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日本激光傳感器工作原理*KEYENCE激光傳感器
閱讀：263 發(fā)布時(shí)間：2015-7-6日本激光傳感器工作原理*KEYENCE激光傳感器
KEYENCE之所長(zhǎng)，正是中國(guó)之所短。"它所研發(fā)的這類產(chǎn)品，直接關(guān)系到一個(gè)國(guó)家的工業(yè)現(xiàn)代化水平。比如：民用領(lǐng)域幾乎所有的產(chǎn)品，汽車、飛機(jī)、手表、電腦、LCM、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、電線、USB插接端口、連接器等等等，所有這些大大小小的產(chǎn)品和產(chǎn)品的組成部件，它們的生產(chǎn)制造都要依賴專門的機(jī)器和設(shè)備，而所有這些機(jī)器和設(shè)備就是依賴像KEYENCE這類的廠商所提供的“傳感器、PLC、觸摸屏、測(cè)量?jī)x器、控制儀器、靜電消除器"等等產(chǎn)品，來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)的。
一、激光傳感器的發(fā)展
日本激光在檢測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛，技術(shù)含量十分豐富，對(duì)社會(huì)生產(chǎn)和生活的影響也十分明顯。激光測(cè)距是激光zui早的應(yīng)用之一。這是由于激光具有方向性強(qiáng)、亮度高、單色性好等許多優(yōu)點(diǎn)。1965年前蘇聯(lián)利用激光測(cè)地球和月球之間距離（380′103km）誤差只有250m。1969年美國(guó)人登月后置反射鏡于月面，也用激光測(cè)量地月之距，誤差只有15cm.
利用激光傳輸時(shí)間來(lái)測(cè)量距離的基本原理是通過(guò)測(cè)量激光往返目標(biāo)所需時(shí)間來(lái)確定目標(biāo)距離。即： 。
傳輸時(shí)間激光測(cè)距雖然原理簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但以前主要用于軍事和科學(xué)研究方面，在工業(yè)自動(dòng)化方面卻很少見(jiàn)。因?yàn)榧す鉁y(cè)距傳感器售價(jià)太高，一般在幾千美元。實(shí)際上，所有工業(yè)用戶都在尋找一種能在較遠(yuǎn)距離實(shí)現(xiàn)精密距離檢測(cè)的傳感器。因?yàn)樵S多情況下近距離安裝傳感器會(huì)受物理位置及生產(chǎn)環(huán)境的限制，如今的傳輸時(shí)間激光測(cè)距傳感器將為這類場(chǎng)合的工程師排憂解難。
二、工作原理
KEYENCE激光傳感器工作時(shí)，先由激光二極管對(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)。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。傳輸時(shí)間激光傳感器必須極其地測(cè)定傳輸時(shí)間，因?yàn)楣馑偬臁?/p>
例如，光速約為3′108m/s，要想使分辨率達(dá)到1mm，則傳輸時(shí)間測(cè)距傳感器的電子電路必須能分辨出以下極短的時(shí)間：
0.001m?（3′108m/s）=3ps
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。但是如今廉價(jià)的傳輸時(shí)間激光傳感器巧妙地避開(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。