面对振动和复杂金属表面，如何保障工业机器人实现微米级激光位移测量精度？【高精度传感，在线检测】

在振动环境下，对金属目标进行稳定、高精度的激光位移测量，是实现自动化控制，特别是工业机器人精密作业的关键挑战。这不仅要求传感器本身具备出色的性能，还需要系统层面进行周密设计和策略部署。

1. 基于金属目标的基本结构与技术要求

金属目标在工业环境中无处不在，从平整的钢板、精密的机械零部件，到复杂的铸件和焊接结构。它们的基本特征——导电性、反射率、表面粗糙度、热膨胀系数以及可能存在的油污、氧化层等——都对测量提出了具体要求。

• 表面特性： 金属表面可以是高度镜面反射的（如抛光不锈钢），也可以是散射的（如粗糙铸铁或磨砂铝）。镜面反射会使激光束像手电筒照到镜子上一样，光线反射方向固定，可能导致接收器无法捕捉到光斑；而粗糙表面则会使光斑散射，能量减弱。想象一下，你用激光笔照射一块镜子，光斑会弹向一个特定方向；如果照在一块磨砂玻璃上，光斑会扩散开来，看起来就没有那么亮了。这直接影响传感器接收信号的质量。

• 温度变化： 金属材料在温度变化下会发生热胀冷缩。即使是很小的温度波动，也可能导致金属目标发生微米级的尺寸或位置变化，这对高精度测量而言是不可忽视的误差源。

• 振动： 这是最直接的挑战。设备或机器人本身的振动，以及周边环境的机械冲击，都会导致金属目标相对于传感器发生瞬时位移。这种“抖动”会直接叠加到测量结果上，模糊真实的位置信号。就像你用尺子量一个正在晃动的物体，很难得到一个准确的读数。

• 清洁度： 工业环境中常见的灰尘、油污、水汽等非导电介质，虽然对某些测量原理影响较小，但对于光学传感器来说，可能遮挡激光路径或改变反射特性，影响测量精度。

因此，对金属目标的测量，不仅要关注其静态尺寸和位置，更要解决在动态、复杂环境下的实时、稳定、高精度监测问题。

2. 针对金属目标的相关技术标准简介

针对金属目标的测量，需要关注一系列参数的定义和评价方法，以确保测量结果的可靠性和可比性。这些参数是衡量传感器性能和测量质量的核心。

• 位移精度： 这是指传感器测量到的值与金属目标实际位置之间的差异。评价方法通常涉及在已知精确位置的参考标准件上进行多次测量，计算最大误差、均方根误差等。

• 重复精度（重复性）： 在相同条件下，对同一金属目标在同一位置进行多次测量时，测量结果的一致性。评价方法通常是计算多次测量的标准偏差。它体现了传感器自身稳定性，就像一个射击运动员，如果每次射击都落在靶心附近的小圈里，即使每次不在靶心正中央，他的重复性也很好。

• 线性度： 传感器输出信号与金属目标实际位移之间的对应关系是否呈线性。评价方法是通过测量一系列已知位移点，然后用线性回归拟合，计算实际测量值与理想线性值之间的最大偏差。良好的线性度意味着传感器在整个测量范围内都能提供可靠的读数，不会出现“前快后慢”的情况。

• 分辨率： 传感器能分辨出的最小位移变化量。例如，如果传感器的分辨率是0.01mm，那么它就能够检测到小于0.01mm的位移变化。

• 采样/更新频率： 传感器每秒钟能够进行多少次测量。对于快速移动的金属目标或高频振动环境，高的采样频率至关重要，它决定了传感器捕获动态变化的能力。就像摄像机的帧率，帧率越高，捕捉运动细节越清晰。

• 温度稳定性： 环境温度变化对传感器测量结果的影响程度。通常用每摄氏度温度变化导致的全量程百分比误差（% FS/°C）来表示。这对于在温差较大的工业环境下工作的金属部件尤其重要。

