三大點(diǎn)看懂如何選擇激光位移傳感器

激光位移傳感器以其廣泛的環(huán)境適應性，超高的檢測頻率和精度，被廣泛應用于手機檢測，機械加工，汽車(chē)制造，精密儀器，點(diǎn)膠機，鐵路鐵軌檢測以及科研教學(xué)等領(lǐng)域。

激光測量原理是一種非接觸式測量原理。這種類(lèi)型的傳感器特別適合測量快速的位移變化，且無(wú)需在被測物體上施加外力。而非接觸測量對于被測表面不允許接觸的情況，或者需要傳感器有超長(cháng)壽命的應用領(lǐng)用意義重大。

激光三角反射式測量原理基于簡(jiǎn)單的幾何關(guān)系。激光二極管發(fā)出的激光束被照射到被測物體表面。反射回來(lái)的光線(xiàn)通過(guò)一組透鏡，投射到感光元件矩陣上，感光元件可以是CCD/CMOS或者是PSD元件。反射光線(xiàn)的強度取決于被測物體的表面特性。為此，模擬元件PSD的敏感度需要進(jìn)行調節。而對數字元件CCD傳感器，使用德國米銥公司提供的實(shí)時(shí)表面補光技術(shù)（RTSC，RealTImeSurfaceCompensaTIon）可以瞬時(shí)改變接收光強。

傳感器探頭到被測物體的距離可以由三角計算法則精確得到。采用這種方法能夠得到微米級的分辨率。根據不同型號，測量得到的數據會(huì )由外置或內置控制器通過(guò)多種接口進(jìn)行評估。

點(diǎn)激光傳感器投射到被測物體上形成一個(gè)可見(jiàn)光斑，通過(guò)這個(gè)光斑可以非常簡(jiǎn)便的安裝調試探頭，因此點(diǎn)激光傳感器被應用到非常多的領(lǐng)域，成為精密距離測量的熱門(mén)選擇。根據不同設計，光學(xué)測量原理最大允許測量距離達到1m。根據測量任務(wù)的需要，可以選擇非常小的量程，但是具有極高測量精度?；蛘哌x擇大量程，但是測量精度會(huì )有所下降。目前市面上有很多傳感器型號可以快速補償反射光的光強，但只有德國米銥公司的激光傳感器成功實(shí)現了實(shí)時(shí)光強補償。

激光位移傳感器

那么如何選擇合適的激光位移傳感器呢？我們建議大家注意一下三點(diǎn)：

1）注意被測物結構和材料，通常激光位移傳感器測量需要完整的三角光路。被測物如果有深槽或復雜表面，可能會(huì )導致三角光路被遮擋，從而無(wú)法測量。還有一些吸光材料，如黑色橡膠等材料，大部分光強會(huì )被吸收，這時(shí)需要合理調節曝光時(shí)間以獲得足夠測量信號。另外反光很強，或鏡面反射被測物，可能會(huì )導致光線(xiàn)垂直返回而沒(méi)有形成漫反射，也會(huì )導致測量效果不佳。所以使用激光位移傳感器時(shí)，一定要先與廠(chǎng)家充分溝通，不要想當然人為可以測，結果卻不好。目前國際上的主流激光位移傳感器品牌，如德國米銥和日本基恩士，都會(huì )要求客戶(hù)在選用激光位移傳感器時(shí)，預先告知被測物表面結構和反光特性。如果是特殊被測材料，如玻璃，橡膠和表面有暗紋的情況，可能就需要用戶(hù)提供樣片進(jìn)行試測，確保達到測量要求后才會(huì )訂貨。

