激光测距传感器如何工作？
什么情况下使用三角测量传感器？什么情况下使用光传播时间传感器？
激光测距传感器的应用
存在性检测
厚度测量
直径检查
边角测量
定位
机器人定位
堆叠高度监测
零件测量
差值测量
对比度检测
双位检测
激光测距传感器适用的领域和行业
三角测量传感器
光传播时间传感器
三角测量原理
三角测量传感器有盲区吗？
采用三角测量原理的传感器有所谓的盲区。该区域取决于反射光到达受光元件（CMOS 行）的距离。如果反射光未到达 CMOS 行，就无法测量。盲区位于工作范围下方，位于该区域内的物体无法被识别，传感器也无法输出测量值。
CMOS 受光行
CMOS 行是一个光敏受光元件，有很多像素。通过这些像素可以分析激光照射到这一行上的哪个位置。CMOS（互补金属氧化物半导体）传感器像素中的电荷被转换为电压。通过 CMOS 行上的光分布就可以确定物体的位置。
安装三角测量传感器时的注意事项
圆形、光亮、反光的物体
如果测量光亮或圆形的表面，安装传感器时应注意，不能有光线直接反射到受光元件上。
提示：调整传感器方向，使其与圆形物体位于同一条轴上。
台阶、棱边、凹陷
所有的测距传感器都应注意确保能够直接获得接收光束，不会被棱边、台阶、孔洞或缝隙等障碍物遮挡。
提示：将传感器正交对准缝隙走向！
移动的物体
例如，输送带是移动的测量对象。重要的是，物体移动方向应与传感器正交。这样可以避免直接反射到接收器。
提示：将传感器与物体正交安装！
颜色边缘
测量颜色发生变化的物体时，也就是存在颜色边缘时，必须确保颜色边缘与传感器正交。这样可以避免颜色识别错误。
提示：将传感器与物体正交安装！
球面与非球面透镜之间的区别
球面透镜
透镜具有球状表面
入射光在边缘处的折射度比中心区域的更大
聚集光束会导致精密度下降
非球面透镜
透镜的弯曲度不均匀
光束在整个表面上均匀折射
这种透镜形状可减少成像错误
焦点精确位于受光元件上
测量精度极高
光传播时间原理（飞行时间）
ToF（飞行时间）激光测距传感器不仅能提供可重复的测量结果、十分可靠，而且测量范围广泛。因此，这种传感器适合距离物体最远 10 米的各种应用，使用反射器的情况下可测量最远 100 米的物体。
关于光速的重要信息概览
飞行时间法激传感器有盲区吗？
光传播时间传感器没有盲区。传感器可以识别设置范围下方区域中的物体，传感器会切换，但无法提供测量结果。
传感器在光斑的哪个覆盖范围切换？
随着外部光线（例如阳光或照明系统）的增加，传感器的对象会显得较暗。在这些情况下，光斑的较大区域必须照射到对象，以确保可靠的检测。
由于传感器设有光学系统，在实际光斑之外也会出现少量的散射光。对于反射强烈、光亮的表面，这可能会导致在光斑实际到达前已检测到对象。因此，在光束附近避免出现光亮的干扰结构非常重要。
带有反射器的光传递时间传感器
如果要避免背景物体造成的错误测量，该功能原理尤其有利。一个典型的应用示例是高架输送机的控制，在这种情况下必须始终可靠地测量与前方车辆的距离。尤其在转弯时，可防止在后台对物体进行错误的测量，因为这些测量可能会导致错误的控制指令。
此外，该技术非常适合于需要较大工作范围的应用。
光传递时间和三角测量的工作范围对比
红色区域
图例：空白区域（无法可靠识别物体）
绿色区域：工作区域（可以可靠识别物体）
黄色区域：设置范围 / 测量范围（设置切换点 / 输出测量值）
输出距离值
什么是测量精度？
精密度 | 精密度也称为重复精度，在相同的条件下连续进行若干次测量可确定精密度。因此，一个精密度很高的值几乎可以确保始终一致的测量。传感器的精密度通过可重复性量化。 |
|---|---|
正确度 | 正确度是一个定性值。它通过线性偏差、温度漂移、接通偏移和开关距离偏差定义。 |
该图明确展示了正确度、精密度和测量精度之间的关系。红点表示传感器连续几次的测量，靶子表示正确的值。如果测量值彼此分散并且距离靶心较远，就表示精密度低，正确度低。理想情况下，测量值应该正确而且准确，也就是它们应该紧密聚集在靶心范围内。
可重复性与线性的比较：什么时候使用哪个值？
绝对测量值
定位作业
初始状态
需要测量距离并确定最大可能偏差。每次测量同一个物体，以免出现颜色偏差。环境温度可能有 10 °C 的偏差。
数据表中的值：
- 可重复性：3 mm
- 线性偏差：10 mm
- 温度漂移：0.4 mm/K
计算
精密度（可重复性）+ 正确度（线性偏差、温度漂移）= 测量精度
3 mm + 10 mm + (0.4 mm * 10 °C) = 17 mm
测量结果的精度取决于什么？
