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激光测距论文.doc

上传人:文库旗舰店 2019/10/21 文件大小:81 KB

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文档介绍

文档介绍:、、、,结束语参考文献摘要:激光传感器已经广泛应用于国防、生产、医学和非电测量等各方面,激光传感器正以自己独特的优势焕发勃勃生机  ,本文简单介绍了激光测距传感器工作的原理和应用。一、激光传感器简单介绍及其优点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。激光具有4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。 (4)高相干性,两束光交迭时,产生明暗相间懂得条纹(单色光)或彩色条纹(自然光)的现象称为光的干涉。只有频率和振动方向相同,周相相等或周相差恒定的两束光才具有相干性。应用——利用激光的高方向性、高单色性和高亮度等特点可实现无接触远距离测量。激光传感器常用于长度、距离、振动、速度、方位等物理量的测量,还可用于探伤和大气污染物的监测等。二、激光测距传感器原理及应用激光测距的原理它的原理与无线电雷达相同,将激光对准目标发射出去后,测量它的往返时间,再乘以光速即得到往返距离。由于激光具有高方向性、高单色性和高功率等优点,这些对于测远距离、判定目标方位、提高接收系统的信噪比、保证测量精度等都是很关键的,因此激光测距仪日益受到重视。在激光测距仪基础上发展起来的激光雷达不仅能测距,而且还可以测目标方位、运运速度和加速度等,已成功地用于人造卫星的测距和跟踪,例如采用红宝石激光器的激光雷达,测距范围为500~2000公里,误差仅几米。目前常采用红宝石激光器、钕玻璃激光器、二氧化碳激光器以及砷化镓激光器作为激光测距仪的光源。激光测距传感器的优势:激光测距传感器INSIGHT-60核心技术指标1、激光测距传感器2、测量距离范围0.-60米,200米,要使用反光板3、、激光连续使用寿命超过5万个小时(5年)5、具备标准的RS232、RS422的通讯串口6、同时具备数字信号和4-20MA模拟型号输出。模拟信号对应距离最大值可自行设定7、激光测距传感器可以和以太网标准ASC2码8、简洁实用的通讯软件保证了现场工作的准确方便1、传输时间激光距离传感器的发展激光在检测领域中的应用十分广泛,技术含量十分丰富,对社会生产和生活的影响也十分明显。激光测距是激光最早的应用之一。这是由于激光具有方向性强、亮度高、单色性好等许多优点。1965年前苏联利用激光测地球和月球之间距离(380´103km)误差只有250m。1969年美国人登月后置反射镜于月面,也用激光测量地月之距,误差只有15cm。利用激光传输时间来测量距离的基本原理是通过测量激光往返目标所需时间来确定目标距离。即:式中:  L——测站点A、B两点间距离;   c——光在大气中传播的速度;   t——光往返A、B一次所需的时间。 由上式可知,要测量A、B距离实际上是要测量光传播的时间t,根据测量时间方法的不同,激光测距仪通常可分为相位式和脉冲式两种测量形式。   相位式激光测距仪   相位式激光测距仪是用无线电波段的频率,对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟,再根据调制光的波长,换算此相位延迟所代表的距离。即用间接方法测定出光经往返测线所需的时间,如图所示。  相位式激光测距仪一般应用在精密测距中。由于其精度高,一般为毫米级,为了有效的反射信号,并使测定的目标限制在与仪器精度相称的某一特定点上,对这种测距仪都配置了被称为合作目标的反射镜。 若调制光角频率为ω,在待测量距离D上往返一次产生的相位延迟为φ,则对应时间t可表示为:t=φ/ω将此关系代入(3-6)式距离D可表示为D=1/2ct=1/2c·φ/ω=c/(4πf)(Nπ+Δφ)=c/4f(N+ΔN)=U(N+)式中:φ——信号往返测线一次产生的总的相位延迟。ω——调制信号的角频率,ω=2πf。U——单位长度,数值等于1/4调制波长N——测线所包含调制半波长个数。Δφ——信号往返测线一次产生相位延迟不足π部分。ΔN——测线所包含调制波不足半波长的小数部分。ΔN=φ/ω在给定调制和标准大气条件下,频率c/(4πf)是一个常数,此时距离的测量变成了测线所包含半波长个数的测