激光位移傳感器是一種利用光學(xué)三角法原理進(jìn)行非接觸式測(cè)量的傳感器。它通過(guò)將激光發(fā)射光束投射到被測(cè)物體表面，接收反射光并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出，從而獲取被測(cè)物體空間位置信息。激光位移傳感器具有結(jié)構(gòu)小巧、測(cè)量速度快、精度高、測(cè)量光斑小、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，并廣泛應(yīng)用于微位移測(cè)量領(lǐng)域。它可以與計(jì)算機(jī)及應(yīng)用軟件配合實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理，為工業(yè)生產(chǎn)制定相關(guān)決策提供幫助。目前國(guó)內(nèi)所使用的激光非接觸測(cè)量?jī)x器主要依靠國(guó)外進(jìn)口。激光位移傳感器基于激光干涉的原理進(jìn)行測(cè)量，可達(dá)亞微米級(jí)的精度水平。國(guó)內(nèi)位移傳感器的用途和特點(diǎn)
在半導(dǎo)體行業(yè)中，激光位移傳感器被用于測(cè)量晶圓鍵合的方式，以確保鍵合的質(zhì)量和精度。晶圓鍵合是將兩個(gè)不同材料的表面連接在一起的過(guò)程，通常使用熱壓鍵合或焊接鍵合的方式。在這個(gè)過(guò)程中，激光位移傳感器可以用來(lái)測(cè)量鍵合的間隙和壓力，以確保鍵合的質(zhì)量和精度。激光位移傳感器的原理是利用激光束對(duì)物體進(jìn)行非接觸式測(cè)量，通過(guò)測(cè)量激光束反射回來(lái)的時(shí)間和光程差來(lái)計(jì)算物體的位移。在測(cè)量晶圓鍵合的過(guò)程中，激光位移傳感器需要被放置在鍵合區(qū)域的上方，以便測(cè)量鍵合過(guò)程中的位移和壓力變化。傳感器的輸出信號(hào)可以被連接到計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)采集器，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。通過(guò)分析傳感器輸出的數(shù)據(jù)，可以確定鍵合的質(zhì)量和精度是否符合要求。激光位移傳感器測(cè)晶圓鍵合的方式具有高精度、非接觸式測(cè)量、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。它可以幫助制造商在生產(chǎn)過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行調(diào)整，確保鍵合的質(zhì)量和精度，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在半導(dǎo)體行業(yè)中，激光位移傳感器已成為一種不可或缺的測(cè)量工具。位移傳感器找哪家激光位移傳感器可以實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量，對(duì)物體不會(huì)產(chǎn)生實(shí)際接觸，避免對(duì)其造成損傷或污染。
高精度位移傳感器的應(yīng)用非常廣，其主要特點(diǎn)是精度高、分辨率高、靈敏度高、反應(yīng)速度快、穩(wěn)定性好等。在機(jī)械制造、航空航天、汽車(chē)工業(yè)、電子制造等領(lǐng)域中，高精度位移傳感器可以用于位移測(cè)量、位置管控和質(zhì)量檢測(cè)等方面的應(yīng)用。例如，在精密加工中，高精度位移傳感器可以用于測(cè)量加工零件的尺寸和形狀，保證加工質(zhì)量和精度。在機(jī)器人管控中，高精度位移傳感器可以用于測(cè)量機(jī)器人的位置和姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的精確管控和導(dǎo)航。在航空航天領(lǐng)域中，高精度位移傳感器可以用于測(cè)量飛行器的姿態(tài)和變形，保證飛行器的安全和穩(wěn)定性?？傊呔任灰苽鞲衅魇乾F(xiàn)代制造和管控技術(shù)中的重要組成部分，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率具有重要作用。
