Um artigo mostrará sobre a variação a laser
2023-02-13
De acordo com a MAIMS Consulting, logo após o primeiro laser rubi do mundo, foi lançado em 1960, a tecnologia de variação de laser com precisão variando quando nasceu o alvo principal. A variação a laser * * tem sido usada nas forças armadas há muito tempo e, com sua forte capacidade anti-interferência e alta precisão, desempenhou um papel enorme em muitos campos, como aeroespacial, levantamento e mapeamento, indústria de energia eólica, transporte inteligente, fabricação industrial e assim por diante.
Com o rápido desenvolvimento de automação industrial e visão de máquina, a variação a laser provou ser um método de detecção sem contato muito importante em muitas aplicações, como detecção, medição e controle. Ao mesmo tempo, variando a laser, como a premissa de tecnologias de ponta, como medição de velocidade a laser, rastreamento a laser, imagem tridimensional a laser e radar a laser (LIDAR), está recebendo cada vez mais atenção. A Mimes Consulting se concentrará na introdução e discutir vários métodos atuais de alcance de laser.
1. Classificação do método de variação a laser
De acordo com o princípio básico, os métodos de variação a laser podem ser divididos em duas categorias: o método do tempo de voo (TOF) e o método da geometria espacial, como mostrado na Figura 1. Entre eles, o método de tempo de voo inclui o método Direct TOF (tipo de pulso) e o método indireto de TOF (tipo de fase); Os métodos geométricos espaciais incluem principalmente triangulação e interferometria.
A variação do laser de pulso é um método de alcance de que a tecnologia a laser * * * foi usada no campo de levantamento e mapeamento por um longo tempo. Ele obtém as informações da distância do alvo medindo diretamente o intervalo de tempo entre a luz emitida e o pulso de luz recebido, como mostrado na Figura 2. A distância medida pode ser expressa como:
Onde D é a distância medida, C é a velocidade da propagação da luz no ar e ∆ t é o tempo de ida e volta do feixe de laser da emissão à recepção.
O laser de pulso possui pequeno ângulo de emissão, energia relativamente concentrada no espaço e alta potência instantânea. These characteristics can be used to make various medium-long distance laser rangefinders, laser radars, etc. However, the pulse laser ranging method counts the time between the receiving and receiving pulses through a high frequency clock drive counter, which makes the cycle of the counting clock must be much shorter than the time between the sending pulse and the receiving pulse to ensure sufficient accuracy, so this ranging method is not suitable for short distance measurement.
Atualmente, a variação de laser pulsada é amplamente utilizada em pesquisas de longa distância e baixa precisão, como pesquisas topográficas e geomorfológicas, exploração geológica, pesquisas de construção de engenharia, pesquisas de altitude da aeronave, correlação de satélite, variando, medição de distância entre corpos celestiais, etc., como mostrado na figura 3.
3. Variando a laser de fase - método indireto de TOF
A variação do laser de fase usa a frequência da banda de rádio para modular a amplitude do feixe do laser e medir o atraso de fase gerado pela luz de modulação para uma viagem de ida e volta e depois converter a distância representada pelo atraso de fase de acordo com o comprimento de onda da luz de modulação. Esse método mede indiretamente o tempo medindo a diferença de fase, por isso também é chamado de método indireto de TOF.
