《電子技術(shù)應(yīng)用》
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入門:激光位移傳感器的原理及信號處理方式

2022-08-31
來源:szly19925317939
關(guān)鍵詞: 激光 位移傳感器

  激光位移傳感器是利用激光技術(shù)進(jìn)行測量的傳感器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表。能夠非接觸測量被測物體的位置、位移等變化??梢詼y量位移、厚度、振動、距離、直徑等精密的幾何測量。

  激光有直線度好的優(yōu)良特性,同樣激光位移傳感器相對于我們已知的超聲波傳感器有更高的精度。但是,激光的產(chǎn)生裝置相對比較復(fù)雜且體積較大,因此會對激光位移傳感器的應(yīng)用范圍要求較苛刻。

  信號處理方式有:

  1、辨向原理

  在實際應(yīng)用中,位移具有兩個方向,即選定一個方向后,位移有正負(fù)之分,因此用一個光電元件測定莫爾條紋信號確定不了位移方向。為了辨向,需要有π/2相位差的兩個莫爾條紋信號。如圖2,在相距1/4條紋間距的位置上安放兩個光電元件,得到兩個相位差π/2的電信號u01和u02,經(jīng)過整形后得到兩個方波信號u01‘和u02’。光柵正向移動時u01超前u0290度,反向移動時u02超前u0190度,故通過電路辨相可確定光柵運動方向。

  2、細(xì)分技術(shù)

  隨著對測量精度要求的提高,以柵距為單位已不能滿足要求,需要采取適當(dāng)?shù)拇胧δ獱枟l紋進(jìn)行細(xì)分。所謂細(xì)分就是在莫爾條紋信號變化一個周期內(nèi),發(fā)出若干個脈沖,以減少脈沖當(dāng)量。如一個周期內(nèi)發(fā)出n個脈沖,則可使測量精度提高n備,而每個脈沖相當(dāng)于原來柵距的1/n。由于細(xì)分后計數(shù)脈沖頻率提高了n倍,因此也稱n倍頻。

  通常用的有兩種細(xì)分方法:其一:直接細(xì)分。在相差1/4莫爾條紋間距的位置上安放兩個光電元件,可得到兩個相位差90o的電信號,用反相器反相后就得到四個依次相差90o的交流信號。同樣,在兩莫爾條紋間放置四個依次相距1/4條紋間距的光電元件,也可獲得四個相位差90o的交流信號,實現(xiàn)四倍頻細(xì)分。其二:電路細(xì)分。



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