北京百思佳特公司 劉靜銷售熱線：激光測微儀 一、儀器的技術原理 自60年代激光產生以后，其高方向性

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北京百思佳特公司 劉靜

銷售熱線：

激光測微儀
一、儀器的技術原理
自60年代激光產生以后，其高方向性和高亮度的優越性就一直吸引著人們不斷探索它在各方面的應用，其中，工業生產中的非接觸、在線測量是非常重要的應用領域，它可以完成許多用接觸式測量手段無法完成的檢測任務。普通的光學測量在大地測繪、建筑工程方面有悠久的應用歷史，其中距離測量的方法就是利用基本的三角幾何學。在80年代末90年代初，人們開始激光與三角測量的原理相結合，形成了激光三角測距器。它的優點是精度高，不受被測物的材料、質地、型狀、反射率的限制。從白色到黑色，從金屬到陶瓷、塑料都可以測量。
激光三角法位移測量的原理是，用一束激光以某一角度聚焦在被測物體表面，然后從另一角度對物體表面上的激光光斑進行成像，物體表面激光照射點的位置高度不同，所接受散射或反射光線的角度也不同，用CCD光電探測器測出光斑像的位置，就可以計算出主光線的角度，從而計算出物體表面激光照射點的位置高度。 當物體沿激光線方向發生移動時，測量結果就將發生改變，從而實現用激光測量物體的位移。過去，由于成本和體積等問題的限制，其應用未能普及。隨著近年來電子技術的飛速發展，特別是半導體激光器和CCD等圖象探測用電子芯片的發展，激光三角側距器在性能改進的同時，體積不斷縮小，成本不斷降低，正逐步從研究走向實際應用，從實驗室走向實際。
二、主要技術指標
量程：10mm
測量范圍：L1=33mm L2=43mm
分辨率：0.01mm
精度：±0.02mm
光源波長:0.65mm
光針直徑:~50mm
頻響 ：<50Hz
工作溫度 ：0~40℃
激光防護等級 ：3B
電源電壓 ：220v
三、儀器工作方式與功能：
1） 通過“RS-232”串行口接計算機工作
一般計算機顯示測量數據界面如下圖，也可按用戶要求設計顯示畫面和數據處理功能。在下圖中，有一個框是顯示CCD波型的，它是一個向下的脈沖，它表示的意思是：被測表面對光的反射率的大小，脈沖寬大則表示反射率強，脈沖窄小則表示反射率弱，這可以通過控制器上的靈敏度來調節，順時鐘靈敏度大，逆時鐘靈敏度小，把脈沖調節成一個窄脈沖，這樣可以提高測量精度
2） 脫離計算機，接的信號處理器工作，用LED數碼管顯示測量數據，如下圖4
3） 測微儀的前面板上有三個接線柱（它是供模擬信號輸出的，一般不用）兩個按鍵，一個靈敏度旋扭和一個電源開關。
（1）顯示循環按鍵：每按一次向下翻，依次顯示的是字符：“555”；（1）通道1的數據；（2）通道2的數據；（1+2）通道1+通道2的數據；（1-2）通道1-通道2的數據。
（2）F鍵，主要是用來清“0”。
（3）三個接線柱：可輸出電壓或電流信號用于控制其他設備
4) LED數碼管顯示的是相對于“0”點的數值，“0”點在L1到L2的中間，（詳情見上述工作原理部分）。儀器上電后就自動顯示通道1的數據。
5）在單測頭工作時，用顯示循環按鍵，將顯示狀態置為“（2）”，則，這時F鍵為清“0”鍵，（意為，將當前值設為0，則以后的顯示值為相對新“0“的值）
四、儀器基本應用方法
1、單測量頭工作
（1）、安裝在特定的工作臺上：可用于實驗室計量
將被測工件置于導軌工作臺上，測微頭激光照射在工件上待測部位，記錄測量高度值，移動導軌，改變工件上的測量部位，記錄新的測量高度值，處理后可得需要的工件尺寸特性結果。
（2）、安裝在生產線上：用于產品的尺寸檢驗
（3）、安裝在機器設備上：用于設備上特定尺寸檢驗
（4）物體（電機軸）震動幅度測量
（5）雙測量頭工作
*用于板材、帶材厚度的在線測量
*用于軟質材園柱棒工件直徑的非接觸測量
*用于鏡面物體（例如玻璃平板或液面）
由于鏡面物體的散射光太弱，因此只能利用表面的反射光成像，故測微頭要傾斜安置，使反射光進入測量窗口
附件
電機軸振動量測量裝置的設計要求與操作要求
1）、電機軸方向與激光測微儀測量平面垂直。
電機與激光測微儀安裝相對關系如下圖。激光測微儀測量平面是指由出射激光線與測量窗中心點所決定的平面。激光測微儀實際外形尺寸請參考設計圖紙。
2）、激光在電機軸上的照射點位置應可調節。
這可以用調節測微儀的高度y實現。調節的目的是改變電機軸表面對激光的反射方向，使進入測量窗中心的光強度合適。
如果激光正對電機軸，則大部分激光將按原方向反射，進入測量窗中心的光強度將太小，測微儀的曝光時間將不得不延長，從而降低了測量速度；反之，如果激光偏離電機軸中心并使反射光直射向測量窗中心，進入測量窗的光強度將太大，則測微儀的曝光時間即使調節到短也可能仍存在信號強度飽和問題，導致測量誤差。
因此，在測量裝置的設計中，一定要考慮實現測微儀高度的調節，或電機軸高度的相對調節。同時，一旦調節好了，還應可以將位置鎖定，以免在以后的生產中發生變動。
3）、電機定位塊應可更換或可調節
由于在生產中，存在不同外殼尺寸的被測電機，當它們都定位于同一個“電機定位塊”后，電機軸的表面到激光測微儀的距離必然不同，如果差距太大，就有可能導致被測表面離開有效測量區域，造成信號質量差甚至無信號，因此，當被測電機尺寸差別較大時，應更換“電機定位塊”，或者調節激光測微儀的測距x（見上圖）。
4）、激光測微儀的操作方法
激光測微儀的操作方法非常簡單，在被測電機固定到位后，只需按電源面板上的‘F’鍵（見圖4電源面板），大約1.1秒鐘，測量結果將在LED上顯示出來。之所以需要一定的時間測量，是因為激光測微儀需要在電機軸盡可能慢速旋轉若干圈的過程中，采集足夠多個軸表面位置的數據，然后利用這些數據計算出被測表面的振動量。
在實際生產中，‘F’鍵也可以用外接的開關代替。如果整個測量過程是計算機控制的，則也可以在被測電機自動固定到位后，由計算機發出開始測量的指令。
5)、電機轉速的限制
由于激光測微儀的單次測量周期中的曝光時間大約是20毫秒，因此電機轉速不能太快，以在20毫秒內不轉過30度為好，即轉速<(p/6弧度/20ms)=25/6轉/秒@4轉/秒。
（6）電機軸表面的清潔要求
由于光學測量是非接觸測量，如果電機軸表面有異物，即使宏觀上看是微小的顆粒或油膜，則也將被作為實際電機軸的輪廓被測量，導致誤差。這一特點與傳統觸針式測量方法不同，因為觸針的力可以將這些異物排開，基本不受影響。因此，光學測量時，電機軸表面要求沒有異物污染。

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