Como mostrado na Figura 4, assumindo que a frequência modulada seja f, a forma de onda modulada λ = c/ f, c é a velocidade da luz, e a mudança de fase medida do sinal de onda de luz modulada é ∆ φ ， então o tempo de ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆/ 2 π F, assim: o ponto de medição e o alvo pode ser calculado ∆ t = ∆ φ/ 2 π f, assim, a distância medida e a distância é calculada ∆ t = ∆/ 2 π f, assim
No entanto, quando a distância alvo D aumenta, o valor do atraso da fase pode ser maior que um período de onda de luz modulada sinusoidal, a saber ∆ φ = 2 π (n+∆ n), n e ∆ n são partes integrais e fracionárias do ciclo, respectivamente, a distância medida d é:
Onde, l = c/ 2f = λ/ 2 é chamado de comprimento da régua de medição, e a duração da variação da fase pode ser considerada como λ/ a distância d é medida com uma régua de 2. A distância pode ser obtida pela determinação de N e ∆ N. A parte fracionária ∆ N pode ser medida, mas N não é um valor fixo, que causa soluções de múltiplas soluções. Para resolver esse problema, é necessário medir a mesma distância com sinais de onda de luz modulados de múltiplas frequências, que também são chamadas de frequência do régua na variação de fases. Se a distância medida for menor que o comprimento da régua, n = 0, o valor da solução será * * *. Quando a precisão da medição de fase é fixada, quanto menor a frequência do régua de medição, maior o erro de variação, que não é permitido em variação de alta precisão. Pelo contrário, quanto maior a frequência do governante selecionado, maior a precisão da medição, mas o valor de N neste momento será maior que 1 e há um problema de múltiplas soluções. Para resolver essa contradição, em aplicações práticas, geralmente seleciona uma régua que determina a precisão da variação do instrumento e vários governantes auxiliares que determinam o intervalo, que são chamados de régua de medição fina e governante de medição áspera, respectivamente, e combine os dois para obter medição de alta precisão.
A precisão da medição da variação do laser de fase pode atingir (sub) nível de milímetro, e a faixa de medição é de decímetro a quilômetro, por isso é amplamente utilizado em curto e média faixa.
4. Variando a laser de interferência com vários comprimentos de onda
A variação interferométrica é um dos métodos clássicos de variação de precisão. De acordo com o princípio de interferência da luz, duas fileiras de luz com diferença de fase fixa e com a mesma frequência, a mesma direção de vibração ou um pequeno ângulo entre as direções de vibração se sobrepõem, o que produzirá fenômeno de interferência.
Como mostrado na Figura 6, é mostrado o diagrama esquemático do interferômetro Michelson comumente usado. O laser emitido pelo laser é dividido em luz S1 refletida e a luz transmitida S2 através do espectroscópio. As duas vigas são refletidas de volta pelo espelho fixo M1 e pelo espelho móvel M2, respectivamente, e os dois convergem no espectroscópio para formar um feixe coerente. Então a intensidade combinada do feixe I é:
Quando a distância d = m λ (m é um número inteiro), a amplitude combinada do feixe * *, intensidade da luz * *, formando faixas brilhantes; Quando d = (2m+1) λ/ às 2 horas, as fases das duas vigas da luz são opostas, as amplitudes das duas vigas se cancelam e a intensidade da luz é * * * * pequena, formando listras escuras. De acordo com esse princípio, a variação interferométrica de laser é converter as margens de interferência clara e escura de detectores fotoelétricos em sinais elétricos, que são contados por contadores fotoelétricos, para realizar a medição de distância e deslocamento.
Devido ao comprimento de onda do laser λ, a resolução da variação de laser interferométrica pode atingir o NM e a precisão é muito alta. No entanto, a tecnologia de variação interferométrica tradicional a laser mencionada acima mede apenas o deslocamento relativo e não pode obter as informações de distância do alvo. Ao mesmo tempo, para garantir a precisão da medição contínua, o alvo deve se mover ao longo de um trilho de guia fixo e o caminho óptico não pode ser interrompido. Além disso, de acordo com o princípio de interferência, a tecnologia de medição pode obter apenas o valor da fase na faixa de 0 a 2 π e, considerando a distância de ida e volta a laser, é equivalente a medir apenas λ/ se a distância muda dentro da faixa de 2, a distância a ser medida em uma faixa maior será incorreta porque o meio de 2 π múltiplo da fase não puder ser determinado. Esse intervalo λ/ 2 é geralmente referido como a faixa inequívoca de medição de distância a laser * *. Do seguinte modo:
Onde D é a distância medida, M e ε são a ordem inteira e decimal da margem de interferência incluída na distância medida. A ordem decimal pode ser obtida por medição, enquanto M é um valor indefinido.
