Definition

Laser-Abstandssensoren nach dem Triangulationsprinzip sind Sensoren zur berührungslosen Messung von kleineren und mittleren Abständen mit hoher Genauigkeit. Der Laserstrahl wird entweder punktförmig zur 1D-Abstandsmessung oder bei Lichtschnittsensoren als Lichtlinie für eine 2D-Profilmessung projiziert. In der Praxis werden 2D-Sensoren auch durch eine zusätzliche Scanbewegung relativ zum Messobjekt zur 3D-Erfassung benutzt. 
Die Messung nach dem Triangulationsprinzip erfolgt durch einen vom Sensor projizierten Laserstrahl, dessen Rückstreuung von der Messobjektoberfläche über eine Optik in einem schrägen Betrachtungswinkel auf eine optoelektronische Empfängereinheit geleitet wird. Über die Position des empfangenen Laserstrahls auf dem Chip wird nach dem Triangulationsprinzip der Abstand des Sensors zum Messobjekt berechnet. Nach dem gleichen Prinzip messen Sensoren mit rotationssymmetrischer Triangulation auf einen festen Messpunkt im Mittelpunkt der Sensorachse. Laser-Abstandssensoren nach dem Triangulationsprinzip werden sowohl für Messaufgaben als auch als Sensor zur Positionsbestimmung eingesetzt. Spezielle Bauformen sind für den Einsatz an Koordinatenmessgeräten, Messarmen und Messrobotern mit Standardschnittstellen versehen.

Funktionsprinzip

Eine Sensoreinheit ist stets aus der Laserquelle, einer Empfängeroptik und dem Empfängerchip als Zeilen- oder Flächensensor aufgebaut. 
Zur 1D-Messung wird der Laserstrahl punktförmig auf das Messobjekt projiziert und das zurückgestreute Licht unter einem schrägen Betrachtungswinkel durch die Empfängeroptik auf dem Empfängerchip abgebildet. Über die der Position des Lichtflecks auf dem Empfängerchip kann die Auswerteelektronik den Abstand des Objekts zum Sensor berechnen. Die Auswerteeinheit ist entweder bereits im Sensorgehäuse integriert oder der Sensor muss an eine externe Auswerteeinheit angeschlossen werden.
Beim Lichtschnittverfahren zur 2D-Erfassung wird mit Hilfe einer strahlaufweitenden Optik eine Lichtlinie unter einem definierten Winkel auf das Messobjekt projiziert. Die reflektierte Lichtlinie wird auf dem Empfänger-Array als Kontur abgebildet, die dem zweidimensionalen Höhenprofil des Messobjekts entspricht. 
Die 3D-Erfassung wird durch eine Verfahrbewegung des Sensors oder des Messobjekts möglich, bei der mit Hilfe einer zusätzlichen Wegerfassung die komplette Oberfläche Stück für Stück abgescannt und ein dreidimensionaler Koordinatendatensatz ermittelt wird.

Einsatzbereich

Laser-Abstandssensoren nach dem Triangulationsprinzip werden zur berührungslosen Abstandsmessung für Messgenauigkeiten bis in den Mikrometerbereich und für Messabstände von wenigen Millimetern bis zu wenigen Metern eingesetzt. Im Gegensatz dazu eignen sich Laser-Distanzsensoren nach dem Prinzip der Lichtlaufzeitmessung typischerweise zur Messung von mittleren bis zu sehr großen Abständen. 
Es lassen sich sowohl stehende als auch schnell bewegte Objekte unabhängig von Werkstoff, Farbe und Oberflächen vermessen. Typische Anwendungen sind z. B. die Abstandmessung, Objekterkennung, Oberflächenkontrolle, Konturerkennung, Füllstandsmessung, die Regelung von Schleifmaschinen oder die Werkzeugzustandskontrolle an Werkzeugmaschinen. Laser-Lichttaster können z. B. zur Oberflächen- und Kantenantastung auch taktile Messtaster ersetzen. Mit Hilfe von zwei gegenüberliegenden Sensoren werden doppelseitige Dickenmessungen oder Doppellagenmessungen z. B. von Blechen realisiert. 2D-Scanner finden als Messköpfe zur 3D-Messung an Koordinatenmessgeräten, Messarmen und Messrobotern Einsatz.