激光传感器是一种利用激光技术进行测量的传感器。它可以将测量的物理量(如长度、流量、速率等)转换为光信号，然后利用光电转换器将光信号转换为电信号，通过相应电路的过滤、放大、整流获得输出信号，然后计算测量。激光传感器发展迅速，广泛应用于现代技术、医疗保健和汽车。现在邀请技术小边与您分享激光传感器的工作原理和主要用途
激光传感器工作时，激光发射二极管首先针对目标发射激光脉冲。激光被目标反射到四面八方。一些散射光返回传感器接收器，并在光学系统接收后显示在雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种具有内部放大功能的光学传感器，因此可以检测到极微弱的光信号，并将其转换为相应的电信号。最常见的是激光测距传感器，它可以通过记录和处理从传输光脉冲到接收光脉冲的时间来确定目标距离。由于光速过快，激光传感器可以准确地测量传输时间。
例如，光速约为3*10^8m/s。传输时间测距传感器的电子线路为了达到1mm的分辨率，可以区分以下极短的时间:0.001m/(3*10^8m/s)=3ps需要区分3ps的时间，即对电子技术的要求太高，实现成本太高。然而，今天的激光测距传感器巧妙地避免了这种障碍，采用了一个简单的统计原理，即平均分辨率为1mm，可以保证响应速度。
激光传感器的主要用途
1、激光测长
精密测量长度是精密机械制造业和光学加工业的关键技术之一。现代长度测量主要由光波的干扰现象进行，其精度主要取决于光的单色性质。激光是最理想的光源，比过去最好的单色光源(氪-86灯)纯10万倍。因此，激光长度测量范围大，精度高。从光学原理可以看出，单色光的主要能量长度L和波长λ和谱线宽度δ之间的关系是L=λ2/δ。用氪-86灯的最大长度为38.5厘米。对于较长的物体，需要分段测量，以降低精度。如果使用氦霓虹气体激光器，最大可测量几十公里。一般测量几米以内的长度，精度可达0.1μm。
2、激光测距
其原理与无线电雷达相同。激光对准目标发射后，测量来回时间，然后乘以光速获得来回距离。由于激光具有方向性高、单色性高、功率大的优点，对于测量长距离、判断目标方向、提高接收系统的信噪比、保证测量精度至关重要，激光测距仪越来越受到重视。在激光测距仪的基础上开发的激光雷达不仅可以测量距离，还可以测量目标方向、运输速度和加速度。已成功用于人造卫星的测距和跟踪，如红宝石激光器的激光雷达，测距范围为500～2000公里，偏差只有几米。红宝石激光器、钕玻璃激光器、二氧化碳激光器和砷化镓激光器常用作激光测距仪的光源。
3、激光测厚
采用三角测距原理，在C框架上下分割有精密激光测距传感器，激光发射部署激光到测量表面，根据线阵CCD信号取样，线阵CCD相机在控制电路控制下同步获得测量到C框架之间的距离，通过传感器反馈数据计算中间测量的厚度。由于检测是连续的，因此可以获得被测对象的连续动态厚度值。
激光测厚分类
1)单激光位移传感器测厚
被测体放置在测量平台上，测量传感器到平台表面的距离，然后测量传感器到被测体表面的间隔，计算后测量薄厚度。被测体和测量平台之间没有磁密度，被测体也没有翘曲。这些严格的要求只能在离线条件下实现。
2)双激光位移传感器测厚
激光位移传感器安装在被测体的上下，被测体的厚度为D=C-(AB)。其中，C是两个传感器之间的距离，A是上传感器与被测体之间的距离，B是下传感器与被测体之间的距离。在线厚度测量的优点是可以消除被测体振动对测量结果的影响。但它也需要传感器的安装和性能。确保测量准确性的条件是，两个传感器的发射光束必须同轴，两个传感器的扫描必须同步。同轴通过安装实现，同步取决于同步激光传感器的选择。
激光测振
它基于多普勒原理测量物体的振动速率。多普勒原理是，如果波源或接收波的观察者与传播波的媒体相比移动，观察者测量的频率不仅取决于波源的振动频率，还取决于波源或观察者的运动速度和方向。测量频率与波源的次数之差称为多普勒频移。在振动方向和方向一致的情况下，多频移动fd=v/λ，中v为振动速度，λ为波长。由于光来回的原因，在激光多普勒振动速度探测器中，fd=2v/λ。在测量过程中，该振动计将物体的振动从光学部分转换为相应的多普勒频移，并将频移转换为电信号，然后将电路部分送到多普勒信号转换器，将多普勒频移信号转换为与振动速度相对应的电信号，最后记录在磁带中。该测振器选用波长6328埃(┱)氦霓虹激光器采用光控制器进行光频部署，以石英晶体振荡器加功放大电路作为光控制器的驱动源，用光电倍增管进行光电检测，用频率跟踪器处理多普勒信号。其优点是使用方便，不需要固定参考系统，不影响物体本身的振动，测量工作频段宽，精度高，动态范围大。缺点是测量过程受其他杂散光的影响较大。
激光测速
它也是基多普勒原理的激光速度测量方法。激光多普勒流速计用于测量风洞气流速率、火箭燃料流速、飞机喷射气流速率、大气风速和化学变化中颗粒的大小和聚集速率。
综上所述，激光传感器应用广泛，借助激光高方向、高单色、高亮度实现无接触远程测量，也可用于探伤和空气污染物监测，也受到许多人的青睐，是一种非常使用的技术，深入研究或不难发现更多的奥秘，造福各行各业。
它也是基多普勒原理的激光速度测量方法。激光多普勒流速计用于测量风洞气流速率、火箭燃料流速、飞机喷射气流速率、大气风速和化学变化中颗粒的大小和聚集速率。
综上所述，激光传感器应用广泛，借助激光高方向、高单色、高亮度实现无接触远程测量，也可用于探伤和空气污染物监测，也受到许多人的青睐，是一种非常使用的技术，深入研究或不难发现更多的奥秘，造福各行各业。