Para resolver essa contradição, o método de interferência de vários comprimentos de onda é geralmente adotado para atender aos requisitos de alta resolução e expansão da faixa de não ambiguidade. O princípio básico da interferometria de comprimento de onda de onda é usar o método múltiplo decimal e desenvolver o conceito de comprimento de onda sintético.
O alcance interferométrico de comprimento de onda (MWI) começou com o experimento de interferência de comprimento de onda duplo conduzido pelos cientistas americanos Wyant e Polhemus no início dos anos 70. Este método usa dois lasers com diferentes comprimentos de onda λ 1 、 λ 2 realizam medição de interferência para a distância desconhecida ao mesmo tempo e trazê -la para a distância medida d da fórmula acima:
Para resolver as duas equações, existem:
Onde está o comprimento de onda equivalente sintético, ms e ε s são respectivamente interiores de interferência λ s e ordem decimal.
Se o comprimento de onda composto for considerado o comprimento de onda variante, as informações de fase correspondentes à distância desconhecida são a diferença entre as fases variantes dos dois comprimentos de onda originais, para que a distância desconhecida possa ser resolvida. A faixa não ambiguidade da medição da distância é estendida a metade do comprimento de onda sintético. Da fórmula, o comprimento de onda sintético deve ser maior que λ 1 e λ 2。
Da mesma forma, para considerar a faixa de medição e a precisão, o método pode ser desenvolvido com a idéia de múltiplos governantes. O laser de comprimento de onda com várias ondas pode ser usado para medir a distância ao mesmo tempo para gerar comprimentos de onda compostos de vários níveis de diferentes escalas. The long synthetic wavelength of * * * is used to achieve the measurement range of * * *, and the distance measurement result obtained is used as the distance reference value of the shorter synthetic wavelength, so as to solve the range measurement result of this level of synthetic wavelength, so as to realize the range measurement with large range and high precision using the small synthetic wavelength of * * * and * * *.
No entanto, esse método requer vários comprimentos de onda do laser, o que significa que várias fontes a laser são necessárias. Considerando que cada fonte de laser precisa de seu próprio dispositivo de estabilização de frequência a laser, e vários lasers precisam de combinação de feixe óptico de alta precisão, a estrutura de todo o sistema de medição de distância a laser * * é relativamente complexa, e a confiabilidade e a precisão do sistema serão inevitavelmente afetadas.
5. FM CW Laser
A variação a laser de onda contínua modulada por frequência (FMCW) é outro método interferométrico que pode realizar a medição * * *. Combina as vantagens da interferometria óptica e da tecnologia de radar de rádio. O princípio básico da medição do FMCW é realizar a interferometria modulando a frequência do feixe de laser. Geralmente, o laser cuja frequência do feixe de laser de saída muda com o tempo é usada como fonte de luz, e o interferômetro Michelson é usado como o caminho óptico interferométrico básico. As informações da diferença de frequência são geradas de acordo com o caminho óptico diferente da luz de referência e da luz de medição. As informações de distância das duas vigas podem ser obtidas após a extração do sinal e do processamento, e a medição da distância * * pode ser realizada.
Tome a modulação de dente de serra como exemplo. É um sinal senoidal cuja frequência muda linearmente com o tempo em forma de dente de serra. A frequência instantânea da luz medida e a luz de referência mudam com o tempo, como mostrado na Figura 7.
Set the frequency of the reference light as ft, the frequency of the measurement light as fr, the modulation bandwidth as ∆ F, the modulation period as T, and the distance as D. The measurement light will have a time delay relative to the reference light due to different transmission paths as τ， Where ft changes periodically between f0 and fm according to sawtooth wave, then the expression of ft and fr is as follows:
Então o sinal de batida gerado é fif:
Então a distância medida:
A variação de laser de onda contínua modulada pela frequência toma laser como transportadora, e toda a interferência ambiental afeta apenas a intensidade da luz do sinal medido, mas não as informações de frequência. Portanto, pode obter alta precisão variável e forte capacidade de resistir à interferência da luz ambiental, e a precisão pode atingir o nível de mícron. Atualmente, é um ponto de pesquisa de pesquisa em aplicativos de tamanho grande e de alta precisão. No entanto, esse método de medição requer alta estabilidade e linearidade da frequência do feixe de laser, o que torna a realização do sistema mais complexa, e a faixa de medição é limitada pelo período T.
