激光位移传感器的工作原理

测量是人类认识世界和改造世界的重要手段，是突破科学前沿、解决经济社会发展重大问题的技术基础。随着工业和技术的逐渐发展，人们对于测量的精准度、效率和可操作性等方面提出了更高层次的要求。

2022年1月13日，市场监管总局、科技部、工业和信息化部、国资委、知识产权局联合发布的《关于加强国家现代先进测量体系建设的指导意见》提出，到2035年，计量基准的准确度和稳定性得到大幅提升，研制成功一大批国产测量仪器设备，新建计量基准、计量标准核心测量仪器设备基本实现自主可控。建设50家国家先进测量实验室，培育100家测量仪器设备品牌企业，形成200项核心测量技术或能力。

可见测量技术的重要性，而高精度距离测量更是现代化工业生产中不可或缺的基础技术，是工业生产中应用最多的测量技术之一。

什么是激光位移传感器

激光位移传感器是采用激光进行高精度位移（距离）测量的一种传感器，与传统测量方式相比，激光位移传感器因其高精度、非接触且快速测量等优势在工业中得到了广泛的应用。

激光位移传感器可精确测量被测物体的位置、位移等信息，其精度可达微米甚至纳米级，主要应用于测量物体的位移、厚度、振动、距离、直径等几何量。

激光位移传感器的工作原理

激光发射器通过镜头将激光射向被测物体表面，经物体反射的激光通过接收器镜头，被内部的成像元件接收，不同距离的光斑在成像元件上的投影位置不同，根据成像位置及光学投射关系，可以获得被测物的距离，成像元件具有极高的位置分辨能力，从而能获得极高的测量精度。

激光位移传感器原理图

高精度位移测量应用领域

PCL7150应用于激光位移传感器中的优势  

成像元件作为激光位移传感器的重要组成部件，其灵敏度、帧率将直接影响到激光位移传感器的精确度、测量速度等一系列性能。

目前激光位移传感器中的成像元件多是CCD、CMOS图像传感器线阵，而北极芯微研发的PCL7150是基于单光子成像技术的高分辨率成像元件，可良好匹配激光位移传感器应用，相比CMOS和CCD等，它具有以下几个方面的优势：

01      

具备1536像素，并集成质心算法，可输出亚像素精度，具备高位置分辨力，带来更好的测量精度。

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帧率可达15kfps@25MHZ时钟，能够提供更快测量速度，适应高速测量场景。

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直接数字信号输出，无需A/D转换，降低BOM成本。同时简化电路设计，减小产品体积。

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能够以53.8kfps的速度输出质心数据，进一步提升测量速度。

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串行/并行输出方式可灵活配置 ，客户可根据不同的需求灵活选择输出方式。

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  关于PCL7150

PCL7150是由北极芯微电子有限公司研发的光子计数图像传感器，它基于光子计数原理，采用单光子雪崩二极管（SPAD）作为感光元件，可进行单个光子的检测，通过记录接收到的光子数量获取图像信息，具有高灵敏度、高动态范围等优异特性。

由于它的一系列优势，在激光位移传感器、激光卡尺、高精度距离传感、扫地机和AGV避障雷达、图像扫描、荧光检测等领域具备巨大应用潜力。

审核编辑 ：李倩