• 抗振性： 传感器自身在振动环境中能否保持稳定工作，以及其测量结果受振动影响的程度。这通常通过传感器在特定振动频率和加速度下的性能测试来评估。

3. 实时监测/检测技术方法

在工业振动环境下实现对金属目标的高精度、稳定测量，需要依靠多种先进的传感技术和巧妙的系统设计。

3.1 市面上各种相关技术方案

市面上有多种成熟的测量技术可以用于金属目标，每种都有其独特的原理、优缺点和适用场景。

3.1.1 激光三角测量技术

激光三角测量是一种非接触式光学测量方法，广泛应用于需要高精度和中等测量范围的场景。

工作原理和物理基础：想象你用手电筒（激光发射器）从一个固定角度照射到墙上一个点（金属目标表面），然后你从另一个角度（接收器）去看这个点。当墙面距离你远近变化时，你看到的那个点在你的视线中会发生位置的移动。激光三角测量就是利用这个几何原理。

传感器会发射一束高度集中的激光束，投射到金属目标的表面上，形成一个微小的光斑。当这个光斑落在目标表面时，它会反射出一部分光线。这些反射光线经过一个高分辨率的接收透镜，被聚焦到一个位置敏感探测器（如CMOS或PSD，Position Sensitive Device）上。

现在，我们来看这个“三角”：激光发射器、目标上的光斑、以及接收透镜中心构成了一个三角形。当目标物与传感器之间的距离发生变化时，反射光斑在位置敏感探测器上的成像位置也会随之移动。这个移动的距离与目标物体的位移之间存在严格的三角几何关系。

核心的几何关系可以简化为：假设传感器基线长度为 L (发射器与接收透镜之间的距离)，激光束投射到目标表面的角度为 α，反射光斑在探测器上的位置变化量为 Δx。则目标物体的位移 Δd 可以通过以下关系近似计算：Δd = L * Δx / (f * sin(α)) (这是一种简化形式，实际计算会更复杂，涉及到透镜焦距 f 等参数)更精确的计算会使用到投影角 θp 和探测角 θd，以及基线长度 B。位移 D = B * (sin(θd) / (sin(θp + θd)))当目标物距离传感器发生变化时，θd 会随之改变，通过测量 θd 即可计算出 D。

核心性能参数的典型范围：* 测量范围： 通常在几毫米到数千毫米（如20毫米至2000毫米）。* 分辨率： 极高，可达到微米甚至亚微米级别（如0.005微米至0.01毫米）。* 线性度： 优异，通常在全量程的±0.02%至±0.1%之间。* 响应时间/采样频率： 快速，通常为1kHz至130kHz，能够实时捕捉高速运动。* 重复精度： 达到微米级别。

技术方案的优缺点：* 优点： 极高的测量精度和分辨率；非接触测量，不会损伤目标；快速响应，适用于高速动态测量；相对较高的性价比。对振动中的金属目标，其高采样率有助于捕获细节，并通过内置滤波算法去除部分随机噪声。* 缺点： 测量范围相对有限，一般不如飞行时间法；受目标表面反射特性影响较大，镜面反射或吸收性极强的表面可能需要特殊处理或选择特定波长的激光；传感器的安装角度和位置对测量精度有一定影响；在有强烈环境光干扰的场合可能需要采取措施。* 适用场景： 精密机械加工中的尺寸检测、工件定位、厚度测量、表面轮廓检测、工业机器人抓取定位、焊接缝隙检测等。* 局限性： 镜面反光和深色吸光表面可能需要更高级的光学处理和算法；测量距离太远时精度会下降。* 成本考量： 中等偏高，但考虑到其精度和速度，在许多工业应用中是极具成本效益的选择。

3.1.2 涡流效应测量技术

涡流效应测量是一种非接触式电磁感应测量方法，专门用于导电材料，特别是金属的位移或厚度测量。

工作原理和物理基础：想象你拿着一个线圈靠近一块金属板。当你给线圈通上高频交流电时，线圈周围会产生一个快速变化的磁场。根据电磁感应定律，这个变化的磁场会在金属板内部感应出像旋涡一样的电流，我们称之为“涡流”。这些涡流反过来会产生一个与原线圈磁场方向相反的磁场。这个反作用的磁场会影响线圈自身的阻抗（可以理解为对电流流动的“阻碍”）。

当传感器探头与金属目标之间的距离发生变化时，金属内部感应出的涡流强度也会随之改变，从而导致线圈的阻抗发生可测量的微小变化。传感器系统就是通过精确检测线圈阻抗的这些变化，并将其转换为电压或电流信号，从而高精度地计算出探头与金属目标之间的距离。这个物理基础可以用公式表示，涉及线圈电感 L 和电阻 R 的变化：Z = R + jωL (其中 Z 是阻抗，R 是电阻，L 是电感，ω 是电感，ω 是角频率，j 是虚数单位)。当距离 d 变化时，线圈与涡流耦合程度改变，有效电感 L 和电阻 R 都会变化，进而改变总阻抗 Z，通过测量 Z 即可反推出距离 d。