6. Variando a laser triangular
A variação laser triangular significa que a fonte de luz, a superfície do objeto medido e o sistema de recepção da luz formam um caminho óptico triangular juntos. A luz emitida pela fonte do laser é focada pela lente colimadora e, em seguida, incidente na superfície do objeto medido. O sistema de recebimento de luz recebe a luz dispersa do ponto de incidente e a imagens na superfície sensível do detector fotoelétrico. É um método de medição para medir a distância móvel da superfície do objeto medida através do deslocamento do ponto de luz na superfície da imagem.
De acordo com a relação ângulo entre o feixe de laser incidente e a linha normal da superfície do objeto medida, geralmente existem dois métodos de variação: oblíquos e diretos, como mostrado na Figura 8. Em geral, o método de triângula a laser direto é mais simples no algoritmo geométrico e o reprodução do laser pode ser o método de computação e o erro e o erro é relativamente pequeno. Na indústria, o método de variação direta de laser é frequentemente usado.
Comparado com a faixa de onda contínua modulada a laser e a frequência, a variação a laser de triangulação tem muitas vantagens, como estrutura simples, velocidade de teste rápida, uso flexível e conveniente, baixo custo, etc. No entanto, a precisão do laser de triangulação, que o ranking de que o ranking de que o aumento de um aumento é o aumento da distância e o aumento da distância e o aumento da distância e o aumento da distância e o aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e da expectativa de que o aumento da distância e da renúncia e o aumento da distância e da renúncia e o aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e a variação de triangulagem. A luz da superfície do alvo a ser medida, esse método de variação geralmente é adequado para o trabalho próximo interno, não é adequado para trabalhar em fundo de luz forte e externo ou interno. Portanto, a faixa de aplicação da variação a laser de triangulação é principalmente a medição de deslocamento pequena, que é amplamente utilizada na medição do contorno da superfície do objeto, largura, espessura e outras quantidades, como o design da superfície do modelo, o corte a laser, o robô variável, etc. na indústria automobilística.
Com o rápido desenvolvimento de automação industrial e visão de máquina, a variação a laser provou ser um método de detecção sem contato muito importante em muitas aplicações, como detecção, medição e controle. Ao mesmo tempo, variando a laser, como a premissa de tecnologias de ponta, como medição de velocidade a laser, rastreamento a laser, imagem tridimensional a laser e radar a laser (LIDAR), está recebendo cada vez mais atenção. A Mimes Consulting se concentrará na introdução e discutir vários métodos atuais de alcance de laser.
1. Classificação do método de variação a laser
De acordo com o princípio básico, os métodos de variação a laser podem ser divididos em duas categorias: o método do tempo de voo (TOF) e o método da geometria espacial, como mostrado na Figura 1. Entre eles, o método de tempo de voo inclui o método Direct TOF (tipo de pulso) e o método indireto de TOF (tipo de fase); Os métodos geométricos espaciais incluem principalmente triangulação e interferometria.
2. Variando a laser de pulso - método Direct TOF
A variação do laser de pulso é um método de alcance de que a tecnologia a laser * * * foi usada no campo de levantamento e mapeamento por um longo tempo. Ele obtém as informações da distância do alvo medindo diretamente o intervalo de tempo entre a luz emitida e o pulso de luz recebido, como mostrado na Figura 2. A distância medida pode ser expressa como:
Onde D é a distância medida, C é a velocidade da propagação da luz no ar e ∆ t é o tempo de ida e volta do feixe de laser da emissão à recepção.
O laser de pulso possui pequeno ângulo de emissão, energia relativamente concentrada no espaço e alta potência instantânea. These characteristics can be used to make various medium-long distance laser rangefinders, laser radars, etc. However, the pulse laser ranging method counts the time between the receiving and receiving pulses through a high frequency clock drive counter, which makes the cycle of the counting clock must be much shorter than the time between the sending pulse and the receiving pulse to ensure sufficient accuracy, so this ranging method is not suitable for short distance measurement.
