激光三角法测量物体位移
高精度光学测量微位移技术综述
高精度光学测量微位移技术综述Document number：BGCG-0857-BTDO-0089-2022高精度光学测量微位移技术综述***（******大学光电**学院，重庆 400065）摘要微位移测量技术在科学与工业技术领域应用广泛。
光学测量微位移技术与传统测量方法相比，具有灵敏度高、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、防爆、结构简单、体积小、重量轻等优点。
本文介绍了几种高精度光学测量微位移的方法，从激光三角法、激光干涉法、光栅尺法、光纤光栅法、X射线干涉法和F-P干涉法几个类别对各种微位移测量原理和仪器进行了系统的分析和比较，并对各种方法的特点进行了归纳，对光学微位移测量方法的发展趋势进行了概括。
关键词：微位移测量，高精度，光学测量，发展趋势1 引言随着科学技术的发展，微小位移的检测手段已发展到多种，测量准确度也不断提高。
目前，高分辨力微位移测量技术主要分为包含电学、显微镜等测量方法的非光学测量技术和以激光干涉测量为代表的光学测量技术两大类。
电学测量技术又包括电阻法、电容和电感法以及电涡流法等，其中，电容和电感法发展迅速，较为常用。
目前，三端电容传感器可测出5×10－5μm的微位移，最大稳定性为每天漂移几个皮米[1]。
而显微镜测量技术种类较多，主要有高性能透射电子显微镜、扫描电子显微镜、扫描探针显微镜（包括扫描隧道显微镜和原子力显微镜）等二十多个品种[2]。
按光学原理不同，光学测量技术可分为激光三角测量[3]、光杠杆法[1,4]、光栅尺测量法[5]、光纤位移测量法[5]和激光干涉法等，测量分辨力在几十皮米到几纳米之间。
此外，利用X射线衍射效应进行位移测量的X射线干涉技术近年来备受关注，其最大特点是以晶格结构中的原子间距作为溯源标准，可实现皮米量级的高分辨力，避免了光学干涉仪的各种非线性误差[6]。
现将主要的具有纳米量级及以上分辨力的微位移测量技术概括如表1所示。
纵观位移测量技术的发展历程，如果说扫描探针技术为高分辨力位移测量领域带来了革命性变革，那么近几十年来激光技术的发展则将该领域带入了一个崭新的时代。
激光位移传感器调试方法【免费下载】
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。
能够精确非接触测量被测物体的位置、位移等变化。
知道了什么是激光位移传感器，那么大家对激光位移传感器调试方法有多少了解呢？下面小编为大家简单介绍一下。
激光位移传感器的调试方法：激光位移传感器可以测量位移、厚度、振动、距离、直径等精密几何测量。
激光位移传感器具有良好的直线度，激光位移传感器的精度高于我们所知道的超声波传感器。
然而，激光发生器相对复杂，体积大，因此对激光位移传感器的应用范围提出了更高的要求。
激光位移传感器原理：一般激光位移传感器的基本原理是光学三角法。
根据测量原理，将激光位移传感器分为激光三角测量法和激光回波分析法。
激光三角测量法一般适用于高精度和短距离测量，而激光回波分析法则用于长距离测量，分别介绍了激光三角测量原理和激光回波分析原理。
1、激光位移传感器原理的激光三角测量方法。
激光发射器通过透镜将可见的红色激光发射到被测物体的表面，由物体反射的激光通过接收镜头接收到内部的CCD线相机。
根据不同的距离，CCD线性相机可以"看到"不同角度的光斑。
基于这个角度和已知的激光与摄像机之间的距离，数字信号处理器可以计算传感器与被测物体之间的距离。
同时，用模拟电路和数字电路处理波束在接收元件中的位置，通过微处理器分析计算出相应的输出值，在用户设置的模拟窗口中按比例输出标准数据信号。
如果使用开关输出，则在设定窗口内打开，并在窗口外结束。
此外，模拟输出和开关输出可以独立设置检测窗口。
用三角法测得的激光位移传感器的最大线性度可达1μm，分辨率可达0.1um，如ZLDS 100型传感器，可获得0.01%的高分辨率，0.1%的高线性度，9.4KHz的高响应，适应恶劣环境。
2、基于激光位移传感器原理的激光回波分析原理。
激光位移传感器采用回波分析原理测量距离，以达到一定的精度。
该传感器由处理器单元、回波处理单元、激光发射机、激光接收机等组成。
激光三角原理
激光三角原理
激光三角原理是一种应用于测距的原理，通过激光束发射和接收的时间差来计算目标物体与仪器的距离。
该原理基于光的传播速度恒定的性质，利用光速和时间的线性关系实现精确测量。
激光三角原理的测距方法主要有两种：一种是激光测距仪，另一种是激光雷达。
激光测距仪通常采用TOF（Time of Flight）方式，即测量激光束从发射到接收所花费的时间。
激光雷达则利用相位差测量原理来确定距离，通过测量激光波束在传播过程中的相位变化，计算目标物体与激光雷达的距离。
在实际应用中，激光测距仪和激光雷达都能够实现高精度的距离测量。
它们广泛应用于测绘、建筑、无人驾驶等领域。
激光三角原理的优势在于非接触性、高精度性和适用于各种目标物体。
但同时也存在一些限制，比如对目标物体的表面反射率要求较高，对环境光的干扰敏感等。
总之，激光三角原理是一种重要的测距原理，其应用广泛且具有很高的精度和可靠性。
它的发展将为各行各业的测量和探测工作提供更加准确和可靠的手段。
激光位移传感器的工作原理
ZLDS10河定制激光位移传感器量程：2〜1000m（可定制）精度：最高0.1% （玻璃0.2%）分辨率：最高0.03%频率响应:2K.5K.8K.10K基本原理是光学三角法：半导体激光器1被镜片2聚焦到被测物体6。
反射光被镜片3收集，投射到CCD 阵列4上；信号处理器5通过三角函数计算阵列4上的光点位置得到距物体的距离。
激光传感器原理与应用激光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，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。
激光和激光器一一激光是20世纪60年代出现的最重大的科学技术成就之一。
它发展迅速，已广泛应用于国防、生产、医学和非电测量等各方面。
激光与普通光不同，需要用激光器产生。
激光器的工作物质，在正常状态下，多数原子处于稳定的低能级E1,在适当频率的外界光线的作用下，处于低能级的原子吸收光子能量受激发而跃迁到高能级E2。
光子能量E=E2-E1=hv,式中h为普朗克常数，v为光子频率。
反之，在频率为v的光的诱发下，处于能级E2的原子会跃迁到低能级释放能量而发光，称为受激辐射。