核心性能参数的典型范围：* 测量范围： 通常非常短，从几十微米到几毫米（如0.2毫米至8毫米）。* 分辨率： 极高，可达到纳米级至亚微米级（如0.08微米）。* 线性度： 优秀，通常在±0.1%至±0.5% FSO（Full Scale Output）之间。* 响应频率： 高，可达几十kHz（如20kHz）。* 温度稳定性： 卓越，通常在0.02% FSO/°C左右。

技术方案的优缺点：* 优点： 对导电材料具有极高的测量精度和分辨率；测量不受灰尘、油污、水汽等非导电介质的影响，可以在恶劣工业环境下稳定工作；坚固耐用，抗冲击和振动能力强。* 缺点： 只能测量导电材料，对非导电材料无效；测量范围非常有限，通常只能用于近距离测量；传感器探头的直径和形状会影响测量性能。* 适用场景： 高速主轴的径向跳动测量、半导体晶圆的厚度与平面度检测、制动盘或涡轮叶片的形变监测、活塞发动机气缸磨损检测等，尤其适合精密机械和恶劣环境。* 局限性： 无法测量非金属；需要校准以适应不同导电率的金属。* 成本考量： 较高，尤其是在需要极高精度的应用中。

3.1.3 激光飞行时间（TOF）测量技术

激光飞行时间测量是一种基于光速恒定原理的非接触式距离测量方法，适用于测量中长距离。

工作原理和物理基础：想象一下你对着远处的山谷大喊一声，然后等待回声。你通过测量从喊叫到听到回声之间的时间，再乘以声速，就能估算出山谷的距离。激光飞行时间测量与此类似，只不过是把声音换成了激光，把山谷换成了金属目标。

传感器会发射一个高强度、短持续时间的激光脉冲到金属目标表面。这个激光脉冲击中物体后，会反射回传感器。传感器内部有一个高精度的计时器，能够精确测量激光脉冲从发射到接收的总飞行时间。由于光速 c 是一个已知的物理常数（约299,792,458米/秒），通过简单的物理公式就可以计算出目标物与传感器之间的距离 d：d = (c * t) / 2其中 t 是激光脉冲的总飞行时间（发射到接收），除以2是因为激光走了去和回两次的距离。

核心性能参数的典型范围：* 测量范围： 超长，从几十毫米到几十米甚至上百米（如50毫米至25000毫米）。* 分辨率： 相对较低，通常在毫米级到亚毫米级（如0.1毫米至1毫米）。* 线性度： 典型值在±1毫米左右。* 响应时间： 较快，低至1毫秒。* 重复精度： 通常为亚毫米级（如0.1毫米）。

技术方案的优缺点：* 优点： 测量距离远，适用于大型设备的监测；对目标物的表面特性（如颜色、光泽）相对不敏感；抗环境光干扰能力强；结构坚固，可靠性高。* 缺点： 测量精度相对较低，通常只能达到毫米级别，不适合微米级精度要求；在测量短距离或透明物体时可能存在挑战。* 适用场景： 起重机防撞、料位监测、车辆定位、大型结构形变监测、自动化仓库AGV导航、钢板位置粗定位等。* 局限性： 精度受限于计时电路的精度和光速的微小变化；多径反射可能导致误差。* 成本考量： 中等。

3.1.4 结构光（激光轮廓扫描）技术

结构光技术通过投射特定的激光图案，结合图像处理，实现对物体三维轮廓的高精度测量。

工作原理和物理基础：想象你不是投射一个激光点，而是投射一条激光线（或者一个方格网）。当这条激光线投射到有高低起伏的金属物体表面时，它就不再是一条笔直的线，而是会随着物体表面的形状而弯曲。传感器内部的高分辨率相机以一个特定的角度“看”这条被弯曲的激光线。

由于相机和激光投射器之间存在一个固定的夹角（基线），通过精确测量相机图像中激光线的每一个点的变形位置，并结合三角测量原理，系统就能实时计算出物体表面上每一个点在三维空间中的精确坐标。这些坐标点汇集起来，就构成了物体的高精度2D轮廓或3D点云数据。从这些三维数据中，我们可以提取出物体的尺寸、形貌、缺陷等信息。