Atualmente, a variação de laser pulsada é amplamente utilizada em pesquisas de longa distância e baixa precisão, como pesquisas topográficas e geomorfológicas, exploração geológica, pesquisas de construção de engenharia, pesquisas de altitude da aeronave, correlação de satélite, variando, medição de distância entre corpos celestiais, etc., como mostrado na figura 3.
3. Variando a laser de fase - método indireto de TOF
A variação do laser de fase usa a frequência da banda de rádio para modular a amplitude do feixe do laser e medir o atraso de fase gerado pela luz de modulação para uma viagem de ida e volta e depois converter a distância representada pelo atraso de fase de acordo com o comprimento de onda da luz de modulação. Esse método mede indiretamente o tempo medindo a diferença de fase, por isso também é chamado de método indireto de TOF.
Como mostrado na Figura 4, assumindo que a frequência modulada seja f, a forma de onda modulada λ = c/ f, c é a velocidade da luz, e a mudança de fase medida do sinal de onda de luz modulada é ∆ φ ， então o tempo de ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆/ 2 π F, assim: o ponto de medição e o alvo pode ser calculado ∆ t = ∆ φ/ 2 π f, assim, a distância medida e a distância é calculada ∆ t = ∆/ 2 π f, assim
No entanto, quando a distância alvo D aumenta, o valor do atraso da fase pode ser maior que um período de onda de luz modulada sinusoidal, a saber ∆ φ = 2 π (n+∆ n), n e ∆ n são partes integrais e fracionárias do ciclo, respectivamente, a distância medida d é:
Onde, l = c/ 2f = λ/ 2 é chamado de comprimento da régua de medição, e a duração da variação da fase pode ser considerada como λ/ a distância d é medida com uma régua de 2. A distância pode ser obtida pela determinação de N e ∆ N. A parte fracionária ∆ N pode ser medida, mas N não é um valor fixo, que causa soluções de múltiplas soluções. Para resolver esse problema, é necessário medir a mesma distância com sinais de onda de luz modulados de múltiplas frequências, que também são chamadas de frequência do régua na variação de fases. Se a distância medida for menor que o comprimento da régua, n = 0, o valor da solução será * * *. Quando a precisão da medição de fase é fixada, quanto menor a frequência do régua de medição, maior o erro de variação, que não é permitido em variação de alta precisão. Pelo contrário, quanto maior a frequência do governante selecionado, maior a precisão da medição, mas o valor de N neste momento será maior que 1 e há um problema de múltiplas soluções. Para resolver essa contradição, em aplicações práticas, geralmente seleciona uma régua que determina a precisão da variação do instrumento e vários governantes auxiliares que determinam o intervalo, que são chamados de régua de medição fina e governante de medição áspera, respectivamente, e combine os dois para obter medição de alta precisão.
A precisão da medição da variação do laser de fase pode atingir (sub) nível de milímetro, e a faixa de medição é de decímetro a quilômetro, por isso é amplamente utilizado em curto e média faixa.
4. Variando a laser de interferência com vários comprimentos de onda
A variação interferométrica é um dos métodos clássicos de variação de precisão. De acordo com o princípio de interferência da luz, duas fileiras de luz com diferença de fase fixa e com a mesma frequência, a mesma direção de vibração ou um pequeno ângulo entre as direções de vibração se sobrepõem, o que produzirá fenômeno de interferência.
