激光测距仪丨激光测距传感器的工作原理
2023-05-30
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激光测距仪丨激光测距传感器的工作原理

激光测距仪也叫激光测距传感器,是一种广泛应用于各种领域的测量设备,它利用激光束测量目标物体与测量仪之间的距离。激光测距仪丨激光测距传感器工作原理基于激光的特性和测量原理,通过精确测量激光束的传播时间或相位变化,从而实现准确测量目标物体的距离。

激光测距传感器

在激光测距仪中,使用的激光一般为红色或近红外线的激光束。激光器是激光测距仪的核心组件,它能够产生高度聚焦的激光束。激光束经过一系列的光学元件,如准直器和透镜,被聚焦成非常细小的光点。

测量开始时,激光测距仪发射一个短脉冲的激光束,该激光束在空气中以光速传播。当激光束照射到目标物体上时,一部分光会被目标物体吸收,一部分光会被反射回激光测距仪。激光测距仪的接收器会接收到反射回来的光信号。

激光测距传感器 

通过测量激光束的传播时间或相位变化,激光测距仪可以计算出目标物体与测量仪之间的距离。传播时间法是最常用的测距原理之一。它基于光在真空中传播的速度是一个已知常量,即光速为299,792,458米/秒。

在传播时间法中,激光测距仪发射激光脉冲后开始计时,当接收到反射光时停止计时。通过将测量时间乘以光速的一半,可以得到激光束从激光测距仪到目标物体和返回的时间。由于光在空气中的传播速度很快,所以这个时间非常短,通常在纳秒级别。

相位变化法是另一种常见的测距原理。它利用激光光束在传播过程中的相位变化来测量距离。激光测距仪会通过测量激光束的相位变化来确定目标物体与测距仪之间的距离。在相位变化法中,激光测距仪发射一束连续的激光光束,并接收到目标物体反射回来的光信号。

当激光束传播到目标物体并反射回来时,它会与发射时的激光光束发生干涉。由于光的波动性质,干涉会导致光的相位发生变化。激光测距仪通过测量这种相位变化来计算出距离。

相位变化的测量通常使用光的干涉原理,如Michelson干涉仪或Fizeau干涉仪。这些仪器利用光的干涉现象来测量光程差,进而计算出距离。

激光测距仪、激光测距传感器通常还包括其他辅助装置,如光电探测器和时钟计数器。光电探测器用于接收和转换反射光信号,将其转化为电信号。时钟计数器用于精确计时,以测量激光束的传播时间或相位变化。

激光测距仪在实际应用中具有广泛的用途,包括测量建筑物的尺寸、地形的高度、工业生产线的定位和测量目标物体的运动速度等。它具有高精度、非接触性和快速测量的优点,成为许多领域中不可或缺的测量工具。

总结起来,激光测距仪工作原理基于激光的特性和测量原理,通过测量激光束的传播时间或相位变化,实现对目标物体与测量仪之间距离的准确测量。激光测距仪的应用广泛,为许多领域的测量任务提供了高精度、快速和非接触的解决方案。随着技术的进步和创新,激光测距仪在未来将继续发展并发挥更大的作用。


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