核心性能参数的典型范围：* 视野范围： 通常从几毫米到几十毫米宽，几毫米到上百毫米高（如3.5毫米 x 5毫米 至 66毫米 x 100毫米）。* 分辨率（X轴/横向）： 较高，可达微米级（如6微米至66微米）。* 重复精度（Z轴/高度）： 极高，可达亚微米级（如0.2微米至2.5微米）。* 扫描速度： 极快，最高可达10 kHz（每秒10,000个轮廓）。* 测量点数： 单个轮廓可达上千点（如1920点/轮廓）。

技术方案的优缺点：* 优点： 能够获取物体高密度的三维轮廓或表面数据；测量精度极高，尤其是在Z轴方向；速度快，适合在线检测；集成度高，通常具备强大的板载处理和分析功能。* 缺点： 测量视野相对有限，通常需要扫描才能覆盖大面积；对目标物体的表面反射特性有一定要求；设备成本通常较高。* 适用场景： 精密零件的尺寸和形貌检测、焊缝检测、缺陷检测、装配间隙测量、3D建模、机器人引导（如拾取和放置）等。* 局限性： 对复杂形状或阴影区域的测量可能需要多传感器协同；对物体运动速度有要求，超出扫描速度可能导致数据失真。* 成本考量： 通常较高。

3.2 市场主流品牌/产品对比

接下来，我们来看看市面上一些知名的国际品牌及其产品，它们各自在不同的测量技术上有所侧重。

• 德国米铱 (采用涡流效应测量技术) 德国米铱是电涡流位移传感器领域的全球领导者。其产品如eddyNCDT 3001-U2系列，以其卓越的精度和稳定性闻名。测量范围通常在0.2毫米至8毫米之间，分辨率可低至0.08微米，响应频率高达20 kHz，且具有极高的温度稳定性（0.02% FSO/°C）。其优势在于，即便在油污、灰尘、湿度等恶劣工业环境下，也能对金属目标进行高精度、无漂移的稳定测量。这使其成为需要近距离、超精密、抗干扰测量的理想选择，例如高速主轴的跳动监测。

• 英国真尚有 (采用激光三角测量技术) 英国真尚有的ZLDS115激光位移传感器是一款高性能设备，标准版本达到IEC 2级激光安全标准，可选高温版本最高可达IEC 3B级激光安全标准。它能提供最大2000mm（2000-4000mm）的测量范围，分辨率最高可达0.01mm，线性度最优为±0.03mm，更新频率达到1kHz。ZLDS115在振动环境下，通过其高精度和快速响应能力，结合内置的中值滤波、简单平均和滑动平均等多种数据处理功能，能有效应对瞬时位移带来的挑战，提升测量稳定性。此外，其IP65防护等级和0°C至+45°C的宽工作温度范围使其能适应多种恶劣的工业环境，而可选配的高温（HT，1000°C）、超高温（VHT，1300°C）和极高温（VVHT，1500°C以上）版本，进一步拓宽了其应用范围。例如，在机器人抓取焊接件时，它可以实时监测焊接缝隙的精确位置和宽度。

• 日本基恩士 (采用激光三角测量技术) 日本基恩士在自动化传感领域处于领先地位，其LK-G5000系列激光位移传感器也是基于激光三角测量原理。该系列产品以超高速采样、极高的分辨率和重复精度著称。测量范围从20毫米到1000毫米，分辨率可低至0.005微米（5纳米），线性度典型值可达±0.02% FSO，采样速度最高可达130 kHz。日本基恩士的传感器对不同表面材质（包括高反射金属）有良好适应性，并且测量稳定。这使其在在线批量检测和精密尺寸测量等对速度和精度要求极高的场景中表现出色。

• 瑞士堡盟 (采用激光飞行时间（TOF）测量技术) 瑞士堡盟的ODS9000系列激光距离传感器采用激光飞行时间原理。其最大优势在于超长的测量距离，可达50毫米至25000毫米（25米）。分辨率在0.1毫米至1毫米之间，响应时间低至1毫秒，重复精度可达0.1毫米。瑞士堡盟的飞行时间传感器对目标物表面特性（如颜色、光泽）不敏感，抗环境光干扰能力强，非常适合需要长距离、高可靠性测量的工业环境，如大型设备的定位、料位监测或工业车辆的防撞系统。