Como mostrado na Figura 6, é mostrado o diagrama esquemático do interferômetro Michelson comumente usado. O laser emitido pelo laser é dividido em luz S1 refletida e a luz transmitida S2 através do espectroscópio. As duas vigas são refletidas de volta pelo espelho fixo M1 e pelo espelho móvel M2, respectivamente, e os dois convergem no espectroscópio para formar um feixe coerente. Então a intensidade combinada do feixe I é:
Quando a distância d = m λ (m é um número inteiro), a amplitude combinada do feixe * *, intensidade da luz * *, formando faixas brilhantes; Quando d = (2m+1) λ/ às 2 horas, as fases das duas vigas da luz são opostas, as amplitudes das duas vigas se cancelam e a intensidade da luz é * * * * pequena, formando listras escuras. De acordo com esse princípio, a variação interferométrica de laser é converter as margens de interferência clara e escura de detectores fotoelétricos em sinais elétricos, que são contados por contadores fotoelétricos, para realizar a medição de distância e deslocamento.
Devido ao comprimento de onda do laser λ, a resolução da variação de laser interferométrica pode atingir o NM e a precisão é muito alta. No entanto, a tecnologia de variação interferométrica tradicional a laser mencionada acima mede apenas o deslocamento relativo e não pode obter as informações de distância do alvo. Ao mesmo tempo, para garantir a precisão da medição contínua, o alvo deve se mover ao longo de um trilho de guia fixo e o caminho óptico não pode ser interrompido. Além disso, de acordo com o princípio de interferência, a tecnologia de medição pode obter apenas o valor da fase na faixa de 0 a 2 π e, considerando a distância de ida e volta a laser, é equivalente a medir apenas λ/ se a distância muda dentro da faixa de 2, a distância a ser medida em uma faixa maior será incorreta porque o meio de 2 π múltiplo da fase não puder ser determinado. Esse intervalo λ/ 2 é geralmente referido como a faixa inequívoca de medição de distância a laser * *. Do seguinte modo:
Onde D é a distância medida, M e ε são a ordem inteira e decimal da margem de interferência incluída na distância medida. A ordem decimal pode ser obtida por medição, enquanto M é um valor indefinido.
Para resolver essa contradição, o método de interferência de vários comprimentos de onda é geralmente adotado para atender aos requisitos de alta resolução e expansão da faixa de não ambiguidade. O princípio básico da interferometria de comprimento de onda de onda é usar o método múltiplo decimal e desenvolver o conceito de comprimento de onda sintético.
O alcance interferométrico de comprimento de onda (MWI) começou com o experimento de interferência de comprimento de onda duplo conduzido pelos cientistas americanos Wyant e Polhemus no início dos anos 70. Este método usa dois lasers com diferentes comprimentos de onda λ 1 、 λ 2 realizam medição de interferência para a distância desconhecida ao mesmo tempo e trazê -la para a distância medida d da fórmula acima:
Para resolver as duas equações, existem:
Onde está o comprimento de onda equivalente sintético, ms e ε s são respectivamente interiores de interferência λ s e ordem decimal.
Se o comprimento de onda composto for considerado o comprimento de onda variante, as informações de fase correspondentes à distância desconhecida são a diferença entre as fases variantes dos dois comprimentos de onda originais, para que a distância desconhecida possa ser resolvida. A faixa não ambiguidade da medição da distância é estendida a metade do comprimento de onda sintético. Da fórmula, o comprimento de onda sintético deve ser maior que λ 1 e λ 2。
Da mesma forma, para considerar a faixa de medição e a precisão, o método pode ser desenvolvido com a idéia de múltiplos governantes. O laser de comprimento de onda com várias ondas pode ser usado para medir a distância ao mesmo tempo para gerar comprimentos de onda compostos de vários níveis de diferentes escalas. The long synthetic wavelength of * * * is used to achieve the measurement range of * * *, and the distance measurement result obtained is used as the distance reference value of the shorter synthetic wavelength, so as to solve the range measurement result of this level of synthetic wavelength, so as to realize the range measurement with large range and high precision using the small synthetic wavelength of * * * and * * *.
No entanto, esse método requer vários comprimentos de onda do laser, o que significa que várias fontes a laser são necessárias. Considerando que cada fonte de laser precisa de seu próprio dispositivo de estabilização de frequência a laser, e vários lasers precisam de combinação de feixe óptico de alta precisão, a estrutura de todo o sistema de medição de distância a laser * * é relativamente complexa, e a confiabilidade e a precisão do sistema serão inevitavelmente afetadas.