采用激光三角法測(cè)量易拉罐罐蓋開(kāi)啟口壓痕的殘余厚度時(shí)，要求不僅能測(cè)量生產(chǎn)線上易拉罐罐蓋開(kāi)啟口刻痕的殘余厚度，而且還要對(duì)易拉蓋模具的磨損情況進(jìn)行評(píng)估。此時(shí)，激光三角法的測(cè)量精度除了會(huì)受到散斑的影響外，還會(huì)受到精細(xì)結(jié)構(gòu)對(duì)測(cè)量精度的影響。激光三角法測(cè)量的重要假定是發(fā)射光束始終與被測(cè)物體表面法線方向一致，約定被測(cè)表面上入射光點(diǎn)處的法線與入射光方向不重合時(shí)稱被測(cè)表面發(fā)生了傾斜，其夾角稱為傾斜角E53。當(dāng)用激光束照射易拉蓋的開(kāi)啟口刻痕的斜面和拐角時(shí)，被測(cè)物表面與入射光不是垂直的，即被測(cè)面發(fā)生了傾斜。此時(shí)，即便物光點(diǎn)的位移與垂直入射時(shí)相同，但由于被測(cè)面的傾斜改變了散射光的光場(chǎng)相對(duì)于接收透鏡的空間分布，使得電荷耦合器件(CCD)上會(huì)聚光斑的光能質(zhì)心的位置相對(duì)于垂直入射時(shí)發(fā)生了改變，因而CCD的輸出不再與垂直入射式相同。在此情形下，若仍使用垂直入射時(shí)的標(biāo)定曲線來(lái)確認(rèn)位移，必然會(huì)產(chǎn)生誤差。這就是精細(xì)結(jié)構(gòu)對(duì)測(cè)量精度的主要影響。激光位移傳感器的測(cè)量原理是利用激光束在物體表面反射產(chǎn)生的光學(xué)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。
實(shí)驗(yàn)前先調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置，使轉(zhuǎn)軸軸心線與平移臺(tái)行進(jìn)方向平行，每次采集數(shù)據(jù)前將轉(zhuǎn)軸回到編碼器設(shè)置的機(jī)械原點(diǎn)，再進(jìn)行軸承孔內(nèi)表面信息的采集，然后求出兩端軸承孑L理想軸心線相對(duì)于轉(zhuǎn)軸軸線的位置即可。圖6給出軸承孑L與轉(zhuǎn)軸軸心線的簡(jiǎn)圖形式。圓柱為圓柱孔內(nèi)表面，0Z為轉(zhuǎn)軸軸心線，X0y為轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一周數(shù)據(jù)點(diǎn)所在的橫截面，沿著軸OZ，二維激光傳感器X軸測(cè)量范圍內(nèi)有多少個(gè)采樣點(diǎn)就有多少個(gè)垂直于軸OZ的平面。0Z。為圓柱孔理想軸心線。易知，當(dāng)傳感器繞著轉(zhuǎn)軸OZ旋轉(zhuǎn)，激光在圓柱孔截面XOy將會(huì)是類(lèi)橢圓的形狀。所求的目標(biāo)是在坐標(biāo)系XyZ中，理想軸心線o。Z。所在的直線方程。一種方法是用橢圓公式，對(duì)在截面X0y上的數(shù)據(jù)點(diǎn)利用小二乘法擬合出截面中心，然后通過(guò)各截面的中心點(diǎn)，再利用小二乘法擬合出理想軸心線0。Z。，進(jìn)而計(jì)算出同軸度。另一種方法直接對(duì)全部點(diǎn)用小二乘法擬合出理想軸心線。本文采用后一種思路，因?yàn)楹笠环N只采用了一次小二乘法，且小二乘法用的公式是圓函數(shù)方程，能更加精確地求出圓柱的理想軸心線。激光位移傳感器通常應(yīng)用于機(jī)器人控制、工業(yè)自動(dòng)化控制、精密加工等領(lǐng)域。高速位移傳感器成本價(jià)
激光位移傳感器可分為點(diǎn)、線兩種形式。國(guó)內(nèi)位移傳感器的用途和特點(diǎn)
當(dāng)以一端孑L軸線為基準(zhǔn)來(lái)求同軸度時(shí)，此時(shí)對(duì)于測(cè)量裝置的測(cè)量精度要求非常高，因?yàn)楫?dāng)孔間距大時(shí)，同軸度誤差受測(cè)量誤差的影響很大。如圖2所示，在左側(cè)基準(zhǔn)圓柱上測(cè)量?jī)蓚€(gè)截面圓，構(gòu)造一條直線。假設(shè)基準(zhǔn)圓柱上兩測(cè)量截面間的距離較小，距離為10mm，而基準(zhǔn)圓柱一截面與被測(cè)圓柱一截面間的距離較大，距離為100mm，即該檢測(cè)方案的同軸度對(duì)采樣點(diǎn)的敏感系數(shù)很大。如果基準(zhǔn)圓柱第二截面圓的圓心有5“m的測(cè)量誤差，則測(cè)量軸線到達(dá)被檢截面時(shí)已偏離了5μmxl00／10=50μm。此時(shí)即使被檢軸線與基準(zhǔn)軸線完全同軸，同軸度誤差的測(cè)量結(jié)果也會(huì)有接近2μm×50=100μm的誤差。所以，對(duì)于減速器軸承孔這種“短基準(zhǔn)、長(zhǎng)距離”的同軸度檢測(cè)問(wèn)題來(lái)說(shuō)，測(cè)量誤差容易被放大。實(shí)際中，應(yīng)以兩軸承孔的公共軸線作為基準(zhǔn)，然后分別求得兩端軸線的兩端點(diǎn)到基準(zhǔn)軸線的距離，四者距離中的最大值的2倍作為減速器兩端軸承孔的同軸度。該測(cè)量方法類(lèi)似于傳統(tǒng)的芯軸檢測(cè)方式，也類(lèi)似于零件的裝配過(guò)程，同時(shí)也避免了測(cè)量誤差放大的現(xiàn)象產(chǎn)生。國(guó)內(nèi)位移傳感器的用途和特點(diǎn)