飞行时间激光测距传感器的测量范围最大可以达到 10 米外的物体，使用反射器的情况下可达到 100 米。而激光三角测距传感器则非常准确。但最大测量范围只有 1,000 毫米。为了优化测距传感器的精度，可以根据不同的应用情况进行不同的设置。例如可以通过过滤器功能进一步提高测量精度。
激光等级及其作用方式
激光等级表示激光对人体的潜在危险。根据 EN 60825-1 标准，使用激光的传感器根据危险程度分为不同的激光等级。常见的激光等级有 1、2、2M、3R 和 3B。wenglor 的激光测距传感器仅使用对人眼无害的 1 级和 2 级激光。
| 描述 | |
|---|---|
| 1 级激光 | 1 级激光设备对人眼完全无害，无需采取任何防护措施。 |
| 2 级激光 | 2 级激光设备具有更高的功率，但是在短时间辐射下也能保证安全。但是必须放置警告提示。 |
| 2M 级激光 | 在短时间辐射下，采用 2M 级激光的设备同样无危险。与 2 级激光的不同之处在于，使用光学设备，例如放大镜，可能会引发危险。 |
| 3R 级激光 | 在直视激光束的情况下，3R 级激光设备可能有危险。因此需要采取防护措施。 |
| 3B 级激光 | 3B 级激光设备对眼睛和皮肤都有害。因此必须采取适当的防护措施。 |
激光等级表示激光对人体的潜在危险。根据 EN 60825-1 标准，使用激光的传感器根据危险程度分为不同的激光等级。常见的激光等级有 1、2、2M、3R 和 3B。wenglor 的激光测距传感器仅使用对人眼无害的 1 级和 2 级激光。
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1 级激光
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描述
1 级激光设备对人眼完全无害，无需采取任何防护措施。
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2 级激光
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描述
2 级激光设备具有更高的功率，但是在短时间辐射下也能保证安全。但是必须放置警告提示。
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2M 级激光
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描述
在短时间辐射下，采用 2M 级激光的设备同样无危险。与 2 级激光的不同之处在于，使用光学设备，例如放大镜，可能会引发危险。
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3R 级激光
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描述
在直视激光束的情况下，3R 级激光设备可能有危险。因此需要采取防护措施。
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3B 级激光
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描述
3B 级激光设备对眼睛和皮肤都有害。因此必须采取适当的防护措施。
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红色和蓝色激光的用途
wenglor 激光测距传感器采用红色或蓝色激光。采用红光还是蓝光取决于具体应用。红色激光的波长为 650 纳米。蓝色激光的波长较短，为 405 纳米。因此蓝光透入测量对象不那么深，可提供精确、稳定的结果。特别是蓝色激光不会对炽热表面产生影响。带蓝色激光二极管的激光测距传感器非常适合用于有机表面、表面抛光的金属、光亮的塑料表面或深色油漆。
普通光线与激光之间的区别是什么？
普通光线
| 传播方向 | 光波在所有方向上分散 |
|---|---|
| 波长 | 由多种不同的波长组成 |
| 同相位 | 光波振动相位不同 |
激光
| 光波方向高度一致 |
| 由一个波长组成（单色性） |
| 光波同步振动 |
为什么会有红色和蓝色激光？
红光波长：640 – 675 nm
光
颜色
激光
“Laser”（激光）是“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”（通过受激辐射将光放大）的缩写。激光束可以在很宽的光谱范围内产生。简单来说，就是将大量的同向光波聚集成一个光束。