5. FM CW Laser
A variação a laser de onda contínua modulada por frequência (FMCW) é outro método interferométrico que pode realizar a medição * * *. Combina as vantagens da interferometria óptica e da tecnologia de radar de rádio. O princípio básico da medição do FMCW é realizar a interferometria modulando a frequência do feixe de laser. Geralmente, o laser cuja frequência do feixe de laser de saída muda com o tempo é usada como fonte de luz, e o interferômetro Michelson é usado como o caminho óptico interferométrico básico. As informações da diferença de frequência são geradas de acordo com o caminho óptico diferente da luz de referência e da luz de medição. As informações de distância das duas vigas podem ser obtidas após a extração do sinal e do processamento, e a medição da distância * * pode ser realizada.
Tome a modulação de dente de serra como exemplo. É um sinal senoidal cuja frequência muda linearmente com o tempo em forma de dente de serra. A frequência instantânea da luz medida e a luz de referência mudam com o tempo, como mostrado na Figura 7.
Set the frequency of the reference light as ft, the frequency of the measurement light as fr, the modulation bandwidth as ∆ F, the modulation period as T, and the distance as D. The measurement light will have a time delay relative to the reference light due to different transmission paths as τ， Where ft changes periodically between f0 and fm according to sawtooth wave, then the expression of ft and fr is as follows:
Então o sinal de batida gerado é fif:
Então a distância medida:
A variação de laser de onda contínua modulada pela frequência toma laser como transportadora, e toda a interferência ambiental afeta apenas a intensidade da luz do sinal medido, mas não as informações de frequência. Portanto, pode obter alta precisão variável e forte capacidade de resistir à interferência da luz ambiental, e a precisão pode atingir o nível de mícron. Atualmente, é um ponto de pesquisa de pesquisa em aplicativos de tamanho grande e de alta precisão. No entanto, esse método de medição requer alta estabilidade e linearidade da frequência do feixe de laser, o que torna a realização do sistema mais complexa, e a faixa de medição é limitada pelo período T.
6. Variando a laser triangular
A variação laser triangular significa que a fonte de luz, a superfície do objeto medido e o sistema de recepção da luz formam um caminho óptico triangular juntos. A luz emitida pela fonte do laser é focada pela lente colimadora e, em seguida, incidente na superfície do objeto medido. O sistema de recebimento de luz recebe a luz dispersa do ponto de incidente e a imagens na superfície sensível do detector fotoelétrico. É um método de medição para medir a distância móvel da superfície do objeto medida através do deslocamento do ponto de luz na superfície da imagem.
De acordo com a relação ângulo entre o feixe de laser incidente e a linha normal da superfície do objeto medida, geralmente existem dois métodos de variação: oblíquos e diretos, como mostrado na Figura 8. Em geral, o método de triângula a laser direto é mais simples no algoritmo geométrico e o reprodução do laser pode ser o método de computação e o erro e o erro é relativamente pequeno. Na indústria, o método de variação direta de laser é frequentemente usado.
Comparado com a faixa de onda contínua modulada a laser e a frequência, a variação a laser de triangulação tem muitas vantagens, como estrutura simples, velocidade de teste rápida, uso flexível e conveniente, baixo custo, etc. No entanto, a precisão do laser de triangulação, que o ranking de que o ranking de que o aumento de um aumento é o aumento da distância e o aumento da distância e o aumento da distância e o aumento da distância e o aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e da expectativa de que o aumento da distância e da renúncia e o aumento da distância e da renúncia e o aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e do aumento da distância e a variação de triangulagem. A luz da superfície do alvo a ser medida, esse método de variação geralmente é adequado para o trabalho próximo interno, não é adequado para trabalhar em fundo de luz forte e externo ou interno. Portanto, a faixa de aplicação da variação a laser de triangulação é principalmente a medição de deslocamento pequena, que é amplamente utilizada na medição do contorno da superfície do objeto, largura, espessura e outras quantidades, como o design da superfície do modelo, o corte a laser, o robô variável, etc. na indústria automobilística.