• 加拿大LMI技术公司 (采用结构光（激光轮廓扫描）技术) 加拿大LMI技术公司是三维智能传感领域的全球领导者，其Gocator 2500系列产品采用结构光技术。该系列传感器能够提供高密度的3D轮廓数据，实现对金属零件的精确尺寸、形貌和缺陷检测。其视野范围可根据型号选择，X轴分辨率在6微米至66微米，Z轴重复精度在0.2微米至2.5微米，扫描速度最高可达10 kHz。加拿大LMI技术公司的传感器集成度高，具备强大的板载处理和分析功能，速度快，操作简便，特别适合需要在线、高速、精确获取物体三维信息并进行尺寸测量的复杂应用，例如机器人引导的复杂表面检测。

3.3 选择设备/传感器时需要重点关注的技术指标及选型建议

选择合适的传感器就像为一项精密任务挑选工具，要根据任务的特点来决定。

• 测量范围与精度：

  • 实际意义： 测量范围决定了传感器能“看”多远，精度则决定了它“看”得有多清楚、多准确。高精度意味着更小的误差。

  • 影响： 如果测量范围不够，传感器可能无法覆盖目标物的整个运动轨迹；如果精度不足，测量结果就无法满足自动化控制对精密度的要求，比如机器人抓取一个0.1mm公差的零件，如果传感器精度只有1mm，那机器人就抓不准。

  • 选型建议： 对于工业机器人这类高精度应用，应优先选择分辨率高、线性度好的传感器，且其测量范围需覆盖目标物的最大可能位移。对于需要微米甚至亚微米级精度的场景，涡流或电容传感器可能更合适（如果距离允许），而对于中长距离高精度，则应考虑高性能的激光三角测量传感器。

• 响应频率/采样速度：

  • 实际意义： 传感器每秒钟能获取多少次数据。这就像摄像机的帧率，帧率越高，越能捕捉快速运动。

  • 影响： 在振动环境下，目标物可能快速抖动。如果传感器的响应频率过低，它就无法实时捕捉到这些快速的位移变化，导致测量数据滞后或失真，从而影响自动化控制系统的实时性和稳定性。

  • 选型建议： 针对振动环境，选择具有高响应频率（通常至少1kHz以上）的传感器至关重要，以便捕获瞬时抖动并进行实时补偿。同时，自动化控制系统的处理速度也需要匹配。

• 抗环境干扰能力（特别是对金属表面的适应性）：

  • 实际意义： 传感器在面对金属目标不同表面（镜面、粗糙面、有油污等）以及环境中的光线、灰尘、温度变化时，能否保持稳定的测量性能。

  • 影响： 镜面反射可能导致激光三角测量传感器接收不到光斑；油污、灰尘可能影响光学传感器。环境光干扰也可能引入测量误差。

  • 选型建议： 对于高反射率金属，考虑选择具有特殊光学设计（如蓝光激光、HDR功能）或内置滤波算法的激光传感器。涡流传感器对非导电介质不敏感，是油污、灰尘环境下的优选。同时，要关注传感器的IP防护等级和温度稳定性指标。

• 内置滤波与数据处理功能：

  • 实际意义： 传感器内部是否提供多种算法来平滑原始数据、去除噪声。

  • 影响： 振动会导致测量数据产生高频噪声。没有有效的滤波，这些噪声会直接传递给控制系统，引发控制振荡或误判。

  • 选型建议： 优先选择内置多种滤波算法（如中值滤波、滑动平均、卡尔曼滤波等）的传感器，这有助于在传感器层面就有效抑制振动噪声，提供更稳定的测量数据。这些滤波参数应支持用户自定义，以便根据实际振动频率和幅度进行优化。

3.4 实际应用中可能遇到的问题和相应解决建议

在振动环境下使用激光位移传感器测量金属目标，会遇到一些常见问题。

• 问题1：测量数据抖动或不稳定

  • 原因分析： 主要由机械振动引起，包括工业机器人自身的振动、设备运行产生的振动或地面传导的振动。这些振动直接导致传感器与目标物之间的相对距离快速变化，测量结果呈现高频波动。

