提高激光傳感器用于現場校準裝置精度的措施

江飛達，郭德孺

（廣東電網有限責任公司惠州供電局，廣東惠州516000）

提高激光傳感器用于現場校準裝置精度的措施

江飛達，郭德孺

（廣東電網有限責任公司惠州供電局，廣東惠州516000）

激光傳感器在使用過程中需要采用現場校準的方式，從而提升傳感器的測試精準度，減小誤差。同時，在進行傳感器誤差調整的過程中，不僅僅應關注調整效果，還需要對出現誤差的原因進行分析，從而全面提升激光傳感器在不同測試過程中的精準度，對可能出現的誤差進行規避，提升傳感器的整體測試質量，保證測試數據的規范性。主要針對提高激光傳感器用于現場校準裝置精度的措施進行了研究。

激光傳感器；現場校準；在線校準；測試原理

傳感器的使用在工業制造中起步較早，隨著精密儀器的不斷發展，通過激光傳感器進行現場校準裝置精度的測試可以對精確度進行全面提升。但在實際工作中進行校準存在一定的問題，一些傳感器在安裝后不能進行拆卸，因此，需要在使用之前對激光傳感器的精度進行提升，采用更加便捷式的管理校驗方式，并用于現場在線校準的標準位移傳感器設計，從而提升自然環境下傳感器的測試準確性，保證傳感器的使用質量。

1 激光傳感器測試原理分析

激光傳感器在進行測試的過程中主要是使用激光三角法作為依據，使用非接觸測量方式作為位移測量變化方法，使用這種方法可以將非常小的光斑進行放大，測試范圍得到了一定的擴大。

在測試中采用了三角法，且屬于非接觸的形式，這樣可以避免出現一些輻射，提升檢測的安全性。在進行測試的過程中，通過三角法將激光通過透鏡進行人為擴大，使得測試覆蓋的傾角不斷增加，從而對測試面積進行擴大，可以不接觸激光源，不損傷被測試物體的表面，整體結構非常簡單，具有較強的抗干擾性，借助不同的傾角對比可以將精確度進一步提升。

激光器在工作過程中發出光線，然后通過透鏡聚焦后垂直地進入到被測試的物體中，并隨著射光點的變化接收來自物體表面不同物質的反射散光點，這些折射點會通過探測器放置在敏感面上，從而對物體進行檢測。在進行設計的過程中，三角形的各個邊之間的比例是經過一定設計的，這樣可以最大限度地對測試范圍進行延伸，提升設計的科學性。

2 提升激光傳感器測試系統措施

2.1 加強對系統的設計

由于激光傳感器在現實中的工作環境較為復雜，易受到溫度、光線等因素的影響，因此，在進行系統設計的過程中，需要對這方面進行關注，將測試面不同的情況進行考慮，比如表面粗糙度、傾斜度等，圖1為系統設計圖。在進行設計的過程中，需要采用未校準傳感器測試，并對出現誤差的原因進行分析，解決數據測量過程中可能出現的問題，并將數據輸入到分析軟件中，分析這種情況對測試結果產生的影響，減小誤差。

在整體的校準過程中，為了減小因為測試面本身的問題造成的誤差，可以在測試之前對反射面進行一定的處理，如果表面過于粗糙，可以對表面進行打磨，使得測試面的粗糙程度維持在0.5～3.0 μm范圍內，防止因為表面的變化造成的誤差，提升整體的測試質量。

圖1 激光傳感器現場校準裝置原理框圖

2.2 強化對測試數據的分析

為了提升激光傳感器的測試精確度，需要對實驗環境進行改善，在實驗條件下確定傳感器的長度基準，圖2為校準處理系統，在該系統中增加了對干涉系統的處理技術，將干涉信號處理電路中的各項干擾因素也引入到了信號的采集和輸出的過程中，以全面地分析和控制信號，對干擾因素進行分析，并將其與標準間距脈沖進行比較，找出其中的差異性干擾因素，從而更好地提升測試的規范性。在采集到設置距離后，自動停止數據的采集并保存數據，數據的比對則在完成采樣后處理，將誤差保持在合理范圍內，不斷地對誤差進行消除，從而實現整體測試的規范性，進一步減小測試中的誤差，提升整體的測試效果，保證測試的精確性。

3 激光傳感器測試系統技術革新

激光傳感器測試系統準確性的提升可借助技術的更新，現階段常用的是空氣彈簧隔振平臺技術，該技術可以自動地對長儀部分進行干涉，這樣可以進一步提升測試精度，將誤差縮短到0.1%范圍內，從而對系統的誤差進行減小，提升系統管理的規范性，為系統的合理提升創造良好的條件。

圖2 激光傳感器校準處理系統

空氣彈簧隔振平臺在進行底部運行的過程中，因為平臺采用的是垂直運動的方式，因此，運動過程中采用的是光柵傳感器的形式，這樣可以將位移的相對值進行合理控制，提升測試精確性。該技術的使用可以將誤差處理后與處理前兩組數據進行對比，并通過光柵傳感器測試數據的誤差對兩組數據進行分析，找出其中出現誤差的原因，這樣便于對數據進行更加規劃化的管理。

4 結束語

激光傳感器作為一種科學化的測試手段，擁有測量量程大、便于攜帶、適用范圍較廣的特點，因此，需要對量程進行更加全面、合理的控制，通過自動干涉比長儀對其進行標定后，將其應用到位移傳感器現場校準裝置中，可以為工業生產中位移傳感器的現場校準提供更高的校準精度，滿足更多方面的要求，進一步提升測試的精確度，為工業的發展提供更加科學的測量工具。

［1］解菁，高宏堂，葉孝佑，等.提高激光傳感器用于現場校準裝置精度的研究［J］.光學技術，2012（04）.

［2］陳勇，盧章平，王浩田，等.基于正交試驗的激光傳感器最優位姿研究［J］.傳感器與微系統，2014（11）.

〔編輯：張思楠〕

TP212.14

：A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.16.059

2095－6835（2017）16－0059－02