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激光傳感器的工作原理及主要分類

更新時(shí)間:2016-11-15      點(diǎn)擊次數(shù):1517

                   激光傳感器的工作原理及主要分類

激光傳感器是一種常用的傳感器產(chǎn)品類型,由激光器、激光檢測(cè)器和測(cè)量電路組成,具有精度高、速度快、量程大、抗光、點(diǎn)力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。今天我們主要來(lái)介紹一下激光傳感器的工作原理及主要分類,希望可以幫助到大家。

激光傳感器的工作原理

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)。 常見的是激光測(cè)距傳感器,它通過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地測(cè)定傳輸時(shí)間,因?yàn)楣馑偬臁?/p>

例如,光速約為3*10^8m/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*10^8m/s)=3ps

要分辨出3ps的時(shí)間,這是對(duì)電子技術(shù)提出的過高要求,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。

激光傳感器主要分類

激光器按工作物質(zhì)可分為 4種。①固體激光器:它的工作物質(zhì)是固體。常用的有紅寶石激光器、摻釹的釔鋁石榴石激光器 (即YAG激光器)和釹玻璃激光器等。它們的結(jié)構(gòu)大致相同,特點(diǎn)是小而堅(jiān)固、功率高,釹玻璃激光器是目前脈沖輸出功率zui高的器件,已達(dá)到數(shù)十兆瓦。②氣體激光器:它的工作物質(zhì)為氣體?,F(xiàn)已有各種氣體原子、離子、金屬蒸氣、氣體分子激光器。常用的有二氧化碳激光器、氦氖激光器和一氧化碳激光器,其形狀如普通放電管,特點(diǎn)是輸出穩(wěn)定,單色性好,壽命長(zhǎng),但功率較小,轉(zhuǎn)換效率較低。③液體激光器:它又可分為螯合物激光器、無(wú)機(jī)液體激光器和有機(jī)染料激光器,其中zui重要的是有機(jī)染料激光器,它的zui大特點(diǎn)是波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)。④半導(dǎo)體激光器:它是較年輕的一種激光器,其中較成熟的是砷化鎵激光器。特點(diǎn)是效率高、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適宜于在飛機(jī)、軍艦、坦克上以及步兵隨身攜帶??芍瞥蓽y(cè)距儀和瞄準(zhǔn)器。但輸出功率較小、定向性較差、受環(huán)境溫度影響較大。

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