激光器首先使工作物质的原子反常地多数处于高能级（即粒子数反转分布），就能使受激辐射过程占优势，从而使频率为v 的诱发光得到增强，并可通过平行的反射镜形成雪崩式的放大作用而产生强大的受激辐射光，简称激光。
激光具有3个重要特性：（1）高方向性（即高定向性，光速发散角小），激光束在几公里外的扩展范围不过几厘米；（2）高单色性，激光的频率宽度比普通光小10倍以上；（3）高亮度，利用激光束会聚最高可产生达几百万度的温度。
激光器按工作物质可分为4种：（1）固体激光器：它的工作物质是固体。
常用的有红宝石激光器、掺钕的钇铝石榴石激光器（即YAG激光器）和钕玻璃激光器等。
它们的结构大致相同，特点是小而坚固、功率高，钕玻璃激光器是目前脉冲输出功率最高的器件，已达到数十兆瓦。
激光三角法测距原理研究
《激光三角法测距原理研究》摘要：文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2020）22-0242-03，对于激光三角法测距的原理的研究可以为激光三角法的实际测量提供良好的指导作用，本文在研究激光三角法测距的原理的过程中对激光三角法测距的已有光路与重要器件进行分析，找出各方案的特点吴博文冯国强摘要：激光三角法测距是一种以激光为光源的非接触式测量方法，其测量速度快、精度高，已被广泛的应用于工业生产检测领域。
本文首先介绍了激光三角法测距的基本原理;然后对不同的测量方案例如直射式和斜射式单点激光三角法测距进行系统的分析和比较;其次对各个测量方案的优缺点、各方案中采用的光电仪器的作用与优劣，以及影响激光三角法测量结果的因素与其解决方法进行了归纳和分析。
Abstract： Laser triangulation is a non - contact measuring method with laser as the light source. It has been widely used in the field of industrial production inspection. This paper first introduces the basic principle of laser triangulation method， and then analyzes and compares the different measurement schemes such as direct beam and oblique beam single point laser triangulation method. Secondly， the advantages and disadvantages of each measurement scheme， the functions and advantages and disadvantages of the photoelectric instruments used in each scheme，as well as the factors affecting the measurement results of laser triangulation method and their solutions are summarized and analyzed. Finally， an improved laser triangulation measurement scheme is designed and its feasibility and influencing factors are discussed. The development trend and prospect of laser triangulation are deduced.关键词：激光三角法;测距;直射式;斜射式Key words： laser triangulation;distance;direct type;oblique type中图分类号：TN249 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2020）22-0242-030 引言随着工业的发展，与科学技术的进步，在一些领域对测量方面的要求越来越高越来越严格。
利用光电池进行激光三角法测距
利用光电池进行激光三角法测距张琬祺（20142301038），苏秀崖，王美凤（华南师范大学物理与电信工程学院，广东广州510006）摘要：利用光电池对于不同强度的光转换成不同的电信号的特性以及光反射的原理，进行近距离精密测距实验。
物体的移动导致光反射点的位置的改变，通过光电池接收光的强度确定光反射点的改变位置。
当入射角确定时，光电池的移动距离和物体移动的距离存在一定关系。
关键词：光电池，三角法，近距离精密测距Using photovoltsic cell laser triangulation ranging（Zhang wan-qi Su xiu-ya Wang mei-feng）(1.School of physics and communicationengineering , South China Normal University,Guangzhou 510006, China)Abstract: Using photovoltsic cell for different intensity of light into different characteristics of the electrical signals and the principle of light reflection, precision ranging from close range to experiment on.Moving the position of thelight reflection point of the object changes, through cell receives light intensity determine the change of light reflection point position.When the incident Angle to determine cell moving distance and moving object distance there is a certain relationship.Key words：photovoltaic cell,trigonometry,precision ranging from close range一、引言激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。
