激光測距儀測量原理

目前，國內比較常用的兩種非接觸測量方法，一種是基于CCD器件接收光信號的測量方法，另一種是激光掃描測量方法。兩種方法各有各的優(yōu)勢以及劣勢，下面讓我們來看看他們的基本工作原理。

**種測量原理：CCD尺寸測量

CCD尺寸測量系統(tǒng)基本都由CCD像傳感器、光學系統(tǒng)、微機數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)組成，我們先來看一下采用CCD測量的基本原理：

線陣CCD平行光法進行非接觸測量的基本原理：將線陣CCD置于平行光路，被測物放于CCD前方光路中，射向CCD的光就被物體擋住一部分，因此CCD輸出的信號就有一個凹口。顯然，凹口的寬度與物體的尺寸有一一對應的關系，我們利用數(shù)字電路設計和計算機處理就很容易的得到凹口對應的CCD像元數(shù)，從而計算出被測物體的尺寸。但是我們也很容易的發(fā)現(xiàn)一個問題：這種測量方法要求CCD光敏區(qū)的長度大于被測物體的尺寸，而大尺寸的CCD特別昂貴，所以必須通過其他方法來實現(xiàn)光的接收。

CCD尺寸測量基本原理

顯然CCD接收法它具有一些獨特的一般機械式、光學式、電磁式測量儀無法比擬的優(yōu)點，這與CCD本身的自掃描高分辨率高靈敏度結構緊湊位置準確的特性密切相關，其中關鍵的技術就是光學系統(tǒng)的設計和CCD輸出視頻信號的采集與處理，但是也存在著很多常見的問題，諸如結構復雜、成本高等缺點。下面讓我們來看一下，CCD測量的方法有哪些缺點：

(1)采用CCD接收然后轉換成數(shù)字信號的方法，測量的精度受限于CCD像元的大小!我們知道CCD像元不管哪個部位接收到光，都會將接收到的光信號轉化成電信號，從而制約了CCD測量方法的測量精度。當然我們也可以采用盡量小的CCD像元，使它的測量誤差盡量減小。但我們也知道，CCD的像元越小，CCD的成本就越高，這是一個沒辦法回避的矛。

(2)同時，由于我們知道，CCD光敏區(qū)一般為28mm，這就直接限制了被測物體的大小，系統(tǒng)的型號受限。

(3)衍射，我們知道衍射在精密測量中是無法回避的問題。而在這里我們的CCD像元不是連續(xù)的，是一個一個像元互相緊密排列組成的，而由于衍射造成的光的傳播不是直線的，結果就很容易出現(xiàn)很大的誤差。

**種測量原理：激光掃描測量

激光掃描測徑儀系統(tǒng)采用激光器發(fā)出的光束通過多面體掃描轉鏡和掃描光學系統(tǒng)后，形成與光軸平行的連續(xù)高速掃描光束，對被置于測量區(qū)域的的工件進行高速掃描，并由放在工件對面的光電接收器接收，投射到光電光電接收器上的光線在光束掃描工件時被遮斷，所以通過分析光電接受器輸出的信號，可獲得與工件直徑有關系的數(shù)據(jù)。為保證測量的高精度以及可靠性，光掃描計量系統(tǒng)必須滿足以下三點基本要求：

(1)激光束應垂直照射被測物體表面；

(2)光束必須對物體表面做勻速直線掃描運動；

(3)掃描時間必須測的很準確。

而在現(xiàn)實情況下，掃描速度并不是常數(shù)，而是隨掃描轉鏡的角位移的變化而變化，這樣就會產生原理誤差。

綜上所述，我們可以看出，使用CCD進行測量的這種方法有它的優(yōu)點，但同時也有它自己無法克服的缺點。再看利用激光掃描測量直徑的方法，雖然會出現(xiàn)如掃描速度達不到均勻而產生的原理誤差，但是我們可以利用算法的不同降低這部分誤差。

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