2）參數選擇，很多廠(chǎng)家都提供多個(gè)級別的激光位移傳感器供客戶(hù)選擇。常用于選擇激光位移傳感器的指標包括傳感器的精度，該參數也有其他稱(chēng)呼，如線(xiàn)性度、絕對誤差等。指的是傳感器的測量值偏離理論真實(shí)值的偏差程度。這個(gè)參數直接反應測得準不準。第二個(gè)就是分辨率，這個(gè)參數指傳感器做出示數變化所需要的最小位移變化量，通常分辨率參數值要小于精度。第三個(gè)是測量速度，以德國米銥optoNCDT為例，其測量速度可以達到49kHz，測量速度直接決定測量是否可以跟得上被測物的變化速度，能否完整反應位移變化的全過(guò)程。對測量速度要求高的場(chǎng)合常見(jiàn)于振動(dòng)測量。當然除此以外，還有很多參數可以決定傳感器的性能，包括能夠承受環(huán)境溫度指標，能夠承受的振動(dòng)和沖擊指標等等。為什么要選擇合適的指標呢？因為越高的技術(shù)參數一定意味著(zhù)制造工藝的復雜和難度提升，也必然價(jià)格昂貴。所以各位制定測量要求時(shí)，一定不要憑空想象，提一個(gè)超高的測量要求。我見(jiàn)過(guò)有的傳感器使用單位，動(dòng)輒要幾個(gè)微米，甚至納米級別的測量精度，測量速度還超高，問(wèn)其真的有必要提這么高的要求嗎？回答卻往往是不必要，或者要求高余量大。但是大家要記住，沒(méi)有無(wú)代價(jià)的指標提升，每一個(gè)高指標背后都是真金白銀的付出。另外選擇激光位移傳感器時(shí)，要特別注意一點(diǎn)，各家廠(chǎng)商對參數的標注標準是不一樣的。如德國品牌，通常標注的是真實(shí)參數，甚至是保守參數。而日系品牌，在標注時(shí)，會(huì )以平均后的結果為準?？磪当頃r(shí)，要仔細看看下面的小字，日系品牌超高的參數往往源自多次平均后的結果。光學(xué)測量會(huì )產(chǎn)生一些毛刺，通過(guò)平均的方法可以大大平滑測量結果。

3）品牌的選擇，在諸多測量原理的位移傳感器中，激光位移傳感器市場(chǎng)最為混亂，品牌最為參差不齊。甚至有商家明明只是代理國外某個(gè)品牌，卻聲稱(chēng)自己是原廠(chǎng)生產(chǎn)，等出了問(wèn)題以后，由于前期技術(shù)方案已經(jīng)定型，就只能硬著(zhù)頭皮采用，而這樣又往往會(huì )帶來(lái)后續更大的問(wèn)題。辨別一個(gè)品牌是否為原廠(chǎng)產(chǎn)品，除了常見(jiàn)的原廠(chǎng)證明外（這個(gè)也可以假冒），最直接就是看其中文網(wǎng)址，國外品牌通常會(huì )把自己品牌名稱(chēng)作為網(wǎng)址，如果你看到某個(gè)牌子的網(wǎng)址是中文加英文的混合體，就不太可能是正規廠(chǎng)家了。另外正規進(jìn)口品牌的中文網(wǎng)址，一定可以在其國外母公司網(wǎng)頁(yè)中找到，找不到的一定不是子公司。品牌的選擇特別關(guān)鍵，因為理論上講，激光位移傳感器結構并不復雜，國內的小廠(chǎng)也能做出來(lái)，但是精度和重復性與大牌子比較起來(lái)，就有天壤之別了。除此以外，使用壽命，溫度漂移等，也會(huì )大大影響客戶(hù)的使用效果。我見(jiàn)過(guò)有的使用廠(chǎng)家，為了幾百塊差價(jià)，從進(jìn)口品牌換成國內品牌，結果過(guò)去3年都不會(huì )壞一個(gè)的傳感器，一年內壞了4次，算下來(lái)更貴不算，還大大影響了使用環(huán)節，生產(chǎn)線(xiàn)停一次，可不是幾百塊的成本節省可以補償的。

以上是我憑借個(gè)人經(jīng)驗，總結出的一些選擇激光位移傳感器的辦法，希望對大家在眾多品牌中能夠選擇出合適的產(chǎn)品，既省錢(qián)又能達到測量要求