激光三角测量法
激光三角测量法
激光三角测量法是一种用于测量距离的技术，它可以用来测量距离远
至数千米的距离。
激光三角测量法的基本原理是：采用发射激光脉冲的激
光发射器发出激光脉冲，可以沿着矩形对角线以及对角线夹角组成三角形，以此计算距离。
它首先需要两个位置，即发射器和接收器，他们之间的距离可以通过
测量时间来计算。
发出的激光脉冲最终会被接收器接收，记录这激光脉冲
的发射时间和收到时间，接下来就可以根据激光脉冲在空气中的传播速度
计算出两个位置之间的实际距离。
激光三角测量法避免了传统测量方法中因人为因素和环境因素造成的
误差，而且它是一种无损测量方法，可以准确测量远距离。
而且激光三角
测量法可以实现实时测量，不需要额外的设备，便于安装和操作，可以应
用于复杂的非对称环境中。
激光精密测量与加工中的技术与应用
激光精密测量与加工中的技术与应用激光是一种特殊的光源，具有单色性、相干性和高能量密度等特点，因此被广泛应用于精密测量和加工领域。
本文将探讨激光精密测量与加工中的技术与应用。
一、激光精密测量技术1.1 激光干涉测量激光干涉测量是一种高精度的非接触式测量方法，主要用于测量形状、位移、振动等参数。
其基本原理是利用激光干涉的特性，通过比较参考光和被测物光的干涉信号，得出被测物的参数。
激光干涉测量在机械制造、航空航天、光学制造等领域具有广泛的应用。
1.2 激光三角测量激光三角测量是一种常用的三维形状测量方法，其主要测量原理是通过激光光束在被测物表面上的反射来确定物体表面的三维坐标。
该技术具有高精度、快速、非接触等优点，已广泛应用于工业制造、医学、建筑设计等领域。
1.3 激光扫描测量激光扫描测量是一种高精度、高效、非接触的三维数据采集技术，其主要特点是可以在短时间内快速获取被测物的三维点云数据。
该技术可以被广泛应用于机械加工、地形测绘、数字化建模等领域。
二、激光精密加工技术2.1 激光打标激光打标是利用激光束将高能量聚焦在被加工物表面的一小块区域上，以改变被加工物表面材料的颜色、形状等，从而实现标记、雕刻等功能。
该技术具有标记位置精度高、操作灵活、制作成本低等优点，广泛应用于电子、医疗、食品等行业。
2.2 激光切割激光切割是一种高精度、高效、非接触式的切割技术，主要应用于金属、塑料、木材等材料的切割。
在激光切割过程中，激光束在被加工物表面产生的高温和高压力作用下，可以快速切割出所需形状的部件，具有加工精度高、切割速度快等特点。
2.3 激光焊接激光焊接是一种高精度、高效、无需添加任何材料的焊接技术，主要应用于金属、塑料等材料的焊接。
在激光焊接过程中，激光束聚焦在被加工物表面，使表面材料瞬间融化并在激光束熔融区形成高温区域，从而实现对被加工物的精密焊接。
三、技术与应用的发展趋势随着科学技术的不断发展，激光精密测量和加工技术也在不断完善和创新。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
. Word 资料 课程设计Ⅱ（论文）说明书 题 目：激光三角法测量物体位移 学 院：电子工程与自动化学院 专 业： 光信息科学与技术 学生姓名： 覃荣梅 学 号： 1000830303 指导教师： 新强
2014 年 1月 5 日 .
Word 资料 摘 要 本课程设计基于激光三角法原理对物体较小围的移动进行测量。在长度、距离及三位形貌等的测试中有广泛应用。通过激光三角法两个案直射式和斜射式的特点，结合实验条件，选择最合适的案进行测量。本次测量最大的特点就是非接触式测距，实际中对非接触式测距一般很难知道物体到成像透镜的距离，可由成像透镜焦距以及激光光线和物体散射光线组成的三角形的边长计算出该距离。通过定标，得出透镜上成像距离与物体像移动距离间的对应关系，用此标尺作为计算移动位移的标准。移动物体采集光斑图像，用matlab软件对图像处理进行处理，计算像的移动距离，再根据几关系推导出物体的实际移动距离。在最后计算出该案的标准不确定度，并对案产生的误差进行分析，提出改进意见。设计案光路简单，便快捷，受环境影响小而且测量精确度较高。
关键词：激光三角法；测距；定标；CCD；误差分析 .
Word 资料 目 录 引 言 ............................................................................................................................ 1 1. 设计任务 .................................................................................................................. 1 2. 激光三角法测距基本原理 ..................................................................................... 1 3.案论证和选择 ............................................................................................................ 2 3.1 激光三角法测距现状 ........................................................................................................... 2 3.2 测量案 .................................................................................................................................... 2 3.3 案比较与选择 ........................................................................................................................ 4 3.4 器件选择 ................................................................................................................................ 6 4. 