉冲当量。如一个周期内发出n个脉冲,则可使测量精度提高n备,而每个脉冲相当于原来栅距的1/n。由于细分后计数脉冲频率提高了n倍,因此也称n倍频。


  通常用的有两种细分方法:其一:直接细分。在相差1/4莫尔条纹间距的位置上安放两个光电元件,可得到两个相位差90o的电信号,用反相器反相后就得到四个依次相差90o的交流信号。同样,在两莫尔条纹间放置四个依次相距1/4条纹间距的光电元件,也可获得四个相位差90o的交流信号,实现四倍频细分。其二:电路细分。