光电测距传感器的功能与技术

      三角测量法

      距离测量是基于三角测量原理。激光束打在物体上形成一个小点，（光电二极管阵列）的接收器对该点的位置进行检测。入射角随距离而变化，因而激光点在接收器上的位置也相应变化。光电二极管阵列由内置微控制器读取。控制器根据光电二极管阵列上的光分布精确地计算角度，然后据此计算出与目标物之间的距离。此距离值可通过串口发送，也可转换为与距离成正比的输出电流。微处理器确保获得很高的线性度和测量精度。光电二极管阵列与微控制器相结合，抑制了干扰性反射光，从而提供可靠的难测表面数据。传感器通过调节内部灵敏度来适应不同的颜色，从而使其不受物体颜色的影响。如果在测量范围内没有物体，或者如果所接收到的光不足以准确地检测物体（例如，如果传感器脏了），则将触发一个数字量输出。分辨率和精度会随着距离的变化而变化。对于相同的距离变化Δd，在靠近传感器处，它使角α1发生较大的变化；而在远离传感器处，则使角α2发生较小的变化（见图）。这种非线性特性可以用微控制器进行校正，从而使输出信号与距离保持线性关系。

三角测量法

      测量功能

距离测量	窗口测量
在测距应用中，传感器可以随时投入使用，直接给出与物体之间的距离。测量值可用于系统控制或物体的精确定位。此外，还可以选择对数字量输出进行参数设置。	如果需要检测物体的尺寸精度，可直接进行窗口测量：通过对参照物进行自学习，传感器可直接测得与标称尺寸的偏差。在这种情况下，数字量输出也可以相应地进行参数设置。

      光束形状

      除了传感器的尺寸和测量范围，光束形状也尤其重要。通过不懈努力和深入研发，堡盟现推出采用三种不同形状光束以及多点测量原理的产品系列：

点激光	线激光	多点激光
精准聚焦，光斑直径不超过0.4 mm，能精确测量小尺寸物体	超细线激光，宽度小于10 mm，能可靠测量粗糙表面以及带纹理的彩色表面	72 mm超宽线激光，每次可记录600多个测量值，在光泽不均匀或极其粗糙的表面上也能进行稳定的测量。

      聚焦范围

      事实上，大部分物体的表面都不太适合用激光测距，因为测量结果往往不可靠，也不稳定。对此，堡盟推出了市面上仅有的——OM70，该产品的量程从70、140、250、600到0 mm不等，具有多种聚焦范围，从而在应用中确保的可靠性。如果您不太确定是否需要设置聚焦范围，或者是否需要整个测量范围，建议您使用基本型号。

      特点

良好的抗环境光干扰能力	自动曝光控制	同步输入/触发
凭借强大的内置评估算法，激光具有的抗外部光线干扰能力，从而确保稳定可靠地运行。	通过改变透射强度、优化曝光时间，堡盟光电测距传感器可自动适应不同的物体颜色及亮度水平，因此不受物体反射率的影响。此外，它们还可以测量反射率低至2%的物体。	多个传感器同时进行测量时，可利用同步输入功能实现同步。在测量厚度时，两个传感器可在同步模式下通过同步输入同时被触发。另一方面，如果多个传感器在同一应用中会相互干扰，那么它们可以在异步模式下依次运行。

过滤功能可调	测量范围可调	可设置开关量输出
启动过滤功能可减小输出信号的噪音，从而提高分辨率。此外，过滤功能也可用于抑制测量误差。只有在采集到的测量值达到规定数量后，输出才会发生变化。因此，过滤不会影响测量频率，但会影响响应时间。用户可以选择预先设置的精度模式，对过滤功能进行配置。	用户可通过自学习按钮、自学习线或者显示屏，在测量范围内调节具体的测量范围。模拟量输出的整个范围在此自学习范围之内，因此可以提高测量精度。出厂设置为测量范围。	一旦定义的测量值超过或低于预设水平，开关量输出就会触发开关动作。对于可靠的开关量信号，迟滞误差（开关点与复位点之间的差异）可以按毫米为单位设置（值），从而保证用户的系统安全运行，不管物体在视场中处于什么位置。

      飞行时间/运行时间测量法

      采用运行时间测量法，可通过测量信号在覆盖范围内的传输时间来间接完成距离测量。在实际应用中，发送器发射一组突发信号，信号遇到物体后被反射，然后被传感器的接收器所捕获。传感器的估算求值电路计算信号所经历的时间以及所发生的相位偏移，然后将其转换成距离信息。采用运行时间技术，即使目标距离较远，也可以精确可靠地进行检测。

      多点激光测距传感器

      的创新型多点测量原理以光切技术为基础。该传感器每次测量可记录多达600个测量值，然后通过智能分析计算出被测物体的距离。传感器的分辨率高达2 µm，测量频率500Hz，能够提供稳定、精确的测量结果。

备注：本文来源于堡盟。