案验证步骤及数据记录 ......................................................................................... 6 4.1 案验证步骤 ............................................................................................................................ 6 4.2 测量数据记录 ........................................................................................................................ 6 4.2.1 测量获得成像透镜焦距 .................................................................................................................. 6 4.2.2 定标 ................................................................................................................................................... 7 4.2.3 移动物体测量位移 .......................................................................................................................... 8 5. 测量数据处理 .......................................................................................................... 8
5.1 各个距离测量值计算 ........................................................................................................... 8 5.2 定标计算 ................................................................................................................................ 9 5.3 光斑位移量计算 .................................................................................................................. 10 5.4夹角和物体实际移动位移计算 .......................................................................................... 11 6. 误差分析及案评价 ................................................................................................ 12 6.1 相对误差和绝对误差计算 ................................................................................................. 12 6.2 误差分析 .............................................................................................................................. 12 6.3 设计案评价 .......................................................................................................................... 13 7. 课题分析评价 ........................................................................................................ 13 8. 课设总结 ................................................................................................................ 14 参考文献 ...................................................................................................................... 14 附录1 实验器件清单 ................................................................................................ 15 附录2 实验光路图 .................................................................................................... 16 附录3 图像处理程序 ................................................................................................ 18 附录4 光斑图像处理后灰度图 ............................................................................... 19 附录5 物体移动光斑图 ........................................................................................... 20