激光傳感器工作原理

　　激光傳感器工作時(shí)，先由激光發(fā)射二極管對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目標(biāo)反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器，被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感器，因此它能檢測極其微弱的光信號，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號。 常見的是激光測距傳感器，它通過記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被接收所經(jīng)歷的時(shí)間，即可測定目標(biāo)距離。激光傳感器精確地測定傳輸時(shí)間，因?yàn)楣馑偬臁?/p>

　　例如，光速約為3*10^8m/s，要想使分辨率達(dá)到1mm，則傳輸時(shí)間測距傳感器的電子電路能分辨出以下極短的時(shí)間：

　　0.001m/（3*10^8m/s）=3ps

　　要分辨出3ps的時(shí)間，這是對電子技術(shù)提出的過高要求，實(shí)現(xiàn)起來造價(jià)太高。但是如今的激光測距傳感器巧妙地避開了這一障礙，利用一種簡單的統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，即平均法則實(shí)現(xiàn)了1mm的分辨率，并且能保證響應(yīng)速度。

　　激光傳感器應(yīng)用

　　隨著激光技術(shù)的進(jìn)步，激光傳感器也成為一種新的傳感器類型，它是利用激光技術(shù)進(jìn)行測量的傳感器，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，優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測量，具有速度快、精度高、量程大、電干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在很多工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

　　1、測試測量

　　利用激光的高方向性、高單色性和高亮度等特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測量，激光傳感器常用于長度、距離、振動、方位等物理量的測量，還可用于探傷和大氣污染物的監(jiān)測等。

　　2、激光測速

　　激光測速是基多普勒原理的一種激光測速方法，用得較多的是激光多普勒流速計(jì)，它可以測量風(fēng)洞氣流速度、火箭燃料流速、飛行器噴射氣流流速、大氣風(fēng)速和化學(xué)反應(yīng)中粒子的大小及匯聚速度等。

　　3、車輛寬高超限檢測

　　采用激光傳感器進(jìn)行快速測量，利用PC工控機(jī)和可視化編程軟件VB的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)核與傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸及處理，同時(shí)還設(shè)計(jì)了界面友好的上位機(jī)控制軟件?，F(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該系統(tǒng)實(shí)時(shí)性好、測量精度高，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

　　4、無人車

　　如谷歌的第二代無人車配備了激光傳感器，頂部的激光傳感器依然相當(dāng)明顯，其他傳感器都設(shè)置得非常隱蔽。車輛的前后方和兩側(cè)都貼有明顯的谷歌無人車標(biāo)志。谷歌無人車的控制駕駛原理是通過車子四周安裝的諸多傳感器，持續(xù)不斷地收集車輛本身以及四周的各種精確數(shù)據(jù)，通過車內(nèi)的處理器進(jìn)行分析和運(yùn)算，再根據(jù)計(jì)算結(jié)果來控制車子行駛。

　　5、汽車防撞探測器

　　大多數(shù)現(xiàn)有汽車碰撞預(yù)防系統(tǒng)的激光測距傳感器使用激光光束以不接觸方式用于識別汽車在前或者在后形勢的目標(biāo)汽車之間的距離，當(dāng)汽車間距小于預(yù)定安全距離時(shí)，汽車防碰撞系統(tǒng)對汽車進(jìn)行緊急剎車，或者對司機(jī)發(fā)出報(bào)警，或者綜合目標(biāo)汽車速度、車距、汽車制動距離、響應(yīng)時(shí)間等對汽車行駛進(jìn)行即時(shí)的判斷和響應(yīng)，可以大量的減少行車事故。

　　激光式傳感器的結(jié)構(gòu)和原理簡單可靠，抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)于各種惡劣的工作環(huán)境，分辨率較高，未來在很多領(lǐng)域可發(fā)揮自身的作用。