  • 影响： 导致自动化控制系统无法获得准确的目标位置信息，可能引发机器人定位不准、轨迹偏差，甚至与目标物发生碰撞，严重影响生产效率和产品质量。

  • 解决方案：

    • 物理减振： 这是最直接有效的方法。在传感器或目标物安装座下方加装减振垫（如橡胶垫、弹簧减振器），隔离振动源。例如，可以将传感器安装在一个独立于机器人手臂的支架上，并对支架进行减振处理，使其不易受机器人本体振动的影响。

    • 传感器内置滤波： 利用传感器自带的数字滤波功能，如中值滤波、滑动平均滤波。这些滤波器能有效平滑数据，去除高频噪声。例如，将滑动平均的窗口设置得稍大，可以有效衰减高频振动带来的数据波动。

    • 控制系统软件滤波： 在自动化控制系统（如PLC或机器人控制器）中，对传感器接收到的数据进行二次滤波处理，如低通滤波，进一步平滑数据，确保控制指令基于更稳定的位置信息。

• 问题2：金属目标表面特性变化导致的测量误差

  • 原因分析： 目标金属表面可能因氧化、磨损、加工残留（如切削液、油污）而改变其光学反射特性。例如，抛光金属的镜面反射特性可能导致激光束被反射到接收器视野之外。

  • 影响： 导致传感器无法稳定接收到足够的反射光信号，出现测量中断、数据跳变或精度下降。

  • 解决方案：

    • 表面处理： 在允许的情况下，对目标物表面进行适当处理，如喷涂一层薄薄的漫反射涂层，或进行轻微打磨，以增加漫反射特性。

    • 选用特殊激光： 某些激光传感器会采用蓝光激光或具有HDR（高动态范围）功能的接收器，对高反射或深色表面有更好的适应性。

    • 安装角度优化： 调整传感器的安装角度，使其激光入射角和接收角尽可能避免镜面反射，确保接收器能稳定捕获反射光。例如，避免激光垂直入射到镜面，可以采用一个小的倾斜角度。

    • 定期清洁： 对于有油污、灰尘的场景，应定期清洁传感器镜头和目标表面。

• 问题3：环境温度变化引起的测量漂移

  • 原因分析： 传感器内部电子元件或目标金属材料在温度变化下会发生微小形变或性能漂移，导致测量基准线发生变化。

  • 影响： 即使目标物没有实际位移，传感器读数也可能发生缓慢的“漂移”，影响长期测量的准确性。

  • 解决方案：

    • 选择温度稳定性好的传感器： 优先选择温度偏差指标较低的传感器，如±0.03% FS/°C。

    • 温度补偿： 在控制系统中引入温度补偿算法。通过额外的温度传感器实时监测环境或传感器内部温度，并根据预先标定好的温度-误差曲线对测量数据进行修正。

    • 保持恒温： 在条件允许的精密应用中，将传感器和/或工作区域置于恒温环境中，减少温度波动。

4. 应用案例分享

激光位移传感器在振动环境下对金属目标的稳定、高精度测量，在自动化控制和工业机器人领域有着广泛的应用。

• 工业机器人焊接引导： 机器人手臂在焊接过程中会产生轻微振动，但需要精确跟踪焊接路径和焊缝间隙。激光位移传感器能够实时测量焊缝的三维轮廓和间隙，为机器人提供精确的路径校正信息，即使在振动中也能确保高质量焊接。

• 金属板材厚度与平整度在线检测： 在高速生产线上，金属板材经过压延或冲压后，可能存在微小的厚度不均或形变。通过安装在产线上方的激光位移传感器阵列，可以实时监测板材的厚度和表面平整度，并将数据反馈给控制系统，实现产品的质量分级或调整生产参数。

• 汽车零部件装配间隙测量： 在汽车制造中，车身或零部件的装配间隙直接影响产品质量和美观。工业机器人配备激光位移传感器，可以精确测量门板、引擎盖等部件与车身之间的微小间隙，确保装配精度符合设计要求，即便在装配过程中有轻微抖动也能稳定监测。

• 高速移动机械的振动监测与位置校正： 在一些高速运转的机械设备（如大型齿轮箱、涡轮机）中，关键部件的微小位移或振动可能预示着故障。激光位移传感器可以高频、非接触地监测这些部件的实时位移和振动幅度，并通过数据分析提前预警或驱动控制系统进行动态校正。